据了解,新能源汽车碳纤维车体及部件产业生态链由康得复材和康得新共同打造,包括位于慕尼黑的KDX欧洲复合材料研发中心、KDX雷丁汽车轻量化设计中心、以及德国GFG公司和SGL公司的大批量自动化生产技术支持、中安信的碳纤维产业、康得复合材料的工业4.0版智能化碳纤维车体及部件制造工厂。
康得复材副总裁何鹏表示,目前康得复材已与德国慕尼黑工业大学碳纤维复合材料研究所合作建立康得新欧洲复合材料研发中心,以提供技术支持。
资料显示,碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。凭借着轻质、高强、耐高温、抗腐蚀等特点,被用于航空、导弹等国防军工领域,同时又在风力发电、汽车零部件、压缩气瓶等民用领域应用广泛。
康得复材常务副总裁张保平表示,法国巴黎JEC国际复合材料展览会,是复合材料发展方向的风向标,与此前多以原材料、设备及工艺技术的展示为主不同,今年JEC展会则以适用于批量生产复合材料汽车部件的解决方案,且汽车碳纤维部件展品数量大大超越往届。由此可见,碳纤维复合材料在汽车行业的应用已经成为热点。 “汽车轻量化是大势所趋。”张保平指出,面对日益严重的环境压力及能源危机,中国在内的全球大多数国家纷纷制定了严格的汽车能耗和排放标准,而汽车的轻量化是降低排放、节约能源的最佳途径。
的确,车用碳纤维复合材料可用作汽车传动轴、板簧、构架和刹车片等制件,能在减轻汽车重量的同时达到节能省源的效果。下面一组研究数据足以说明碳纤维应用在汽车行业的优越性,相关研究数据显示,目前钢铁材料约占车体重量的3/4,如果汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换,车体重量可减轻300kg,燃油效率提高36%,二氧化碳排放量可削减17%。
KDX-Roding欧洲汽车设计中心联合总裁Robert Maier介绍,车身重量每减小10%,油耗可降低6-8%,排放量可降低5-6%,0-100km/h加速性可提升8-10%,制动距离缩短2-7m。与此同时,车身轻量化后整车重心可实现下移,提升了汽车操纵稳定性。此外,碳纤维还具有极佳的能量吸收率,碰撞吸能能力是钢的6-7倍、铝的3-4倍,这进一步保证了汽车安全性。
“除提升性能的同时,碳纤维材料将解决目前新能源车所面临的续航问题。”张保平表示,我国十三五规划及《中国制造2025》中指出,2025年,中国新能源汽车年销量将达到汽车市场需求总量的20%,约500万辆。但目前由于电池技术等方面限制,现在的新能源汽车行驶里程相对较短,因此国内相关政策要求,到2017年新能源汽车通过应用新材料实现车身减重25%、到2020年实现车身减重30%的目标。
张保平认为,碳纤维复合材料的大量应用将成为实现车身减重目标的唯一选择。且到2020年,碳纤维年需求量将高达5万吨左右。
对于碳纤维部件规模化制造的成本,GFG公司董事长Fritzmeier表示,碳纤维复合材料之前主要应用在航空航天领域,其工艺主要采用热压罐等传统工艺,产品造价高,生产周期长,效率低,无法满足汽车大批量生产的要求。“但现在这种状况得到了明显改变,随着一批新工艺的出现,如HP-RTM,湿法模压等,大大提高了碳纤维部件的生产效率,并且碳纤维丝等原材料价格的大幅下降,使碳纤维复合材料在汽车领域的应用变成了可能。”
何鹏表示,HP-RTM工艺全自动化生产线是来自欧洲的最新型设备,产品尺寸精度高且稳定,整个成型周期在3分钟以内。同时,康得复材Surface-RTM工艺可以进行批量化生产,并使得零件达到A级表面,无需进行表面处理直接喷涂面漆,可节省后续的周期和成本。
资料显示,2015年10月,康得集团与德国GFG公司就投资4.5亿欧元建设“新能源电动汽车碳纤维复合材料车体以及部件产业化项目”签署协议。目前,康得新已与包括北汽、上海蔚来等多家国内汽车公司开展合作。
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