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新能源汽车轻装上阵方能跑得更远

发布时间:2020-02-21 19:04:02 阅读: 来源:冷却塔厂家

业内专家呼吁国内加强新能源汽车车身轻量化研究及应用

“轻装上阵”方能跑得更远

本报记者罗兵/文

“要破解我国新能源汽车发展瓶颈,应该两条腿走路,一方面抓高性能、低成本电池技术的突破,另一方面应该抓新能源车的轻量化,特别是抓全复合材料车身的轻量化。我认为,在现阶段(电池技术还没有大的突破前提下)开展全复合材料轻量化车身的研究,在某种意义上讲能起到事半功倍的效果。”日前,在中国玻璃钢综合信息网主办的一次高峰论坛上,国内著名汽车复合材料专家蒋鼎丰呼吁。

电池性能迟迟未能提升

目前,我国正在大力推广的新能源汽车在产业化和商业化的过程中遇到了很大困难,而除了汽车质量、国家政策等诸多因素,业内人士包括消费者都认为,最主要的是新能源汽车价格昂贵这个瓶颈制约了新能源车的推广应用。

如何破解这个难题呢?不少汽车界人士和电池业界人士都持有一种相同的观点,即新能源汽车价格昂贵(主要是电池昂贵),如能将电池价格降下来,新能源汽车价格也会随之下降。因为电动车成本中电池占近60%,因此电池的成本降低是整个电动车成本降低的核心因素。而电池成本的降低就意味着使用必须更少的电池组和更高效的电池。

而说到电池技术,业内专家认为首先必须要改进的是电池的性能,特别是电池单位重量的能量密度。能量密度是指每1千克电池存储的能量数量,单位计量为Wh/kg。现在比较成熟和先进的锂电池平均只有100Wh/kg(也有报导能生产180Wh/kg的)。但要使新能源车在动力电池充满电后能与汽油发动机车具有同样的续驶里程,据计算,一辆电动车的电池能量密度至少需要700Wh/kg,更有专家指出电池能量密度要达到现在锂电池水平的8~10倍(即800~1000Wh/kg)。在现有电池材料和技术没有取得重大突破前,这根本无法做到。

因此,蒋鼎丰认为,对电池技术进行攻关是对的,也是完全必要的,“但是目前的做法我个人认为是有点偏颇,主要是过分强调电池成本瓶颈突破对新能源汽车推广的作用。”

他举例指出:“假如一款成熟的电动轿车按整备质量1.5吨、最高时速130Km/h,一次充电续驶里程200Km(60Km/h等速)来计算,所需的磷酸铁锂电池(76AH、工作电压320V)将重达350Kg,仅仅电池的价格就大约在10万元左右。即使是比亚迪公司,对外也承认他们的双模电动车要比现有的同级别车型价格高出7万~8万元。那么有多少消费者愿意花15万去买一款动力相当于夏利的紧凑型车呢?”

蒋鼎丰在有关汽车厂家的帮助之下,进行了数次模拟实验,并且通过软件计算,得出了结论:如果使用复合材料制作大部分的结构件,尤其是应用碳纤维增强塑料时,可以降低汽车50%左右的重量。那么行使的距离可以延长近1.5倍;电池的重量可以降低到250kg,大概是钢制电动车电池重量的55%,这说明轻量化的同时可以降低电池的重量,降低电池的重量即降低了新能源车的成本。

“从能效来看,减重前电动车行驶450公里距离需要至少700Wh/Kg的能量密度才能满足需求,但减重后同样行驶450公里距离,锂电池仅需要250Wh/Kg的能量密度,这使我们研究开发高能量密度电池的难度门槛大大降低,也给电池研究人员减轻了压力。”蒋鼎丰说。

汽车复合材料日趋成熟

电池技术虽迟迟未能获得重大突破,但目前复合材料工业却日新月异,尤其是在汽车领域,应用日趋成熟,尤其是随着碳纤维制造工艺的进步和价格的回落,用碳纤维复合材料大量替代钢材,制造汽车的结构件、半结构件和车身,实现汽车真正意义上的轻量化已不是梦想。

美国Cytec/Argosy公司技术负责人陈斌也认为,碳纤维复合材料正在越来越多地使用在高性能汽车车身上,目前还没有可替代的材料能够像它那样具有高强度、高硬度、抗冲击、重量轻、耐腐蚀、寿命长的综合优点。

中国不饱和聚酯树脂行业协会副秘书长赵鸿汉告诉记者,目前在汽车复合材料中,热固性复合材料、长纤维热塑性复合材料是应用最广泛的材料。据悉,新款奔驰轿车的复合材料使用量达到30公斤,福特、现代公司的数十个车种均大量采用了PP增强塑料。而我国目前汽车使用PP增强塑料量则只有不到一万吨。“复合材料在国内汽车采用已经数十年的历史,但是与发达国家汽车工业相比,在技术含量和使用量上都仍然有巨大的差距,我们必须在低密度、高强度、高模量、耐疲劳、阻燃等几个关键指标上下工夫,才能冲刺当代轻量化汽车领域。”赵鸿汉说。

蒋鼎丰透露,纵观国外新能源车研发,包括日产、雷诺、斯巴鲁、三菱、标致、奔驰与宝马等传统车厂均采取两路并进的方式,一方面提高电池性能,开发具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,并且要求成本低、使用寿命长;另一方面千方百计追求车身结构、传动结构的轻量化。其中全复合材料车身是个重要的方向,这需要引起我们的重视,从而真正改善新能源汽车的生产成本与效能,满足不断增长的市场需求。“有句话叫做百年机遇,稍纵即逝。新能源车就是我们汽车工业的百年机遇,如我们不能正确抓住发展新能源车的机遇,很可能让中国汽车业赶超世界汽车制造先进水平的唯一机会与我们擦肩而过。”蒋鼎丰呼吁说。

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