電動汽車簡稱為BEV,是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車,通過電池向電動機提供電能,驅動電動機運轉,從而推動汽車行駛.在全球石油資源日益枯竭的大背景下,中國汽車行業開始主動應對,以電動汽車為代表.


    電動汽車簡稱為BEV,是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車,通過電池向電動機提供電能,驅動電動機運轉,從而推動汽車行駛.在全球石油資源日益枯竭的大背景下,中國汽車行業開始主動應對,以電動汽車為代表的新能源汽車悄然崛起,2016年上半年,全球電動汽車銷量中,中國銷量達到了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字,當之無愧地成為目前全球電動汽車銷量最大的國家.


    中國不僅是電動汽車最大的銷售市場,也是最大的電動汽車生產國.根據中國汽車工業協會的數據顯示,2015年中國生產電動汽車34.0471萬輛,在全球電動汽車市場占有率為34.4%,美國僅次于后為20.9%.


    中國在電動汽車行業的快速發展一方面離不開政府投入的巨額補貼以及種種優惠政策的引導,另一方面,各種新技術、新材料的應用也在逐步糾正"換一種方式污染"的觀點,從終端角度為電動汽車解圍,例如使用碳纖維材料替代傳統金屬材料,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某大型電動汽車主機廠生產的碳纖維動力電池箱體為例,分析一下新材料新技術對電動汽車的意義所在.


    電池箱體是新能源汽車動力電池的承載件,一般安裝在車體下部,主要用于保護鋰電池在受到外界碰撞、擠壓時不會損壞.傳統的車用電池箱體采用鋼板、鋁合金等材料鑄造,然后對表面進行噴涂處理.而碳纖維具有較高的比強度,能達到普通鋼材的5倍,碳纖維與環氧樹脂形成的復合材料密度僅為1.6kg/m3,是典型的高強度輕量化材料,并且其還具有優良的耐蝕性和阻燃性,因而在性能方面是傳統金屬材質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合材料改性研發、碳纖維汽車零部件制造等系列化的操作經驗,在車用電池箱體的制造工藝上,采用了適合批量生產的熱壓罐工藝.首先根據電池箱容積尺寸制作陰模,再對預浸料的鋪層進行設計,最外層使用3k碳纖維預浸料,其余鋪層根據箱體的厚度和荷載承受力,確定剩余單向預浸料的鋪層層數,在模具內完成鋪料后,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行精加工,以方便安裝金屬接頭與車體結構相連接.金屬緊固件與電池箱體的連接可以采用預埋入和膠粘兩種方式,一般通過預埋入的深度能控制連接處對拉伸強度的承受力.為提高產品安全系數,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、沖擊等相關測試.


    據悉,該款碳纖維復合材料動力電池箱體的重量僅為2.7kg,與傳統鋼結構材料制作的電池箱體相比大約能減重80％,在強度和荷載力上同樣能達到相關的技術要求,更重要的是,因為車體下方的運行環境惡劣,該款碳纖維電池箱體展現出的抗腐蝕、防水、阻燃、使用壽命長等性能可以很好地應對和解決這些問題.總之,威盛新材成功地通過碳纖維材料的使用在保證結構強度的前提下最大化地減小了箱體材質厚度、重量,提升了能量密度,從而也有效提升了電動汽車的應用指數.


    使用碳纖維電池箱體僅僅是碳纖維復合材料在以電動汽車為代表的新能源汽車中應用的一個案例,這種輕量化的案例可以復制,可以延伸,可以擴大到車體的更多部分,將輕量化進行到底.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",也能實現污染排放最少.隨著中國政府通過推廣電動汽車來調整國家能源結構,降低大氣污染,加大傳統汽車行業的轉型力度,碳纖維等新材料的應用將不斷幫助電動汽車提升自身的性能優勢,為其在產業結構中贏得更多的競爭空間.