全部 高分子 智能汽车 陶瓷 消费电子 弹性体 生物降解 5G材料 光伏 医用材料 锂电 汽车材料 新消费电子 会议列表 展会 半导体 LED 氢能源 艾邦人才网
非金属材料在汽车轻量化的应用

以下文章来源于轻量化共同体 ,作者轻量化共同体


背景




  1. 非金属材料是支持汽车轻量化及电气化、互联化、自主化、共享化、循环&可持续的重要部分;
  2. 综合考虑非金属材料对各种需求的作用,有助于推动非金属材料在轻量化的发展。

图片


结论


  1. 非金属材料,包括塑料和纤维增强塑料(非连续+连续纤维),在轻量化方面,连续纤维更具有优势和进一步发展的潜力;

  2. 重点关注“热塑性连续玻璃纤维模压+注塑”在电池包、车门及车身结构件的应用开发。


一、材料现状


  1. 传统塑料的“以塑代钢”有局限性,连续玻璃纤维在强度方面有轻量化优势;

  2. 连续碳纤维在比刚强度方面有绝对优势,但成本方面暂无明确的突破方向。






二、应用现状


  1. 通用&工程塑料(注塑类)主要应用在内外饰、非安全结构件(CBS/座椅靠背/悬置支架)、支架类,暂无预期大幅度增长的案例;其中碳纤维注塑材料,锦上添花;

  1. 非连续玻璃纤维(SMC/GMT/LFT-D),主要应用在电池上盖、底护板、非主要承力结构件、外饰件,暂无预期大幅度增长的案例;非连续碳纤维(SMC),个别案例应用在门内板;

  1. 连续玻璃纤维(湿法模压/PCM(含热塑)/RTM),主要应用在电池上盖、非主要承力结构件(结构加强件),相较于非连续玻璃纤维,轻量化潜力更大;
  2. 连续碳纤维(湿法模压/PCM(热塑较少)/RTM),个别案例应用在车身地板、车身加强件等;
  1. 塑料/金属复合材料(注塑),结合1和4,应用在CCB、摆臂、动总安装支架等;
  1. 天然纤维,主要应用在内外饰,有低碳优势。


类别材料&工艺轻量化特点应用
塑料(注塑)通用塑料—低密度材料注塑用,低密度,高刚度、高流动性内外饰蒙皮类奔驰前后保,特斯拉内饰护板
通用塑料—发泡注塑发泡注塑;气辅成形仪表板/副仪表板骨架、门板、立柱、尾门内板大众系、现代
工程塑料PA6/PA66,满足耐热(涂装)需求车身加强件/CBS
悬置
发动机&变速器&电机油盆
Ford Explorer
ES8/ES6
碳纤维注塑材料高比刚度Console支架Tesla Model S Plaid,ES8,Taycan
塑料(非注塑,热塑性)非连续玻璃纤维GMT/LTF-D/LWRT塑料纤维与玻璃纤维混编、在线浸渍模压车下护板、前端框架大众、BBA
连续玻璃纤维模压+注塑 or 混合模压(热塑性连续碳纤维受限于成本)热塑性纤维板预成型+注塑底护板
备胎盆
支架
P7
Benz S
塑料(非注塑、热固性)非连续玻璃纤维SMC尾门内板
A面饰板
电池上盖
ES8/ES6
Chevrolet Corvette
欧系电池包
连续玻璃纤维湿法模压、PCM等电池上盖宁德时代
非连续碳纤维SMC前门/尾门内板Lexus LC
Toyota Prius
连续碳纤维湿法模压、PCM等后地板
B柱加强板
ES6
iX
连续纤维拉挤玻璃纤维&碳纤维混合拉挤;缠绕成形车门SOB梁
顶盖横梁
后防撞梁
ID.4
iX
Chevrolet Corvette
其他塑料/金属复合材料在线注塑CCB
摆臂
变速器支架
奔驰
特斯拉
天然纤维热塑or热固均可门饰板理想ONE
沃尔沃
宝马


