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使用碳(C)纖維材料(Material)可以有效降低(reduce)汽車自身重量,這一點,在汽車行業(yè)已是不爭的事實。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。使用碳纖維材料在減重的同時,能大幅度最大化減少油耗和降低污染,這也是相關(guān)(related)的實驗(experiment)數(shù)據(jù)可以證明的。但是在汽車中使用多少碳纖維材料、在哪些部位使用性價比比比較高?在汽車制造的整體成本中會造成多少影響(influence),這需要一個更為客觀和具體的考量。
使用碳(C)纖維僅僅是使車子更輕而已?
碳(C)纖維一般會與環(huán)氧樹脂結(jié)合成復(fù)合材料使用,這種復(fù)合材料繼承了碳纖維本身較強的比強度、比模量、耐疲勞強度以及吸能抗震性等一系列優(yōu)點,同時繼承了環(huán)氧樹脂配方設(shè)計靈活多樣、應(yīng)用針對性強等特性。與鋁合金(alloy)結(jié)構(gòu)件相比,
碳纖維復(fù)合材料減重效果可達到20%-40%,與鋼類金屬件相比,碳纖維復(fù)合材料的減重效果甚至可達到60%-80%。但是碳纖維復(fù)合材料的使用,不僅減輕了整車的重量,更為汽車制造的工藝帶來了深層次的影響和改變。
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沖壓、焊接、涂裝、總裝作為汽車的四大工藝,隨著碳(C)纖維復(fù)合材料的加入以及比例上的增多,將發(fā)生一定的變化。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。例如,沖壓會被復(fù)合材料成型中的模壓和鍛造工藝所替代;未來整車也不再需要那么多的焊接,除了熱塑性復(fù)合材料會用超聲波(是一種頻率高于20000赫茲的聲波)做一些焊接外,焊接基本上會被膠接、鉚接這樣的工藝所替代;由于復(fù)合材料沒有耐腐蝕性的要求,基本上有些車型已經(jīng)不需要涂裝,而且涂裝哪怕是外附件涂裝溫度(temperature)也不會很低,像某些注塑件,其涂裝溫度只有 85 度;復(fù)合材料成型、整車模塊化以后,其總裝生產(chǎn)線長度要求會大幅度減少,因為整車只有幾十個模塊,車的組裝節(jié)奏將會變得非常快。這對于總裝線的投入成本會大幅度下降。所以有業(yè)內(nèi)人士稱,碳纖維復(fù)合新材料的大規(guī)模應(yīng)用會降低整個汽車制造商的準入門檻。因為,工藝上的這些改變不僅重置了汽車制造中各元素的配備,更從根本上解構(gòu)了傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)成本的計算模式。
123456 近日,國內(nèi)某電動客車廠家的產(chǎn)品(Product)新聞發(fā)布會上發(fā)布了一款碳纖維材料純電動客車,現(xiàn)場12米長的實車并非整車全部使用了碳纖維材料,而是車輛的頂棚、左右側(cè)圍和底板所構(gòu)成的車架采用了碳纖維復(fù)合材料。據(jù)發(fā)布會上的資料介紹,這款電動客車所使用碳纖維材料的部件重量約為1.8噸,相比于使用鋼材料的車身可以減重約23%,使整車質(zhì)量控制(control)在8.5噸以內(nèi),車輛的續(xù)駛里程可以達到500km以上。從生產(chǎn)(Produce)成本上看,這款使用了碳纖維復(fù)合材料的客車比傳統(tǒng)鋼材料的同級別客車補貼前成本高出20萬左右,這占了整車生產(chǎn)成本中一個很大的比例,但是該客車生產(chǎn)廠家卻對市場持有樂觀態(tài)度,其負責(zé)人坦言 ;并不擔(dān)心這款車的銷量。 ;在他看來,盡管由于使用了碳纖維材料使得整車成本增加,但整車質(zhì)量的提升與續(xù)駛里程的增長可以增加車輛的使用的時長,可以比同級別車型略有所長。另外,動力電池(Battery)重量的減輕與成本的降低,也將彌補碳纖維材料使用帶來的高成本不足。
copyright 123456 對于新能源車型來說,動力電池是其核心組成部分,作為動力電池的承載件,動力電池箱體(BOX)一般安裝在車體下部,主要用于保護動力電池在受到外界碰撞、擠壓時不被損壞。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。公司(Company)為國內(nèi)多家新能源汽車提供碳(C)纖維動力電池箱體及其他碳纖維汽車結(jié)構(gòu)件,其市場部負責(zé)人曾在碳纖維應(yīng)用成本方面做過相關(guān)計算,以一款碳纖維動力電池箱體為例,用碳纖維復(fù)合材料制作的箱體重量僅為2.7kg,與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)材料制作的電池箱體相比大約能減重80%,在強度和荷載力上同樣能達到相關(guān)的技術(shù)要求,更重要的是,因為車體下方的運行環(huán)境惡劣(liè),該款碳纖維電池箱體展現(xiàn)出的抗腐蝕、防水、阻燃、使用壽命(lifetime)長等性能可以很好地應(yīng)對和解決這些問題。從成本上看,使用碳纖維復(fù)合材料動力電池箱比鋼結(jié)構(gòu)電池箱要多付出一千多元,但是10千克的減重在長達數(shù)年的車輛運行過程中將產(chǎn)生不可小覷的效應(yīng)。首先,根據(jù)已有的實驗(experiment)數(shù)據(jù)計算,車身每減重100千克將降低(reduce)能耗20%,那么僅僅一個碳纖維動力電池箱就可以減少2%的能耗,數(shù)字雖然不大,但是運行時間越長,在運行上節(jié)約的成本越多。其次,碳纖維電池箱體強大的耐腐蝕性能和超長的使用壽命,直接降低了箱體維修和更換所帶來的成本。因此,從整體上衡量,由使用碳纖維復(fù)合材料而帶來的一部分成本升高,就顯得微不足道了。
內(nèi)容來自123456 那么是不是碳纖維復(fù)合材料(Material)用的越多越好呢?碳纖維復(fù)合材料的成型工藝決定了它最終的使用成本,因而盡量選用碳纖維復(fù)合材料成型較為容易的部件進行輕量化替換,性價比最高,而并非是盲目求量。另外,使用碳纖維復(fù)合材料對汽車制造成本的具體影響(influence)是與輕量化之前的成本成正比的,原成本越高,輕量化的價值越高。
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