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碳纤维带领轿车走向未来 |
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| http://cn.newmaker.com
6/12/2010 5:30:00 PM
复材在线
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无论是宝马还是梅赛德斯奔驰，在目前都有使用碳纤维生产汽车零部件的趋势。
去年（2009年）11月份，宝马宣布将与德国领先碳纤维制造商SGL（西格里）集团成立合资公司，今年4月份，公司表示斥资1千万美元的合资公司（位于美国的华盛顿）将主要从事碳纤维的生产工作。
戴姆勒公司表示，公司将在未来三年中，重点研发一系列碳纤维复合材料零部件，主要用于梅赛德斯奔驰系列车型之上；宝马公司宣布，将为其首次实现量产的电动汽车Megacity Vehicle（大城市车辆）研发碳纤维零部件，据悉，该款Megacity Vehicle车型将于2013年上市。
无论是宝马公司还是戴姆勒公司，都认为自己是汽车工业和可持续发展的先锋人物。这两家公司的短期发展战略都包括了轻质创新材料的研发和降低废气（二氧化碳）排放；而长期发展战略则包括混合动力火车以及电动汽车的发展规划。宝马公司目前正在针对600辆MINI E轿车进行道路试验，以获得对电动汽车日常使用大概情况的了解。测试结果将被划归到“I项目”中统一分析整理。“I项目”涉及到了新型概念车在城市中驾驶情况，当然包括Megacity Vehicle车辆。
由此可见，碳纤维目前已被各大制造商坚定的划归到终点研发项目中。根据戴姆勒公司的数据，汽车的重量取决于城市驾驶时23%的燃油消耗。如果研发小组能够设计一辆新型车辆，做的减重100公斤的话，那么在城市驾驶时，每100公里将降低燃油消耗0.3~0.6升（取决于车型和驾驶习惯的不同），除此以外，还能够帮助降低二氧化碳排放7.5~12.5克/公里。
碳纤维复合材料零部件能够比同类钢质零部件减重50%，比铝制部件减重30%，却能够提供同等强度。
兰博基尼Spiga4概念车
中国复合材料汽车零部件现状
国外已经有越来越多的新兴复合材料如碳纤维、天然纤维等正在不断地被应用到汽车领域，玻璃钢将逐渐成为过去式，因为更多的创新复合材料的性能更优于玻璃钢。在我国手糊成型工艺依然在生产汽车零部件领域尚占主导地位，SMC、BMC、RTM、GMT等先进材料和工艺的应用仍然十分欠缺。
2009年的哥本哈根会议，把“低碳经济、新能源”推到了世界各国都关注的焦点上，中国也对此作出了承诺，到2020年中国单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。这的确是一个需要努力节能减持才能实现的目标，而作为汽车消费大国的中国，新能源汽车的生产和使用必将成为未来的发展趋势，这就给了汽车轻量化一个机遇，同时也是复合材料汽车零部件借势发展的一个巨大市场。因此中国的汽车人，应该把握住这个市场机遇。
东丽公司已经确定了下一步的首要任务，就是扩大其汽车领域碳纤维复合材料业务。2008年6月，公司成立其汽车研发中心，该中心主要任务就是开发CFRP零部件在汽车领域的更广泛应用，并于2009年4月成立了先进复合材料中心。
与现有车型相比，戴姆勒公司计划通过这次的合作研发工作，将梅赛德斯奔驰系列车型白车身重量降低10%，以此来提高燃油效率和降低废气排放。
卓尔泰克（Zoltek），是美国碳纤维领先制造商，在今年四月份的时候，宣布已成立一个新的子公司，称为 Zoltek Automotive（卓尔泰克汽车公司），加快对轻质碳纤维在汽车业大幅应用的领域。
这个新子公司将由两位在汽车复合材料应用方面德高望重的专家领导，并有超过12名来自卓尔泰克已有业务中的工程技术人员及其面向全球的销售人员加盟。
卓尔泰克公司董事长兼首席执行官Zsolt Rumy表示：“我们一直把汽车行业看作是我们的低成本、高性能碳纤维的最大的一个潜在市场。虽然我们已积极开发车用碳纤维很多年了，Zoltek Automotive的成立则是我们将产品开发与潜在市场需求更紧密联系的一个新的开始。我们将通过Zoltek Automotive的专业技术，开发新的生产方式，帮汽车行业客户制造性价比更高的碳纤维加工产品，使碳纤维技术的应用和流程更简易高效。”
日本帝人集团的总裁，也同样对进军碳纤维市场充满信心，认为通过未来几年在车辆中使用碳纤维增强塑料（CFRP），能够帮助电动汽车车身减重一半以上。
今年三月，帝人集团发布了一款超轻电动概念车，采用专有的材料和技术，包括碳纤维复合材料、聚碳酸酯树脂和生物衍生聚酯。称重为437公斤，不到传统电动车的一半，这种PU_PA电动车（形如“蛹状电动汽车）体现了帝人的视野，将看好5到10年的市场。
帝人集团的PU_PA电动车
PU_PA电动车车速为60公里/小时（37英里/小时），行驶距离可达100公里（62英里），实现了实用汽车功能化和结构的完整性：
PU_PA电动车作为象征性的电动概念车，采用了一系列先进的专有技术：
1. 减重。该车体组合采用碳纤维复合材料制作的核心结构。窗户用聚碳酸酯树脂制造，是有吸热功能，重量只为玻璃的一半。模块化部件均采用单片成型等，总计可减少部件约20件。
2. 生物技术。室内装饰物（座椅，地毯等）用生物衍生聚酯制作。
3. 减小对环境的影响。金属色调TEFLEX聚酯薄膜作为铬电镀替代方案。低噪音轮胎帘线用TEONEX聚乙烯萘酸酯（PEN）纤维制取。
4. 电子产品。多设备通信系统采用CELL FORM二维通讯板。
碳纤维复合材料让汽车更安全
自从1953年第一辆全复合材料车身的汽车问世以来，复合材料在汽车上的应用不断增多。如今在汽车车身、尾翼、汽车底盘，发动机罩、汽车内饰等各个地方我们都能够发现碳纤维复合材料的身影。
碳纤维复合材料具有比金属材料更高的刚性和抗冲击性能，还具有极佳的能量吸收能力，进一步保证了碳纤维复合材料汽车的安全性。据介绍，碳纤维复合材料的能量吸收能力比金属材料高4-5倍左右。数年来，F1车队一直采用碳纤维复合材料制造其赛车的碰撞缓冲构件，从而显着减少了这顶级汽车运动项目中的重伤事故。
除了安全性之外，轻量化是碳纤维复合材料另一个显着优点。而轻量化的直接成果就是减低汽车的油耗。
1992年通用汽车公司介绍了超轻概念车（Ultralite Concept Car），该车的车身采用碳纤维复合材料，由手铺碳纤维预浸料工艺制造，整体车身的质量为191kg。用碳纤维取代钢材制造车身和底盘构件，可减轻质量68%，从而节约汽油消耗40%。
国际碳纤维市场发展迅速，需求量的不断增长也给中国碳纤维行业提供了难得的发展机遇。随着应用研究的进一步深入，未来碳纤维产品将趋向于高性能化，民用、工业用量将继续保持大幅增长趋势。受益于庞大的内需市场，碳纤维增强材料汽车零部件这一细分市场必将有巨大的增长空间。
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