【汽車】復合材料在電動汽車中的作用有哪些
政府和汽車制造商發出了明確的信號,電動汽車是未來的趨勢。采用復合材料的輕量電動汽車似乎是毋容置疑的,但還有更多的機會不能錯過。美國目前重點是增加對清潔能源的投資,以及將地面運輸從內燃機汽車(ICE)向純電動汽車(EV)轉變。這些舉措包括鼓勵消費者購買電動汽車,在全美各地安裝55萬個充電站以及在政府車隊中用電動汽車替換ICE車輛。
2020年11月,英國相宣布了到2030年禁止銷售汽油和柴油燃料汽車,到2035年禁止銷售混合動力汽車(之前分別是2035年和2040年)的激進目標。英國相還希望為消費者提供激勵措施,并在英國各地增加充電站。其他歐洲也對ICE車輛設置了類似的禁令,范圍從2025年到2040年。在亞洲,日本的目標是到2030年混合動力汽車和電動汽車銷量達到50% -70%,而作為電動汽車銷量的領導者,其目標是到2035年電動車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車的銷量達到50%,混合動力汽車的銷量達到50%,不實現純ICE汽車的銷售。
顯然,要實現這一切,需要開發和制造數百萬輛混合動力和零排放汽車。特斯拉一直被認為是汽車行業的顛覆者,激勵了一些初創企業,但大的原始設備制造商正在迎接挑戰。
我們的行業越早擺脫復合材料僅僅是減少質量的一種方式的觀念就越好。
顯然,電動汽車是未來的趨勢。據預測,到2025年,電動汽車和ICE汽車的成本將相差無幾,到2037年,電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車的銷量將超過ICE汽車,到2040年達到每年5500萬輛。由于疫情對汽車銷售的影響,由于這些更清潔車型的普及,ICE汽車的銷量將再也無法達到2019年的水平。
那么這對復合材料意味著什么呢?目前市場上的大多數電動汽車的行駛里程都在250 - 400英里(400 - 640公里)之間,“里程焦慮”是一個真實存在的問題,尤其是在充電站不像加油站那樣普遍的情況下。另外,電池很重,所以增加里程需要增加重量。這使得復合材料的輕量化成為一個很好的機會。
我們曾經在ICE車輛中看到過這種情況,可以追溯到1980年代,并且經常出現在以后。“汽車制造商已經將動力系統技術發揮到了極限,所以現在必須依靠輕型復合材料來提高燃油效率”的說法,在多速變速箱、燃油噴射、氣缸失活和其他輕量化替代方案中被證明是錯誤的。類似的情況也發生在電池技術領域;彭博社預測,到2030年,電池能量密度將提高約50%,同時每千瓦時成本將下降一半以上。隨著電池成本的下降和能量密度的增加,延長汽車行駛里程將會像增加電池一樣簡單。
對于復合材料來說,汽車市場可能會從ICE車輛轉向電動汽車,但采用復合材料的道路還沒有走到那一步。要想在汽車平臺的材料組合中占據一席之地,仍然需要提高生產效率和降低成本,通過零部件整合、多功能集成(例如嵌入式布線或傳感器)或降低資本和工具成本來提供價值。其中一個備受矚目的應用似乎是電池外殼,特別是考慮到復合材料可以滿足防火、熱和電氣方面的要求,特別是如果這種外殼可以利用復合材料的各向異性特性,為車身結構提供扭轉剛度。而且,隨著電動汽車向自動駕駛的未來邁進,復合材料提供更復雜形狀的能力將為設計師提供機會,以區分不同的平臺,并提供更好的消費者體驗。我們的行業越早擺脫汽車復合材料只是一種減少質量的方法的觀念,就越好。










