三、发展趋势


1、整车/系统→非金属材料


类别行业现状
(轻量化整体情况)
非金属材料现状
整车油改电平台逐步被纯电平台替代,但纯电平台趋同化明显,轻量化依旧有瓶颈Cell to Chassis
Cell to Car
Cell to Body
Cell to Frame
Structural Batteries
滑板底盘
车身地板与电池包集成,总装安装,有机会复合材料替代
白车身全铝车身有限,钢铝混在纯电平台增多,一体压铸,热成形&第三代高强钢用量提升纯电平台,25万左右,采用上钢下铝:Aion LX/V、Arcfox αT/αS;
一体压铸:
特斯拉、沃尔沃、大众、蔚小理、长城、吉利、奔驰
复合材料的“一体压铸”在后地板框架有机会尝试(非涂装下车身?);其他低成本复合材料活装件(防撞梁,车身加强件,备胎盆、前端框架)
开闭件四门两盖钢铝为主;背门塑料化增多中低端车型车门开始用铝:极氪001(30万)
逍客(13万)
塑料门模块增多;复合材料侧门(门内板)有待突破
底盘轻量化材料以铝(铸造)为主,部分锻铝;镁、复材少有应用前后副车架、转向节、摆臂、卡钳、制动盘等采用铝;
悬置支架部分尼龙,部分摆臂塑料/金属复合,稳定杆连杆&安装支架部分塑料
连续碳纤维&碳纤维SMC有替代铝的潜力
电池下箱体轻量化材料以铝为主;镁、复材少有应用上盖以SMC/PCM为主,下箱体以铝挤出/冲压为主;
复合材料箱体预研为主:朗盛、帝人、SGL
混合材料电池箱体
内外饰轻量化材料逐渐增多,但整体减重效果有限镁合金CCB及支架应用较多;奔驰全系低密度保险杠材料(PP-EPDM-T15);
碳纤维注塑支架略有增多:Tesla Plaid、Taycan
低密度、天然纤维、塑料/金属复合CCB及支架、碳纤维注塑支架增多
座椅钢骨架占绝大多数,三排座椅靠背少部分注塑/铸铝Taycan及部分轿跑采用铝/镁骨架;
部分车型支架铸镁;
三排座椅靠背&坐盆采用注塑、连续玻璃纤维材料(塞纳、Model Y、奥迪A8)
座椅骨架功能属性较强,又属于安全件,非金属化的难度大
电驱动壳体铸铝为主;镁、复材少有应用尼龙油壳体:Lucid Air电驱动本体的非金属化空间有限,驱动轴碳纤维化有待成本突破
发动机&变速器铝壳体&缸体、镁合金壳体、尼龙进气歧管&油底壳,进一步轻量化选材有限铝壳体&缸体;
尼龙进气歧管、尼龙发动机&变速器油底壳:Audi、Benz
发动机&变速器本体的非金属化空间有限,变速器传动轴碳纤维化有待成本突破
电子电器高压铝导线(结构线束),支架塑料化蓄电池支架:奔驰S电子电器的非金属化集中在支架类



