更輕量、更堅固安全 大螞蟻高分子復(fù)合材料外覆蓋件高能解析

在2019年世界新能源大會致賀信中,“中國要堅持走綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展道路,為建設(shè)清潔美麗世界、推動構(gòu)建人類命運共同體作出更大貢獻。”的提出,更加確定了新能源汽車發(fā)展的國家戰(zhàn)略。而隨著電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化“新四化”趨勢不斷發(fā)展,以及生態(tài)環(huán)保理念的不斷增強,新能源汽車發(fā)展勢在必行。

早在2015年,就確定了“新能源汽車”是“新經(jīng)濟”在工業(yè)領(lǐng)域的一個標(biāo)志性行業(yè)。同時還發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》、《中國汽車輕量化發(fā)展——戰(zhàn)略與路徑》等重要戰(zhàn)略報告,在《中國制造2025》中,將節(jié)能與新能源汽車列為重點發(fā)展十大領(lǐng)域之一。

鋁合金+復(fù)合材料 輕量化進一步發(fā)展

眾所周知,推廣鋁合金等輕質(zhì)材料在汽車上的應(yīng)用一直是國家重要發(fā)展戰(zhàn)略。2016年,工業(yè)與信息化部正式發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》,技術(shù)路線圖為“1+7”,其中該報告在輕量化技術(shù)路線圖中指出,到2025年整車減重30%,擴大鋁、鎂合金與碳纖維增強復(fù)合材料在車身上的應(yīng)用。同時,新能源汽車受限于國家能源政策及“續(xù)航里程焦慮”等影響,輕量化技術(shù)應(yīng)用已然成為新能源汽車的未來發(fā)展方向。而鋁合金+復(fù)合材料的不斷發(fā)展,也為輕量化提供了有效的解決技術(shù)方案。

奇瑞新能源輕量化發(fā)展 居行業(yè)領(lǐng)先水平

作為國內(nèi)最早研發(fā)新能源汽車的公司,奇瑞新能源一直踐行國家綠色發(fā)展的指導(dǎo)精神,堅持做汽車綠色革命的領(lǐng)導(dǎo)者。早在1999年,奇瑞新能源便率先開啟新能源汽車自主研發(fā)之路,國內(nèi)最早成立清潔能源汽車項目組,進行全鋁車身國家科技項目的研究與開發(fā),不斷掌握自主關(guān)鍵核心技術(shù),研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的輕量化全鋁車身技術(shù),在2017年,打造全球首創(chuàng)超級輕量化LFS正向研發(fā)平臺,誕生經(jīng)典輕量化車型小螞蟻;2020年,綠色智慧模塊化技術(shù)@LIFE平臺正式發(fā)布,基于平臺打造出擁有超輕量化全鋁車身架構(gòu)的大螞蟻,為用戶帶來全場景綠色出行生活新選擇。

歷經(jīng)10余年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),奇瑞新能源在鋁基輕量化車身研發(fā)、制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備、短流程生產(chǎn)方面已形成完備的自主知識產(chǎn)權(quán)體系,處于國際先進水平,奇瑞新能源“鋁基輕量化新能源乘用車短流程研發(fā)制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備”項目,獲得2020年度“中國汽車工業(yè)科技進步獎”一等獎。項目首創(chuàng)封閉截面多腔鋁型材的車身骨架和可拆卸式的高分子復(fù)合材料車身外飾件的電動汽車新型結(jié)構(gòu),并作為典型案例寫入《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖年度評估報告2019》

高分子復(fù)合材料 汽車行業(yè)應(yīng)用廣泛

隨著輕量化技術(shù)的不斷發(fā)展和消費需求的進一步釋放,以鋁合金和復(fù)合材料為代表的輕量化材料迎來了更廣闊的增長空間。其中,復(fù)合材料產(chǎn)品越來越多的應(yīng)用于國家戰(zhàn)略領(lǐng)域和支柱產(chǎn)業(yè),并越來越被市場所認可。汽車行業(yè)中,全球高分子復(fù)合材料產(chǎn)品市場從2008年發(fā)展至2019年翻了近一番,增長率高達181% 。

同時,基于高分子復(fù)合材料的車身外覆蓋件結(jié)構(gòu)在性能、輕量化具有突出優(yōu)勢,在眾多國際豪華車型應(yīng)用也越來越多,并且隨著市場發(fā)展,復(fù)合材料也逐漸從豪華車應(yīng)用到市場占有率高的車型,進一步擴大了復(fù)合材料在汽車行業(yè)上的應(yīng)用與發(fā)展。

那什么是高分子復(fù)合材料呢?復(fù)合材料(Composite materials),是由兩種及以上不同性質(zhì)材料,通過物理或化學(xué)的方法,在宏觀上組成具有新性能的材料。而高分子復(fù)合材料則是高分子材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合粘結(jié)而成的多相材料。最大優(yōu)點是博各材料之長,擁有高強度、質(zhì)輕、耐腐蝕、絕緣、絕熱等突出優(yōu)點。高分子復(fù)合材料代替金屬材料設(shè)計制造汽車零部件,也成為汽車輕量化的首選材料,具有減輕質(zhì)量、節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低成本和改善汽車性能等優(yōu)勢。

