中國(guó)粉體網(wǎng)訊 據(jù)寶馬、奔馳、大眾、豐田等主流汽車(chē)廠(chǎng)的研發(fā)工程師表示，輕量化是汽車(chē)研發(fā)的重要方向。之所以下大力氣給汽車(chē)減重，除為提升燃油經(jīng)濟(jì)性，還有為安全考慮：現(xiàn)代汽車(chē)安全設(shè)備和電子設(shè)備越來(lái)越多，需要減下重量安裝這些設(shè)備。采用輕量化材料，是汽車(chē)減重最重要的方法之一。鋁、鎂、鈦，甚至碳纖維，估計(jì)大伙比較熟悉，就算沒(méi)有親見(jiàn)，也有耳聞，只有BOOST和石墨烯比較新鮮。
典型的汽車(chē)用輕量化材料：
材料 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 減重效果 | 造價(jià) |
鋁 | 可回收、鑄造技術(shù)成熟�？芍谱髀�(lián)合組建 | 易腐蝕、焊接難度比鋼高、難成型 | 30%~60% | 14元~15元/kg |
高強(qiáng)度鋼 | 技術(shù)門(mén)檻低、設(shè)施成熟、性能可靠 | 減重后剛度降低、潛力挖掘殆盡 | 10%~28% | 5.3元~6.1元/kg |
鎂 | 密度低，可回收利用 | 產(chǎn)量低、成本高、易氧化 | 30%~70% | 25.9元~30.5元/kg |
碳纖維復(fù)合材料 | 強(qiáng)度高、減重效果好、成本逐漸降低 | 制作復(fù)雜、可塑性低 | 50%~70% | 91元~152元/kg |
玻纖復(fù)合材料 | 可適應(yīng)復(fù)雜化學(xué)環(huán)境、阻尼性能佳 | 不可回收、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、強(qiáng)度受限 | 25%~35% | 7.6元~76.2元/kg |
BOOST | 輕便、高彈性、韌性佳、耐低溫 | 看起來(lái)廉價(jià) | 50%~80% | 淘寶上，使用BOOST材料的阿迪達(dá)斯NMD跑鞋價(jià)格1100元左右 |
密度低、耐磨、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好 | 產(chǎn)量低、價(jià)格高、與其它材料相容性差 | —— | 按克計(jì)算，國(guó)內(nèi)外價(jià)格不一 |
汽車(chē)輕量化材料中的黑科技：BOOST、石墨烯與高強(qiáng)度鋼
BOOST可用于座椅等填充物
BOOST表面上看起來(lái)像是泡沫，事實(shí)上是一種新的材料。其優(yōu)點(diǎn)是材料輕便，且擁有高彈性，在受到?jīng)_擊之后能迅速回彈。BOOST先是被用在鞋上，主要是跑鞋。在風(fēng)靡體育領(lǐng)域之后，BOOST打算向休閑行業(yè)、工程機(jī)械、物流部門(mén)以及汽車(chē)制造業(yè)延伸。
汽車(chē)上可以用到BOOST的地方還真不少。比如座椅填充物、部件與部件之間的緩震材料、地板填充材料、儀表臺(tái)，還比如前后保險(xiǎn)杠、內(nèi)飾填充材料等。
此前，有車(chē)主吐槽，拆下車(chē)門(mén)板和保險(xiǎn)杠的夾層，發(fā)現(xiàn)里面全是泡沫，認(rèn)為是汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)在偷工減料。假如汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)將泡沫換成BOOST，再給予合理的解釋與引導(dǎo)，就不會(huì)有這類(lèi)的問(wèn)題，因?yàn)锽OOST比起泡沫，無(wú)論是性能，還是形象，都高出不止一個(gè)檔次。
石墨烯 理想的輕量化材料
在汽車(chē)行業(yè)，石墨烯也是個(gè)“新人”。理論上，石墨烯強(qiáng)度是鋼的100倍，同時(shí)密度低，是理想的汽車(chē)輕量化材料。石墨烯與碳纖維有點(diǎn)類(lèi)似，雖然加工比較麻煩，但減重效果好。比起碳纖維，石墨烯運(yùn)用范圍更廣，因?yàn)槌芏鹊偷膬?yōu)點(diǎn)之外，還具備導(dǎo)熱、防腐、儲(chǔ)能等優(yōu)點(diǎn)。其中，在電池領(lǐng)域，能大幅提升電池的能量密度而引發(fā)關(guān)注。
石墨烯的缺點(diǎn)在于暫時(shí)沒(méi)有太多大規(guī)模量產(chǎn)的方法，其成本是按克計(jì)算。要在汽車(chē)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的運(yùn)用，估計(jì)還需要點(diǎn)時(shí)間。部分國(guó)家的汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)都開(kāi)展石墨烯在汽車(chē)上運(yùn)用的研究，包括中國(guó)。當(dāng)然，其中是否利用石墨烯進(jìn)行炒作，就不得而知。
高強(qiáng)度鋼是性?xún)r(jià)比之王
不得不說(shuō)，在汽車(chē)減重這個(gè)環(huán)節(jié)上，高強(qiáng)度鋼是最具性?xún)r(jià)比的方案，其減重效果在10%~28%之間，是所有減重材料之中最低的，但5.3元～6.1元/千克的成本是所有之中最低的。而且，技術(shù)門(mén)檻低，設(shè)施成熟，性能可靠。
也正是因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼的減重性?xún)r(jià)比最高，新車(chē)都不約而同加大高強(qiáng)度鋼的使用比例。Jeep自由俠號(hào)稱(chēng)是70%，別克威朗是72%，大眾凌渡是80%，某款日系車(chē)型甚至宣稱(chēng)是100%。
“高強(qiáng)度鋼”成了廠(chǎng)家宣傳新車(chē)時(shí)的一個(gè)噱頭。將鋼材高強(qiáng)度鋼的使用比例用于判別車(chē)輛安全性，不一定正確，因?yàn)橥瑸楦邚?qiáng)度鋼，屈服強(qiáng)度也是不一樣的。但有一點(diǎn)可以肯定，高強(qiáng)度鋼使用得越多，車(chē)輛減重就愈發(fā)明顯，燃油經(jīng)濟(jì)性也隨之提升。
中國(guó)燃油限值標(biāo)準(zhǔn)要求至2020年，新車(chē)百公里油耗要降至5.0L/100km。汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)只能大量采用輕量化材料，目前是高強(qiáng)度鋼，接下去可能會(huì)是鋁，再接下去則有可能是BOOST。
