更輕量、更堅固安全 大螞蟻高分子復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,為建設清潔美麗世界、推動構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)領域的一個標志性行業(yè)。同時還發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》、《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)展十大領域之一。

鋁合金+復合材料 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路線圖》,技術路線圖為“1+7”,其中該報告在輕量化技術路線圖中指出,到2025年整車減重30%,擴大鋁、鎂合金與碳纖維增強復合材料在車身上的應用。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,輕量化技術應用已然成為新能源汽車的未來發(fā)展方向。而鋁合金+復合材料的不斷發(fā)展,也為輕量化提供了有效的解決技術方案。

奇瑞新能源輕量化發(fā)展 居行業(yè)領先水平

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)展的指導精神,堅持做汽車綠色革命的領導者。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),不斷掌握自主關鍵核心技術,研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權的輕量化全鋁車身技術,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@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)學研聯(lián)合技術攻關,奇瑞新能源在鋁基輕量化車身研發(fā)、制造關鍵技術及裝備、短流程生產(chǎn)方面已形成完備的自主知識產(chǎn)權體系,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)制造關鍵技術及裝備”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合材料車身外飾件的電動汽車新型結構,并作為典型案例寫入《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖年度評估報告2019》

高分子復合材料 汽車行業(yè)應用廣泛

隨著輕量化技術的不斷發(fā)展和消費需求的進一步釋放,以鋁合金和復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,復合材料產(chǎn)品越來越多的應用于國家戰(zhàn)略領域和支柱產(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,基于高分子復合材料的車身外覆蓋件結構在性能、輕量化具有突出優(yōu)勢,在眾多國際豪華車型應用也越來越多,并且隨著市場發(fā)展,復合材料也逐漸從豪華車應用到市場占有率高的車型,進一步擴大了復合材料在汽車行業(yè)上的應用與發(fā)展。

那什么是高分子復合材料呢?復合材料(Composite materials),是由兩種及以上不同性質(zhì)材料,通過物理或化學的方法,在宏觀上組成具有新性能的材料。而高分子復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)復合粘結而成的多相材料。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。高分子復合材料代替金屬材料設計制造汽車零部件,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合材料應用 實現(xiàn)真正輕量化

高分子復合材料外覆蓋件是奇瑞新能源實現(xiàn)輕量化的重要技術,同時,也是奇瑞新能源@LIFE綠色智慧模塊化技術平臺中,綠色的重要核心之一。奇瑞新能源在輕量化技術領域深耕10余年,耗費大量人力、物力、財力,投入到關鍵技術的研究與攻關,先后承擔了國家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項目,最終成功實現(xiàn)復材車型批量化生產(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合材料外覆蓋件,復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鍵技術。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路線圖年度評估報告2019》中,對奇瑞新能源高分子復合材料應用給與了高度評價:“高分子復合材料應用正從一般結構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合材料的關鍵核心技術和工藝,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)明了復材門蓋總成等新結構,率先將先進工程/改性塑料,從一般結構件擴展到性能要求更高的覆蓋件,攻克了新材料應用難題,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構,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)了多材料復合車身對溫度變化主動控制;四是開發(fā)了復合材料粘接自動裝備和熱塑性復材快速模壓成型裝備,實現(xiàn)了多材料關鍵部件高精、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、更高設計自由度;高分子復合材料后背門,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;以及高分子復合材料翼子板,通過優(yōu)化設計,高分子復合材料結構件,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)技術底蘊,憑借自主知識產(chǎn)權的輕量化全鋁車身技術,打造出高分子復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。