汽車輕量化改革中碳纖維的應(yīng)用成本

  碳纖維一般會與環(huán)氧樹脂結(jié)合成復(fù)合材料使用，這種復(fù)合材料繼承了碳纖維本身較強(qiáng)的比強(qiáng)度、比模量、耐疲勞強(qiáng)度以及吸能抗震性等一系列優(yōu)點(diǎn)，同時繼承了環(huán)氧樹脂配方設(shè)計靈活多樣、應(yīng)用針對性強(qiáng)等特點(diǎn)。與鋁合金結(jié)構(gòu)件相比，碳纖維復(fù)合材料減重效果可達(dá)到20％-40％，與鋼類金屬件相比，碳纖維復(fù)合材料的減重效果甚可達(dá)到60％-80％。但是碳纖維復(fù)合材料的使用，不僅減輕了整車的重量，更為汽車制造的工藝帶來了深層次的影響和改變。
  使用碳纖維材料可以有效降低汽車自身重量，這一點(diǎn)，在汽車行業(yè)已是不爭的事實。使用碳纖維材料在減重的同時，能大幅度減少油耗和降低污染，這也是相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)可以證明的。但是在汽車中使用多少碳纖維材料、在哪些部位使用性價比比較高？在汽車制造的整體成本中會造成多少影響，這需要一個更為客觀和具體的考量。

  近日，國內(nèi)某電動客車廠家的產(chǎn)品新聞發(fā)布會上發(fā)布了一款碳纖維材料純電動客車，現(xiàn)場12米長的實車并非整車全部使用了碳纖維材料，而是車輛的頂棚、左右側(cè)圍和底板所構(gòu)成的車架采用了碳纖維復(fù)合材料。據(jù)發(fā)布會上的資料介紹，這款電動客車所使用碳纖維材料的部件重量約為1.8噸，相比于使用鋼材料的車身可以減重約23%，使整車質(zhì)量控制在8.5噸以內(nèi)，車輛的續(xù)駛里程可以達(dá)到500km以上。從生產(chǎn)成本上看，這款使用了碳纖維復(fù)合材料的客車比傳統(tǒng)鋼材料的同客車補(bǔ)貼前成本高出20萬左右，這占了整車生產(chǎn)成本中一個很大的比例，但是該客車生產(chǎn)廠家卻對市場持有樂觀態(tài)度，其負(fù)責(zé)人坦言“并不擔(dān)心這款車的銷量?！痹谒磥?，盡管由于使用了碳纖維材料使得整車成本增加，但整車質(zhì)量的提升與續(xù)駛里程的增長可以延長車輛的使用壽命，可以比同車型略有所長。另外，動力電池重量的減輕與成本的降低，也將彌補(bǔ)碳纖維材料使用帶來的高成本不足。那么是不是碳纖維復(fù)合材料用的越多越好呢？該公司市場部給出的答案是：碳纖維復(fù)合材料的成型工藝決定了它終的使用成本，因而盡量選用碳纖維復(fù)合材料成型較為容易的部件進(jìn)行輕量化替換，性價比，而并非是盲目求量。另外，使用碳纖維復(fù)合材料對汽車制造成本的具體影響是與輕量化之前的成本成正比的，原成本越高，輕量化的價值越高。

  從成本上看，使用碳纖維復(fù)合材料動力電池箱比鋼結(jié)構(gòu)電池箱要多付出一千多元，但是10千克的減重在長達(dá)數(shù)年的車輛運(yùn)行過程中將產(chǎn)生不可小覷的效應(yīng)。先，根據(jù)已有的實驗數(shù)據(jù)計算，車身每減重100千克將降低能耗20％，那么僅僅一個碳纖維動力電池箱就可以減少2％的能耗，數(shù)字雖然不大，但是運(yùn)行時間越長，在運(yùn)行上節(jié)約的成本越多。其次，碳纖維電池箱體強(qiáng)大的耐腐蝕性能和超長的使用壽命，直接降低了箱體維修和更換所帶來的成本。因此，從整體上衡量，由使用碳纖維復(fù)合材料而帶來的一部分成本升高，就顯得微不足道了。

檢測儀器導(dǎo)讀：超聲波探傷儀、鐵素體含量檢測儀。