文章来源:轻量化共同体




相关推荐
长三角碳纤维及复合材料技术创新中心揭牌
长三角碳纤维及复合材料技术创新中心揭牌
0
0
3
一文了解复合材料成型工艺
一文了解复合材料成型工艺
0
0
14
朗盛为Tepex复合材料系列增加新的可持续产品种类
朗盛为Tepex复合材料系列增加新的可持续产品种类
0
0
9
Strohm和赢创合作,将采用PA12的碳纤维热塑性复合管用于绿色氢气运输
Strohm和赢创签署了一份谅解备忘录(MoU),以开发和认证各自的热塑性复合管(TCP)技术和单向碳纤维PA12胶带在能源转型应用中的使用。
0
0
7
柯林斯航宇公司采取多种举措保持热塑性复合材料工艺世界领先地位
​柯林斯航宇公司生产了超过2000种不同的热塑性复合材料部件,目前有数百种部件处于合格状态,广泛用于机身、尾翼、机舱、飞行控制面板和舱门。这些部件用于20种不同类型的飞行器,涵盖了从宽体飞机到单通道飞机,从公务机到直升机等平台。
0
0
13
推动连续纤维增强热塑性复合材料快速增长的几大关键因素
热塑性连续纤维复合材料(Thermoplastic continuous fiber composites,TPC)是一种常用于制造结构的材料。这些材料重量轻、耐冲击、易于成型。
0
0
21
广东亚新复合材料汽车零部件基地项目奠基仪式
广东亚新复合材料汽车零部件基地项目奠基仪式
0
0
13
【干货】一文了解纤维增强热塑性复合材料的成型
一文了解纤维增强热塑性复合材料的成型
0
0
19
亚洲复合材料销量占全球市场约50%
​“亚洲复合材料市场是全球最大的市场”,JEC集团最近发布的一份报告《JEC观察者——2021-2026年全球复合材料行业的当前趋势》强调了这一点。中国占全球复合材料市场的30%,而亚洲其他地区占19%。
0
0
14
Hankuk Carbon和Dymag合作,扩大最先进的碳纤维复合材料轮毂的生产规模
先进复合材料制造商Hankuk Carbon Co Ltd.与以碳纤维复合材料轮毂闻名的Dymag建立了战略合作伙伴关系,以实现为汽车OEM厂商大规模生产最先进的高性能碳纤维复合材料轮毂。
0
0
22
阿科玛在2022 JEC展会上推出可回收和更有效的新型复合材料解决方案
作为复合材料领域的主要参与者,阿科玛将在今年的JEC展会上再次推出新的胶粘剂解决方案、先进的树脂并展示其半成品系列。所有的创新和产品系列都以同一目标为指导:为可持续发展的世界提供创新材料。
0
0
22
一文详细了解用于碳纤维增强树脂基复合材料的丝束扩展技术(全文典藏版)
一文详细了解用于碳纤维增强树脂基复合材料的丝束扩展技术
0
0
22
索尔维扩展汽车行业用复合材料产品组合并投资Xencor™ LFT 生产设施
​5 月 2 日 - 全球领先的特种材料供应商索尔维宣布了一项重要的扩产计划,以补充其用于汽车行业的广泛的复合材料组合。
0
0
22
三菱化学碳纤维增强热塑性复合材料中试装置投产
三菱化学株式会社(总部:东京都千代田区,社长:和贺昌之,以下简称“本公司”)新安装了一台碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的中试装置,现已投入使用。样品将从今年4月开始出货。
0
0
21
阿科玛ELIUM 树脂: 复合材料的突破性创新
Elium® 树脂是一项突破性创新。这种材料具有易于使用、性能优异、生产率高且可回收利用的特性。
0
0
39
连续性纤维增强热塑性复合板材及其应用
​连续纤维增强热塑性复合材料( Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic composites )是以热塑性树脂为基体,连续性纤维为增强材料,经过树脂熔融浸渍、挤压等工艺形成的高强度、高刚性、高韧性、可回收的新型热塑性复合材料。
0
0
35
瑞士Bcomp公司获得宝马3500万美元投资,旨在开发轻量化用天然纤维复合材料
近日,一批流动性和影响力风险投资基金(包括作为主要投资者的BMW i Ventures)完成了对瑞士公司Bcomp的3240万瑞士法郎(3500万美元)B轮融资投资。
0
0
23
三菱化学高新材料与AMAC合作开发欧洲热塑性复合材料业务
​4 月 11 日,三菱化学高新材料(MCAM)和由 Michael Effing 博士领导的咨询公司 AMAC 宣布合作,以加强和发展其在欧洲的复合材料业务活动。此次合作的重点将放在交通运输、电气和电子领域,以及体育和消费品领域。
0
0
39
质轻高强复合材料fiberForm成型工艺
随着绿色出行,低碳环保日趋融入人们的生活理念和日常践行,汽车轻量化节能减排已成为汽车行业的共同目标。在保证汽车安全标准的前提下,质轻高强的复合材料以及高效生产的成型工艺是轻量化发展的突破关键。
0
0
41