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车用复合材料应用前景分析
发布时间:2021.11.08
信息摘要:
尽管复合材料广泛应用在汽车上不会马上显现,但当能源枯竭、排放达到极限后,复合材料市场必将爆发。考虑到燃油限值和二氧化碳排放要求,我国车用复合材料的应用前景非常大。



如果一辆乘用车采用10kg的复合材料,每年新车产量2300万辆,预计车用复合材料产业将形成千亿元的市场规模。”近年,北京中材汽车复合材料有限公司总经理凌静在接受记者采访时表示,尽管复合材料广泛应用在汽车上不会马上显现,但当能源枯竭、排放达到极限后,复合材料市场必将爆发。考虑到燃油限值和二氧化碳排放要求,我国车用复合材料的应用前景非常大。



437-车用复合材料配图

 

■车用复合材料应用少

 

三种及以上材料组合在一起称为复合材料,如热塑性复合材料、PP增强材料和碳纤维等。凌静告诉记者,复合材料的应用领域很广泛,但目前我国汽车领域应用的不多,主要集中在商用车上,仅占复合材料产量的1/10,复合材料在重卡上的应用大概是40kg~50kg。凌静说,欧州国家复合材料在汽车领域的应用已达到了1/3,目前复合材料在德系车上应用最多,至少2kg~3kg; 欧系车在很多外饰件和结构件上采用复合材料,如前端水箱支架、导流罩、导流板、翼子板、侧裙板、面罩、保险杠等;此外,乘用车的天窗遮阳板和后备厢的隔板一般也会采用复合材料。

 

为什么乘用车采用复合材料少?长春一汽富晟集团有限公司产品经理王君磊认为,一是国内整车厂接受程度低,二是成本相对高,三是如果欧美日整车没有普及应用的话,国内整车企业很少会去尝试。对于整车企业接受程度低,王君磊说,国内主流整车企业都在积极研究复合材料在汽车上的应用,但进程相对滞后,上汽、奇瑞和江浙地区的整车企业走得更快些,奇瑞曾展出的样车上内饰采用了碳纤维。对此,凌静表示深有体会,她说:“20年前,我与整车企业谈复合材料,他们不懂也不感兴趣,而近几年,整车企业主动与我们沟通设计一些部件。”“相对于钢和塑料而言,复合材料成本较高。由于乘用车市场竞争压力大,复合材料要大规模应用在汽车上,成本是根本问题。”王君磊认为,复合材料最早应用在航天航空领域,对成本不敏感,比如波音一半以上采用的是复合材料。但凌静认为:“如果国内汽车市场对复合材料需求量变大,技术自然会提升,此时成本也会降下来。另外,从性价比及生产过程考虑,复合材料在价格上并没有明显的劣势。”

 

此外,在车用复合材料的应用上,日本三大车企表现得不太积极。凌静认为,一个国家提倡使用什么材料,主要看该国的资源储备,日本在轻量化方面高强度钢用得多是因为日本钢铁工业比较发达。

 

■轻量化推动车用复合材料发展

 

为汽车减掉无效重量,一直是汽车业内研究的重要课题。目前来看,汽车车身减重主要是应用高强度钢、铝合金及复合材料等。凌静认为,各种轻量化材料不存在“谁替代谁”,它们各有各的功用。就复合材料而言,使用它不仅能设计出更时尚、更符合空气动力学的外形,而且可大大减轻整车重量,另外还能降低生产成本。

 

王君磊告诉记者:“如果不是为了汽车轻量化,复合材料成本相对较高,乘用车为什么要使用。”目前,一汽正尝试在新能源汽车的电池箱上采用复合材料,不仅轻还防腐,但目前还没有量产。此外,复合材料还应用在前后机盖(引擎盖和后备厢盖),可实现减重50%,但也还没推向市场。“主要还是考虑成本、外饰件的后期修补以及回收等问题。”王君磊说。

 

其实,复合材料在轻量化方面主要是进行功能替代。比如轿车的前端支架,采用复合材料替代,除减轻重量之外,其工艺也相对简单,北汽B40的车顶就采用的是复合材料。总的来说,乘用车座椅骨架、天窗护板、水箱的前端支架、刹车踏板及仪表台等都完全可以采用复合材料。

 

■车用复合材料全面应用需由“贵族”到“平民”

 

一直以来,汽车行业都在通过增加复合材料的应用比例来减重,但复合材料的应用仍局限在较低产量汽车或小的汽车零部件上。但宝马i3系列的横空出世,让业界对复合材料刮目相看。宝马i3电动车不仅在车身镶板中使用了碳纤维,还打造了碳纤维材质的车架。虽然这是第一次将碳纤维用于批量生产,但碳纤维成本高、车辆成型时间长且原材料依赖国外。

 

据统计,汽车产量在15万辆以上,使用复合材料具有成本优势。凌静认为,复合材料在汽车轻量化上的应用会逐年上升,目前我国车用复合材料有技术但不精。“材料和工艺技术都要随着汽车技术的发展而发展,一旦汽车行业对车用复合材料需求上升,我们就必须跟上。当塑脂、玻钢、碳纤维等材料工艺和装备都成熟起来,车用复合材料就会呈现出较好的性价比。”凌静说道。“复合材料在汽车上大范围应用是汽车轻量化未来的发展方向。”长春一汽富晟集团有限公司商务总监王志仁说,目前日美欧已经走在前列,尤其是在原材料上。王君磊则表示,什么时候碳纤维能从波音飞机、高端汽车,普及到B级车上,那么复合材料千亿元的市场规模就指日可待了。



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