“在未來10-15年之間,汽車的各類材料和用量將會平分秋色,普通鋼、高強鋼、聚合物、鋁合金、鎂合金都會達到20%的應用,這是汽車材料工業的大革命。” 北汽股份研究院副院長、總工程師曹渡在一次輕量化高峰論壇上這么指出。
據了解,這份數據預測來源于一份德國政府委托德國工程師協會做的汽車輕量化盤點報告,其中顯示,鋁合金應用以及復合材料的應用在2025年將大幅增加,到2035年各類材料將平分秋色。
而我國也對汽車的輕量化材料已經給出了詳細的發展要求與規劃(如下):
再以新能源汽車的動力電池托盤為例,以前多采用鋼材制造動力電池托盤,如今多以鋁合金型材為主。鋁合金型材的密度為2.7g/cm,無論在緊縮還是焊接等方面,鋁合金材質優勢明顯。而鎂合金的密度為1.8g/cm,碳纖維是1.5G/cm,用這些材料制造電池托盤可實現大幅減重。
“鎂或鎂合金在不可視的部分結構件,如轉向支撐、座椅骨架等方面也會有所應用;在變速器外殼、車身結構等方面逐步將在高端車上使用。新能源車身也將加大碳纖維材料的應用,會首先應用于車身、覆蓋加強件及剛性結構件(如堞形梁)等方面。”曹渡表示。
此外,在鋼材的應用上,有專業人士預測,到2025年,鋼材在汽車中的應用比例會達到在50%以上,但同樣行業人士預測,將來汽車用材增量上非金屬將會占到很大部分。
一汽高工田洪福在一次輕量化論壇上曾表示,“除了有色金屬要替代一些鋼鐵,剩下一部分就是重點非金屬。”但他同時也指出,現在有很多好的輕量化技術應用并不快,也沒有普及,最大原因還是由于成本,再好的技術如果成本太高,也會影響整個產品。
目前新能源汽車動力電池外殼用材種類眾多,既有鋼、鐵、鋁合金等金屬材料也有塑料、碳纖維等非金屬材料。田洪福指出,這一塊現在并沒有完全成熟,但未來這部分以及充電樁、插座等都是新能源汽車重要的零部件,而且用量會非常大,非金屬材料在這個領域具有非常好的應用優勢。
除了電池外,非金屬材料在電機上也有廣泛的應用,比如聚苯硫醚具有強度高、耐高溫、高阻燃、耐腐蝕的性能,可以代替部分金屬來制造新能源車關鍵的零部件。