復合材料:汽車減重要選擇

  多年來美國汽車業的領導者們,一直為聯邦政府提高燃耗標準而犯愁,但事實證明他們的擔心放錯了地方。落基山研究所的創辦人之一,現任主席兼席科學家的AmoryLovins說,消費者對更小、更輕且更省油的汽車的需求,所起到的推動作用正在超過美國聯邦政府提議的任何燃耗標準。他說去年豐田汽車公司的普銳斯混合動力車,在美國的銷量超過了所有的SUV車型。本田汽車公司—過去時常因未搭載大排量8缸發動機,而受到嘲笑—現已成為2008年上半年在美銷量增長的唯一一家美日汽車制造商。盡管政府規定將來必須提高燃油經濟:2015年將實施35.7英里/加侖(即15.2公里/升)的全新企業平均燃料經濟性標準,但消費者才是現今真正的推動力??偛课挥诿绹苄軦nnArbor的美國汽車研究中心的經濟與商業團體的副主任KimHill說:“一年前甚至是半年前,人們仍對大排量汽車趨之若騖。而終消費者的作用不容小覷。”
  但提高燃效所需的原材料仍存在問題。盡管汽車業很清楚小巧、輕便且高燃效的汽車市場終將成功地建立起來,但沒人能百分百地確定這一新的汽車市場將以何種形式出現,雖然該市場毫無疑問將起用更輕的材料。這將為塑料在未來汽車中的更多應用帶來機會。GeorgeRacine是總部位于美國弗吉尼亞州阿靈頓的美國化學理事會塑料分會的汽車工作小組的成員。他在2008年8月11日~15日,在TraverseCity召開的年度汽車工業管理論壇上對汽車制造商和供應商們說:“我們需要的不是漸進式的改變。”他說復合材料和熱塑性塑料,能有效地幫助汽車和卡車減輕重量,從而改進里程油耗。而通過模塊化設計實現的零部件整合—諸如結合聚烯烴保險杠面板、聚碳酸酯車燈,以及尼龍插銷和結構梁等各類部件的前端系統—有助于節省成本。TorayIndustriesInc.公司、日產汽車公司和本田汽車公司在7月簽署協議,三方將攜手在今后10年的某一時間里將碳素纖維汽車推向市場,其目標是找到更好且成本更低廉的方法來加工碳素纖維,從而使他們能夠用高端復合材料取代鋼材來生產車身板。
  Lovins說:“作為一名私人投資者,我很看好復合材料的前景。”他所在的咨詢集團總部設于美國克羅拉多州Snowmass,該公司率先在上世紀90年代開始提出“Hypercar”的概念。但這并不代表汽車業在發展下一代汽車的道路上,期望獲得某種單一的解決辦法或單一的材料。如果選擇單一戰略,將仍有太多問題有待解決。只要看一看通用雪佛蘭Volt這款未來車型仍在不斷變化的各個方面就能明白這一點。總部位于美國密歇根州底特律的通用汽車公司已承諾到2010年底向市場投放Volt,作為數十年來款上市的重要的插入式電動車,該車每充一次電可駕駛64公里。Volt的設計總監BobBoniface說,在Volt推出之前的兩年多一點的時間里,通用汽車公司仍在修改該車的形狀以提高空氣動力學效率并達到單次充電行駛64公里的目標。盡管通用汽車在Volt概念車的車身上使用了熱塑性塑料,但有關量產車型所用的材料未對外公布。與此同時汽車制造商和電池生產商,仍在對Volt日常所用的鋰離子電池進行小幅調整。
  JohnsonControls-SaftAdvancedPowerSolutions公司,是由總部設于美國威斯康星州Glendale的電池生產商JohnsonControlsInc.公司,和位于法國巴黎的SaftGroupeSA公司組建的合資企業,現正與通用汽車聯手開發鋰離子電池。該公司CEOMaryAnnWright說,這些電池—在隔離膜和外殼中使用塑料作為粘結材料—是在亞洲生產的。這意味著需要支付額外的運費將電池組運回美國用在Volt車上。Wright還說道盡管鋰離子電池技術,可能降低美國人對中東石油的依賴,但同時也把市場的關注目光,轉向了作為鋰離子電池原材料產地的其他地區。鋰礦石主要分布于和南美。 她說:“雖然歐美擁有卓越的技術,但在制造方面卻一無是處。”JohnsonControls公司將在今后兩年把其在北美的研發,以及研發電池裝配生產線的規模翻番,而且JohnsonControls-Saft公司在法國Nersac建有大規模的研發機構。Wright認為但北美根本不具備這種制造結構,即便是Volt中看起來似乎很簡單的一個元素,即其所用的油箱將運用汽油來驅動一個車載發電機,以便在需要時提供額外的電力,也絕不是現有油箱生產商馬上就能應付得了的。
  通用汽車公司的采購與供應鏈集團副總裁BoAndersson說,通用汽車目前的油箱供應商—主要是多層吹塑油箱—生產的一般是約60升或以上容量的油箱。而Volt將配備30升的油箱。他說:“我們現有的供應基礎不是針對小油箱而建立的。”要讓汽車業開始適應生產較小型汽車或生產新型汽車不是件容易的事,但Lovins表示汽車制造企業在過去曾有過成功的先例。在二次大戰剛打響時,汽車裝配廠在短短六個月里就從汽車生產轉為飛機生產。通用汽車公司的環境、能源和安全政策副總裁BethLowery說:“僅從競爭角度來看,如果小型車或新車價格低廉且方便快捷,那么我們一定會開始轉向這方面的生產。”然而即使汽車業做好了革新的準備,他們還必須密切留意消費者行為。盡管高漲的汽油價格推動了較小型汽車的發展,但一旦美國人對價格上漲習以為常后,他們可能重新轉向其他汽車。ToyotaBoshokuAmericaInc.公司董事長兼CEOKiyoshiFuruta說:“我仍不太確信美國人是否會放棄他們用慣了的大型汽車或卡車。”一旦豐田汽車公司于2010年開始在密西西比州生產普銳斯混合動力車時,該公司將向該車供應零部件。Furuta說:“或許再過5年,我們將再次看到人們又重新回到老路上,我必須保持敏捷以便跟上他們的變化。”
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