“在未来10-15年之间,汽车的各类材料和用量将会平分秋色,普通钢、高强钢、聚合物、铝合金、镁合金都会达到20%的应用,这是汽车材料工业的大革命。” 北汽股份研究院副院长、总工程师曹渡在一次轻量化高峰论坛上这么指出。
据了解,这份数据预测来源于一份德国政府委托德国工程师协会做的汽车轻量化盘点报告,其中显示,铝合金应用以及复合材料的应用在2025年将大幅增加,到2035年各类材料将平分秋色。
而我国也对汽车的轻量化材料已经给出了详细的发展要求与规划(如下):
再以新能源汽车的动力电池托盘为例,以前多采用钢材制造动力电池托盘,如今多以铝合金型材为主。铝合金型材的密度为2.7g/cm,无论在紧缩还是焊接等方面,铝合金材质优势明显。而镁合金的密度为1.8g/cm,碳纤维是1.5G/cm,用这些材料制造电池托盘可实现大幅减重。
“镁或镁合金在不可视的部分结构件,如转向支撑、座椅骨架等方面也会有所应用;在变速器外壳、车身结构等方面逐步将在高端车上使用。新能源车身也将加大碳纤维材料的应用,会首先应用于车身、覆盖加强件及刚性结构件(如堞形梁)等方面。”曹渡表示。
此外,在钢材的应用上,有专业人士预测,到2025年,钢材在汽车中的应用比例会达到在50%以上,但同样行业人士预测,将来汽车用材增量上非金属将会占到很大部分。
一汽高工田洪福在一次轻量化论坛上曾表示,“除了有色金属要替代一些钢铁,剩下一部分就是重点非金属。”但他同时也指出,现在有很多好的轻量化技术应用并不快,也没有普及,最大原因还是由于成本,再好的技术如果成本太高,也会影响整个产品。
目前新能源汽车动力电池外壳用材种类众多,既有钢、铁、铝合金等金属材料也有塑料、碳纤维等非金属材料。田洪福指出,这一块现在并没有完全成熟,但未来这部分以及充电桩、插座等都是新能源汽车重要的零部件,而且用量会非常大,非金属材料在这个领域具有非常好的应用优势。
除了电池外,非金属材料在电机上也有广泛的应用,比如聚苯硫醚具有强度高、耐高温、高阻燃、耐腐蚀的性能,可以代替部分金属来制造新能源车关键的零部件。