近年來，各大車企爭相布局新能源汽車，行業(yè)競爭日益激烈。然而，汽車輕量化問題始終是困擾該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。如何破解這道難題？新材料能否成為解決之道？日前，中國工程院舉行“高性能纖維與汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目成果發(fā)布會，與會專家進(jìn)行了探討。

 

 

    有研究表明：總重量1550千克的新能源汽車?yán)m(xù)航里程186公里，如果總重量能減少到1011千克，則續(xù)航里程可提高到275.5公里。

    如何實(shí)現(xiàn)輕量化？與會專家表示，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是至今為止綜合性能最好、能在工程上應(yīng)用的輕量化材料。包括碳纖維在內(nèi)的高性能纖維不僅可以用在汽車等運(yùn)輸工具的減排降耗，還可以提高機(jī)械運(yùn)動精度，幫助海洋化工裝備防腐蝕等。

 

    中國工程院“高性能纖維與汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目秘書長余木火介紹，2015年實(shí)現(xiàn)了全碳纖維車身的寶馬i3、i8電動車已經(jīng)成功商業(yè)化，重量僅151千克，售價(jià)僅3.4萬歐元，與金屬汽車相當(dāng)。“不光是寶馬，國外幾乎所有知名汽車企業(yè)都紛紛與碳纖維企業(yè)緊密合作，開展了碳纖維復(fù)合材料汽車或零部件研發(fā)，國內(nèi)一大批上市公司也加入到碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈，并成為我國碳纖維規(guī)模化應(yīng)用的主力。可以說，掌握碳纖維等新材料技術(shù)的汽車企業(yè)將成為未來汽車業(yè)的龍頭。”余木火說。

 

    在我國，上汽、北汽分別與東華大學(xué)合作研發(fā)了碳纖維金屬混雜車身代替高強(qiáng)度鋼，大眾、海源等還研發(fā)了底盤車身一體化微型車。奧新新能源汽車公司在2015年成功研發(fā)我國首輛碳纖維新能源汽車，今年3月通過所有測試，正在建設(shè)年產(chǎn)2萬輛碳纖維車身電動車生產(chǎn)線。

 

 

    與會專家介紹，作為輕量化材料的高性能纖維包括碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、玄武巖纖維、聚酰亞胺纖維等。全球主要高性能纖維年產(chǎn)能33萬噸，中國只有7.3萬噸，供應(yīng)乏力。在競爭激烈的碳纖維領(lǐng)域，我國年產(chǎn)量僅為4000噸，大多數(shù)企業(yè)處在虧損狀態(tài)。“中國碳纖維企業(yè)有30多家，每家投入幾億元到十幾億元，最大規(guī)模不超過3000噸，相比國際龍頭3萬噸的規(guī)模而言，還是無法競爭。”余木火說。

 

    除了原材料的不足，我國還缺乏大絲束碳纖維技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)鏈。“我國30多家企業(yè)全部生產(chǎn)小絲束，沒有大絲束碳纖維生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品。對新能源汽車而言，大絲束碳纖維成本低、織物效率高，鋪層次數(shù)少，滿足量產(chǎn)節(jié)拍。如果2020年新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到500萬輛，還需要足夠多的大絲束碳纖維。”余木火說。

 

    此外，我國生產(chǎn)碳纖維的關(guān)鍵材料和設(shè)備還依靠進(jìn)口。據(jù)介紹，由于碳纖維油劑、碳化設(shè)備依靠進(jìn)口，沒有大型石墨碳材料，許多企業(yè)不得不從國外購買要價(jià)不菲的汽車零部件自動化生產(chǎn)線。因此，我國新能源汽車要進(jìn)一步發(fā)展，新材料的國產(chǎn)化非常重要。

 

    盡管國內(nèi)許多企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出性能優(yōu)異的新材料汽車，但是要想向市場推廣，進(jìn)入商業(yè)化，還需要進(jìn)一步建立維修、回收和循環(huán)使用技術(shù)體系。“企業(yè)還要重視碳纖維汽車的回收再利用，維修等問題，否則汽車輕量化的進(jìn)一步推廣就成問題。”中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會副會長賀燕麗說。

 

    產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景可觀

 

    國家發(fā)展改革委產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)司機(jī)械裝備處調(diào)研員吳衛(wèi)表示，隨著節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的深入實(shí)施，特別是近年來新能源汽車產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，汽車輕量化包括輕金屬非金屬材料，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化發(fā)展進(jìn)入了新的階段。

 

    為加大支持力度，強(qiáng)化政策引導(dǎo)，去年國家發(fā)展改革委印發(fā)了《增強(qiáng)制造業(yè)核心競爭力三年行動計(jì)劃（2015-2017年）》，力爭用較短時(shí)間率先在軌道交通裝備、新能源（電動）汽車等重點(diǎn)領(lǐng)域，突破一批重大關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

 

    針對當(dāng)前高性能纖維與汽車輕量化產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題，中國工程院項(xiàng)目組提出建議：建立若干“高性能纖維與輕量化產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉豆こ?rdquo;，形成產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)具有合理開工率、連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、合理企業(yè)利潤的完整示范工程；培育行業(yè)龍頭企業(yè)，提高規(guī)模效益，參與國際競爭；設(shè)立“高性能纖維與輕量化”重點(diǎn)科技專項(xiàng)，加大科技攻關(guān)力度；建立我國高性能纖維與輕量化技術(shù)科技與人才培養(yǎng)體系和高性能纖維與輕量化國家實(shí)驗(yàn)室或國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家知識服務(wù)平臺。

 

    中國工程院項(xiàng)目組還提出高性能纖維與汽車輕量化產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略：從2016年到2020年，通過科技攻關(guān)，建立高性能纖維與汽車輕量化設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈體系，形成從原材料到碳纖維汽車及其零部件的標(biāo)準(zhǔn)及其檢測體系。從2020年到2025年，逐步推廣應(yīng)用到整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)。通過逐步擴(kuò)大碳纖維生產(chǎn)規(guī)模，結(jié)合研發(fā)碳纖維制造新技術(shù)，降低原材料成本50%。