[材料应用] 碳纤维成汽车轻量化时代“新宠” 燃效提4成

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发表于 2015-11-11 01:21:25 | 只看该作者回帖奖励

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据路透社报道，宝马汽车公司（BMW）与汽车碳纤维生产商SGL Carbon （SGL）计划投资逾1亿欧元，以将合作生产的碳纤维产量从每年3000吨提高到6000吨，这项投资将使宝马与SGL提高在德、美两国的碳纤维产量，以用来满足不断增长的宝马i系列电动汽车的市场需求，并同时应用在预计将于明年底上市的宝马7系车上，以减轻新型宝马车辆自重并降低二氧化碳的排放量。分析人士指出，由于全球汽车企业，特别是豪华车企均纷纷看好碳纤维汽车，预计未来3—5年将成为碳纤维飞速发展阶段，相关产业链厂商盈利可期。

碳纤维材料可使汽车燃效至少提高4成

资料显示，碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。与钢铁相比，其强度达到10倍，而重量仅为其四分之一。作为与树脂一起烧结而成的复合工业材料，目前大多被应用于飞机机身。业内人士指出，如果该材料用于汽车领域，燃效将提高至少4成，又因其极大地减轻了汽车自重，可有效降低二氧化碳排放量，是一种不可多得的环保新材料。

通常情况下，车身自重约消耗70%的燃油，因此降低汽车油耗的首要问题就是减轻汽车自重。日本的碳纤维制造协会曾经做过一个关于碳纤维生命周期的测试，采用碳纤维加固的汽车因减轻了自身重量，不仅燃料应用效率极大提高，而且间接的降低二氧化碳排放。

车企力争将碳纤维材料用于量产车

SGL Carbon是世界上最大的碳和石墨产品生产商，在汽车零部件供应领域具有重要的战略地位，该公司在美国西雅图拥有一家生产碳化纤维的合资公司。在2011年11月，宝马汽车在继其竞争对手大众汽车收购SGL Carbon 8.18%股权后，宣布购入SGL Carbon15.16%的股份，在之后不足一个月的时间内，宝马又再度增持SGL Carbon15.7%的股份。

2012年12月，宝马公司宣布联手美国波音航空公司共同开发碳纤维技术，分别用于各自的汽车和航空制造行业。2013年11月，美国《商业周刊》有报道称，宝马公司在美国华盛顿州再度投资1亿美元用于生产该公司电动车的碳纤维材料。该报道显示，宝马公司投资生产的碳纤维材料不仅可减轻宝马电动车自重，而且可实现一次充电即可运行比过去更远的行驶里程数。数据显示，宝马公司去年11月份上市的i3已经吸引了超过11000份订单，而将于今年中旬推出的i8插电式混合动力跑车的第一批订单也已被抢购一空。

目前，美国通用汽车正在力争将碳纤维用于量产车上。据东丽经营研究所统计数据，碳纤维的全球市场需求在2011年约为4万吨，其中用于汽车的碳纤维为2000吨左右。而这一数字自2015年左右起将不断扩大，到2020年代将达到数万吨。

瑞典沃尔沃已成功研发出基于S80打造出一台采用新蓄电材料的原型车。这种蓄电材料是由多层的碳纤维以及树脂聚合物构成，每一夹层中又有纳米结构的电池以及电容。用超级电容器板替代发动机盖和扭力杆的组合，这样一来，沃尔沃的工程师就能够替换掉为车载电子供电的12伏电池，同时把重量减半。目前，沃尔沃已经在该车车身的发动机盖以及后尾箱盖都使用了这种新的碳纤维电池材质，跟传统电动车相比，不仅减轻了蓄电池的重量，而且碳纤维也增强了车身的刚性。

亚洲市场方面，日本东丽、丰田和东京大学等已经在联手开发全面采用重量轻、强度高的碳纤维汽车，推进加工技术等的研究，预计最早到2020年，重量减轻6成、安全性更高的新能源汽车将全面投入实际应用。据日经新闻报道，日本东丽集团于去年9月斥资近700亿日元，收购了世界碳纤维排名第三的美国卓尔泰克公司（Zoltek），东丽藉此一跃成为全球最大的碳纤维供应商，将产品全球份额提高到30%，继续确保市场份额占绝对优势。

碳纤维材料在汽车中应用前景可期

目前，碳纤维的最大缺点是价格相对昂贵，是铁的数倍到数十倍，所以普及率低。东丽通过并购Zoltek，旨在开拓廉价碳纤维领域。在日本东丽的带领下，全球第二大碳纤维厂商日本帝人和第四大厂商日本三菱丽阳也已经开始扩大产能，业内人士认为，在未来的5年，日本企业在碳材料领域有望进一步扩大优势。目前，日本三菱丽阳也计划2014年度以后增加美国工厂的设备，将年生产能力在现有约1万吨的基础上增加20%，将面向作为主要客户的宝马扩大供货。而帝人则与美国通用汽车在碳纤维技术利用方面展开了合作，预计2014年将在美国新建工厂，并面向量产车供应碳纤维。

业内人士分析指出，碳纤维复合材料在汽车中应用的前景可期，车用需求将有望显著提升，特别是豪华车和超豪华车辆细分市场。目前，不少代工工厂不仅与一级供应商合作，还与碳纤维制造商合作以便制造可用的零部件。如赢创同江森自控、雅各布塑料（Jacob Plastic）以及东邦特纳克斯（Toho Tenax）共同研发碳纤维增强塑料（CFRP）轻质材料；荷兰皇家昙卡草坪（TenCate）与日本东丽达成了长期供应协议；东丽与戴姆勒（Daimler）达成共同研发协议，为梅赛德斯—奔驰研发CFRP部件。因为需求增加，各大碳纤维厂商正加紧研发，碳纤维复合材料生产技术在近期或将有新的突破。