電動(dòng)汽車簡稱為BEV,是一種采用單一蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車,通過電池向電動(dòng)機(jī)提供電能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而推動(dòng)汽車行駛.在全球石油資源日益枯竭的大背景下,中國汽車行業(yè)開始主動(dòng)應(yīng)對,以電動(dòng)汽車為代表.


    電動(dòng)汽車簡稱為BEV,是一種采用單一蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車,通過電池向電動(dòng)機(jī)提供電能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而推動(dòng)汽車行駛.在全球石油資源日益枯竭的大背景下,中國汽車行業(yè)開始主動(dòng)應(yīng)對,以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車悄然崛起,2016年上半年,全球電動(dòng)汽車銷量中,中國銷量達(dá)到了12.2678萬輛,相比之下,美國的銷量是6.4057萬輛,挪威2.2461萬輛,法國1.8631萬輛,日本1.2846萬輛,德國1.0677萬輛,中國以近乎是第二名銷量兩倍的數(shù)字,當(dāng)之無愧地成為目前全球電動(dòng)汽車銷量最大的國家.


    中國不僅是電動(dòng)汽車最大的銷售市場,也是最大的電動(dòng)汽車生產(chǎn)國.根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示,2015年中國生產(chǎn)電動(dòng)汽車34.0471萬輛,在全球電動(dòng)汽車市場占有率為34.4%,美國僅次于后為20.9%.


    中國在電動(dòng)汽車行業(yè)的快速發(fā)展一方面離不開政府投入的巨額補(bǔ)貼以及種種優(yōu)惠政策的引導(dǎo),另一方面,各種新技術(shù)、新材料的應(yīng)用也在逐步糾正"換一種方式污染"的觀點(diǎn),從終端角度為電動(dòng)汽車解圍,例如使用碳纖維材料替代傳統(tǒng)金屬材料,通過輕量化的方式減少能源消耗,在污染源頭上取得有效控制.下文就以無錫威盛新材料科技有限公司為國內(nèi)某大型電動(dòng)汽車主機(jī)廠生產(chǎn)的碳纖維動(dòng)力電池箱體為例,分析一下新材料新技術(shù)對電動(dòng)汽車的意義所在.


    電池箱體是新能源汽車動(dòng)力電池的承載件,一般安裝在車體下部,主要用于保護(hù)鋰電池在受到外界碰撞、擠壓時(shí)不會(huì)損壞.傳統(tǒng)的車用電池箱體采用鋼板、鋁合金等材料鑄造,然后對表面進(jìn)行噴涂處理.而碳纖維具有較高的比強(qiáng)度,能達(dá)到普通鋼材的5倍,碳纖維與環(huán)氧樹脂形成的復(fù)合材料密度僅為1.6kg/m3,是典型的高強(qiáng)度輕量化材料,并且其還具有優(yōu)良的耐蝕性和阻燃性,因而在性能方面是傳統(tǒng)金屬材質(zhì)電池箱體的理想替代品.


    無錫威盛新材料科技有限公司擁有碳纖維復(fù)合材料改性研發(fā)、碳纖維汽車零部件制造等系列化的操作經(jīng)驗(yàn),在車用電池箱體的制造工藝上,采用了適合批量生產(chǎn)的熱壓罐工藝.首先根據(jù)電池箱容積尺寸制作陰模,再對預(yù)浸料的鋪層進(jìn)行設(shè)計(jì),最外層使用3k碳纖維預(yù)浸料,其余鋪層根據(jù)箱體的厚度和荷載承受力,確定剩余單向預(yù)浸料的鋪層層數(shù),在模具內(nèi)完成鋪料后,通過密封條、真空泵等抽真空,再放入熱壓罐加熱固化,待冷卻后脫模,對需要開孔和切割的部位進(jìn)行精加工,以方便安裝金屬接頭與車體結(jié)構(gòu)相連接.金屬緊固件與電池箱體的連接可以采用預(yù)埋入和膠粘兩種方式,一般通過預(yù)埋入的深度能控制連接處對拉伸強(qiáng)度的承受力.為提高產(chǎn)品安全系數(shù),威盛新材出品的所有碳纖維電池箱體還必須通過包括火燒、震動(dòng)、沖擊等相關(guān)測試.


    據(jù)悉,該款碳纖維復(fù)合材料動(dòng)力電池箱體的重量僅為2.7kg,與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)材料制作的電池箱體相比大約能減重80％,在強(qiáng)度和荷載力上同樣能達(dá)到相關(guān)的技術(shù)要求,更重要的是,因?yàn)檐圀w下方的運(yùn)行環(huán)境惡劣,該款碳纖維電池箱體展現(xiàn)出的抗腐蝕、防水、阻燃、使用壽命長等性能可以很好地應(yīng)對和解決這些問題.總之,威盛新材成功地通過碳纖維材料的使用在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下最大化地減小了箱體材質(zhì)厚度、重量,提升了能量密度,從而也有效提升了電動(dòng)汽車的應(yīng)用指數(shù).


    使用碳纖維電池箱體僅僅是碳纖維復(fù)合材料在以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車中應(yīng)用的一個(gè)案例,這種輕量化的案例可以復(fù)制,可以延伸,可以擴(kuò)大到車體的更多部分,將輕量化進(jìn)行到底.而這種輕量化的最終意義是減輕車體自重,減少能源消耗,即便是"換一種方式污染",也能實(shí)現(xiàn)污染排放最少.隨著中國政府通過推廣電動(dòng)汽車來調(diào)整國家能源結(jié)構(gòu),降低大氣污染,加大傳統(tǒng)汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型力度,碳纖維等新材料的應(yīng)用將不斷幫助電動(dòng)汽車提升自身的性能優(yōu)勢,為其在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中贏得更多的競爭空間.