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有哪些轻量化材料能给新能源汽车增加续航里程

信息来源:金联创 2019-11-26 14:35:54
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特斯拉上海超级工厂即将投产,蔚来汽车交付量超预期仍持续亏损,恒大新能源大规模“招兵买马”,小鹏汽车老客户维权风波,FF创始人贾跃亭在美申请个人破产重组……新能源成为风口这两三年,造车新势力“你方唱罢我登场”,热闹非凡。与此同时,大众、通用、丰田等传统造车势力纷纷布局新能源领域,瞄准这个新兴市场。

作为全球最大的新能源市场,2018年,中国新能源汽车保有量接近292万辆,占全球一半左右,产销量继续保持全球第一。新能源产业的快速发展,反映了人类对绿色低碳出行的重视,但电池寿命短、行驶里程少的缺陷也制约了其发展。对新能源汽车来说,重量的减轻意味着续航里程的增加。研究表明,纯电动汽车整车质量若降低10kg,续驶里程则可增加2.5km。不论是减少传统内燃机汽车油耗,还是提高新能源汽车的行驶里程,降低整车重量都是汽车产业的发展方向。

轻量化技术在新能源汽车设计中将越来越受重视。对非金属材料而言,目前应用相对成熟的轻量化技术包括制品薄壁化(如门板、保险杠等)、以塑代钢(如汽车尾门、前端模块)和低密度材料等。在车用塑料品种中,以聚丙烯(PP)材料占用量最高,所占塑料使用量的比例已经达到40%左右。此外,碳纤维复合材料、阻燃材料也越来越多地应用于新能源汽车领域。
1、薄壁化PP材料 

汽车部件薄壁化是指用更薄的壁厚设计取代传统壁厚设计,在保证制件满足刚性要求和韧性要求的同时,达到减重目的。由于PP材料密度轻、易回收、性价比高,因此被广泛应用于汽车薄壁化部件。

为满足薄壁化保险杠的要求,薄壁PP材料必须具备“三高”性能:高流动性、高模量及高韧性。金旸JVP-3202薄壁化PP材料,具备“三高”性能,可满足2.2mm保险杠机械性能要求,相比2.8mm壁厚保险杠可实现21%的减重效果。以保险杠为例,金旸薄壁化PP保险杠制件,不仅能减轻汽车重量,还能通过缩短注塑过程中的冷却时间,减少生产时间,提高生产效率。
2、长玻纤PP材料 

长玻纤增强PP材料(PP-LGF)的玻纤长度一般在3mm以上,与相似的短纤维(纤维长度约小于1mm)增强PP材料相比,无论在强度、抗冲击性能、能量的吸收率等方面都得到了明显提升,具有比强度高、比模量高、抗冲击性强、尺寸稳定和翘曲度低等显著特点,而且不吸水且密度更低、性价比更高,因此逐步取代部分短玻纤增强PP应用于汽车零部件。

金旸开发的PP-LGF系列产品以专用模头强制分散玻纤,将每一根玻纤都均匀涂覆塑料材料,注塑后,制品不会有玻纤团聚的现象,且其表面光亮、浮纤少。目前,该系列产品已应用于发动机罩、仪表板本体骨架、电池托架、前端模块、控电盒、座椅支撑架等汽车零部件。
3、碳纤维复合材料 

碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度、比模量以及优异的导热导电性能,素有“材料之王”的美誉。以碳纤维为增强体,结合工程塑料耐腐蚀、低比重、抗冲击、易成型、可二次使用等优点制备的碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP),因其出色的性能而广泛应用于汽车领域。

金旸碳纤维增强热塑性复合材料,比强度是传统金属材料的1.5~2.4倍,可以实现10%~20%的减重。凭借出众的性能,它在前端模块、发动机周边、车身、座椅骨架、蓄电池托架、仪表台骨架等零部件上表现出众。
4、新能源阻燃材料 

凭借绝缘、加工方便、质量轻等优势,轻量化塑料成为新能源动力电池、充电桩等配套设施和零部件的首选材料。针对动力电池壳体保护,金旸采用塑包铝方式,即玻纤阻燃尼龙6与铝嵌注方式结合,可以减小制件壁厚,减轻壳体重量,并且散热效果好,可一次注塑成型,冲击性能好,达到V-0级别阻燃。

阻燃改性塑料在充电桩上同样表现不俗。金旸PC/ASA材料具有无卤阻燃、优异耐候性能、高低温性能好等优点,可应用于充电桩壳体。金旸PA66材料具有高低温性能出色、电绝缘性能优异、阻燃级别高、尺寸稳定性好等优点,可应用于充电桩插头插座。

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