鉅大LARGE | 點擊量：533次 | 2019年05月23日
新能源汽車想要跑的“持久”的關鍵是什么
編者按
汽車行業(yè)正在發(fā)生結構性變化，正在經(jīng)歷新能源汽車對傳統(tǒng)燃油車的替代中，2017年，傳統(tǒng)燃油車產(chǎn)銷約3900萬輛，其中新能源產(chǎn)銷約77萬輛。據(jù)計算，到2030年，汽車年產(chǎn)銷約達到3500萬輛，屆時新能源汽車將達到約1700萬輛。依上述數(shù)據(jù)計算，未來12年，新能源汽車產(chǎn)銷年均復合增長率(CAGR)為29%。
相關研究得出，重量的減輕直接意味著續(xù)航里程的增加。純電動汽車整車重量若降低10kg，續(xù)駛里程則可增加2.5km。提升電動汽車的續(xù)駛里程，除了加強電池和驅動系統(tǒng)外，與車身輕量化的程度也是密不可分的，而車身輕量化最明顯的特征就是材料的選擇。目前，應用于新能源汽車的輕量化材料主要有高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等幾種。
下面就對幾種輕量化材料的特性及應用做出梳理，供大家參考。
1.輕量化材料——高強度鋼
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
應用于新能源汽車領域的高強度鋼根據(jù)強化機理的不同，可分為普通高強度鋼和先進高強度鋼，先進高強度鋼延塑性更好，在滿足工藝性能的同時也具有更高的輕量化潛力。
目前，國際主流車型的高強度鋼占車身的比例已達70%以上，其中自主品牌中高強鋼的應用已達45%。據(jù)了解，中國是高強度鋼應用最普遍的國家，車身使用比例接近50%，預計未來可高達60~65%。但超高強度和先進高強度鋼大幅落后，目前使用比例僅有5%，預計未來將有3倍提升空間。
業(yè)內專家認為，在抗碰撞性能、加工工藝和成本方面，高強度鋼相比鋁、鎂合金具有明顯的優(yōu)勢，能夠滿足減輕汽車質量和提高碰撞安全性能的雙重需要。從成本與性能角度看，是目前滿足車身輕量化、提高碰撞安全性的最佳材料。
2.輕量化材料——鋁合金
鋁的密度僅有鋼鐵的1/3，導熱性卻比鐵高出3倍多。最值得一提的是，鋁代替鋼的結構設計優(yōu)化可以實現(xiàn)二次減重，減重效果為50%~100%。相關研究表明，汽車使用1kg鋁可替代自重2.25kg的鋼材，減重比例高達125%，整個使用壽命周期內可減少廢氣排放20kg。由此可見，鋁合金憑借其高強度、可循環(huán)性、耐腐蝕、密度低等優(yōu)質性能成為汽車減重首選材料。鋁材在汽車上的使用量將快速增長，汽車用鋁進入黃金期。
3.輕量化材料——鎂合金
鎂密度小，甚至比鋁輕1/3，其比強度(抗拉強度與密度之比值)較鋁合金高，導熱性好。另外，鎂合金尺寸穩(wěn)定性好，易于回收，具有良好的切削加工性和減振性。
眾所周知，中國鎂的產(chǎn)量占全球大約75%以上，讓新能源車實現(xiàn)車身輕量化帶來了方便。中國汽車工程學會做了一個節(jié)能與輕量化路線圖，預計在未來10年左右，鎂應用在高端車上能突破100公斤/每輛，在普通車上面能夠突破20公斤/每輛。
國內目前已有多家公司試制鎂合金車身，更有專家認為，鎂合金車身可能會成為汽車輕量化的主流車身材質。
4.輕量化材料——碳纖維
碳纖維力學性能優(yōu)異，密度不到鋼的1/4，抗拉強度卻是鋼的7~9倍，是唯一一種在2000℃以上的高溫惰性環(huán)境中強度不下降的物質。
未來幾年我國碳纖維需求量將進入快速增長期，預計到2020年國內碳纖維的需求將達25000噸，年均增長速率約15.5%。而工業(yè)領域的需求上升將更為突出。
這場由新材料、新工藝和新設計驅動的汽車工業(yè)革命，也將會隨著新能源汽車的普及，進而深層次的影響全球汽車產(chǎn)業(yè)的格局。隨著輕量化材料技術的不斷進步，它將為新能源汽車的發(fā)展帶來更多的可能性。
隨著家庭平均汽車保有量的迅速增長，汽車給整個社會帶來的能源、環(huán)境、交通和安全方面的壓力日益增大。盡管汽車在輕量化、電動化、排放控制技術和安全技術方面已經(jīng)有了長足的進步，尤其是近幾年互聯(lián)網(wǎng)和通信技術在汽車的獨立駕駛與智能化方面提供了極大的發(fā)展和創(chuàng)新的空間，但諸多的發(fā)展也給汽車產(chǎn)業(yè)帶來了無限的挑戰(zhàn)。