奇瑞新能源高分子復(fù)合材料應(yīng)用 實現(xiàn)真正輕量化

高分子復(fù)合材料外覆蓋件是奇瑞新能源實現(xiàn)輕量化的重要技術(shù),同時,也是奇瑞新能源@LIFE綠色智慧模塊化技術(shù)平臺中,綠色的重要核心之一。奇瑞新能源在輕量化技術(shù)領(lǐng)域深耕10余年,耗費大量人力、物力、財力,投入到關(guān)鍵技術(shù)的研究與攻關(guān),先后承擔(dān)了國家863項目、中試項目、發(fā)改委項目等重大專項和重點科技攻關(guān)項目,最終成功實現(xiàn)復(fù)材車型批量化生產(chǎn)。其中,奇瑞新能源小螞蟻銷售總量已超15萬臺,穩(wěn)居細分市場首位。

2020年8月,奇瑞新能源還發(fā)布了全新@LIFE平臺,該平臺采用高分子復(fù)合材料外覆蓋件,復(fù)合材料重量占比高達17%,不僅能使整車減重10%-20%,而且擁有攻克溫變穩(wěn)定性、耐沖擊性、成型性和可靠性等關(guān)鍵技術(shù)。不僅實現(xiàn)整車輕量化,有效提升續(xù)航表現(xiàn),同時高強度耐沖擊優(yōu)勢,雙向保護出行更安全。

在《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖年度評估報告2019》中,對奇瑞新能源高分子復(fù)合材料應(yīng)用給與了高度評價:“高分子復(fù)合材料應(yīng)用正從一般結(jié)構(gòu)件擴展到性能要求更高的覆蓋件,如翼子板、后背門外板等,對先進工程塑料或改性材料要求越來越高,并在奇瑞新能源汽車上開始產(chǎn)業(yè)化。”

10余年的深入研發(fā)與探索,讓奇瑞新能源掌握了一批高分子復(fù)合材料的關(guān)鍵核心技術(shù)和工藝,擁有多項發(fā)明專利,并具有非常深厚的意義。一是奇瑞新能源發(fā)明了復(fù)材門蓋總成等新結(jié)構(gòu),率先將先進工程/改性塑料,從一般結(jié)構(gòu)件擴展到性能要求更高的覆蓋件,攻克了新材料應(yīng)用難題,率先在國內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。二是發(fā)明了大尺寸高分子覆蓋件與型材卡扣式連接方法及結(jié)構(gòu),攻克了大荷載工況下卡扣性能不穩(wěn)定、疲勞性差等難題,大尺寸覆蓋件的連接在110℃溫變載荷、3g加速度載荷、整車綜合3萬公里疲勞載荷下可靠運行;三是構(gòu)建了整車超約束裝配系統(tǒng)的尺寸鏈模型,提出了公差吸收補償方法,實現(xiàn)了多材料復(fù)合車身對溫度變化主動控制;四是開發(fā)了復(fù)合材料粘接自動裝備和熱塑性復(fù)材快速模壓成型裝備,實現(xiàn)了多材料關(guān)鍵部件高精、高效、穩(wěn)定成形。

同時,奇瑞新能源為更好保障車輛輕量化效果,采用的是成本增加50%左右的單配件材料,如采用了高分子復(fù)合材料前端模塊,較金屬框架前端模塊擁有更高集成程度、更輕產(chǎn)品重量、更高尺寸緊固和更好裝配性能/維修性、更高設(shè)計自由度;高分子復(fù)合材料后背門,相比傳統(tǒng)尾門來說減少了零件、降低重量、簡化工藝、減少裝配時間、模塊化供貨;以及高分子復(fù)合材料翼子板,通過優(yōu)化設(shè)計,高分子復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件,可以實現(xiàn)承載更強、重量更輕。奇瑞新能源以更高品質(zhì)的高分子復(fù)合材料,真正實現(xiàn)新能源汽車輕量化,為用戶帶來更輕、更安全穩(wěn)固的綠色出行選擇。

最后:

汽車電動化已經(jīng)成為一個不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢,而輕量化是純電動汽車降低能耗、提升續(xù)航的重要途徑,隨著汽車輕量化發(fā)展的不斷推進,對材料的輕量化需求也更為迫切。奇瑞新能源以深厚的研發(fā)技術(shù)底蘊,憑借自主知識產(chǎn)權(quán)的輕量化全鋁車身技術(shù),打造出高分子復(fù)合材料車身外覆蓋件,更進一步實現(xiàn)新能源汽車的輕量化發(fā)展,推動我國新能源汽車輕量化技術(shù)進步。同時帶來奇瑞小螞蟻和螞蟻等超輕量化高品質(zhì)純電車型,為用戶提供更綠色環(huán)保的出行生活。