你知道嗎？電動汽車的發(fā)展與這些改性尼龍等材料息息相關！

2023-07-12 17:12:22 點擊數(shù)：來源：http://m.xjjsbt.com

電動汽車的發(fā)展

在大家印象中，電動汽車似乎就是最近幾年一下子突然出現(xiàn)在面前，其實你可能不大相信，世界上第一輛電動汽車的誕生比世界上第一輛內燃機汽車的誕生時間還要早半個世紀。

第一輛電動汽車

1834年

美國發(fā)明家T. Davenport發(fā)明了世界上第一輛真正意義上的電動汽車，只是這輛電動汽車采用不可充電的簡單玻璃封裝蓄電池驅動，只能行駛一小段距離。

1881年

法國工程師G.Trouve裝配了以鉛酸電池為動力的電動汽車，成為世界上第一輛以可充電電池為動力的電動汽車。直到此時，內燃機汽車還沒誕生呢?。ㄊ澜缟系谝惠v內燃機汽車誕生于1886）

發(fā)展早期

因為人們之間的交通距離并不算遠，后來隨著道路建設，人們能出行的距離越來越遠，電動汽車因為蓄電耗時長、電力儲備跟不上距離需要，漸漸的電動汽車開始沉寂。

近年以來

隨著汽車的普及、保有量的快速增長和城市化進程的快速實施，導致道路擁擠不堪、道路交通事故頻發(fā)，噪音和廢氣對環(huán)境的污染等等，成為困擾人類生存環(huán)境的嚴重問題。

人類面臨著石油資源的匱乏，自然環(huán)境的破壞，生態(tài)變化的危機。因此，社會對汽車制造業(yè)提出了要求：安全、節(jié)能、環(huán)保！

國內外汽車制造業(yè)正掀起一場高能源效率、高安全標準和高品質的設計方向的革命。

一邊大家倡導節(jié)能減排，一邊電池技術也有較大突破，同時各充電樁也在不斷建設中，電動汽車迎來新的發(fā)展機遇，但也面臨著必須要克服的難題！

動力電池成投訴焦點

過去提到新能源汽車，社會的普遍焦慮在于續(xù)航里程、充電時長，而當下隨著越來越多純電動汽車爆發(fā)自燃問題，安全是擺在消費者面前最大的焦慮，也是當下以純電動汽車為主導的新能源汽車發(fā)展的最大阻礙。

從網(wǎng)上數(shù)據(jù)來看，截至目前電動汽車投訴情況最多的前三名投訴情況分別為動力電池故障、充電故障及續(xù)航里程不準。

值得注意的是，這三個投訴情況均涉及電池方面，分別占電動汽車整體投訴量的17.3%、11%和6.2%，也就是說，前三名投訴情況累計占比已超整體投訴的三成。

圖表中還顯示，目前電動汽車的電池出現(xiàn)故障時間大多集中在1-3年，3年以上的僅僅只有13%，這也意味著三年以下出現(xiàn)故障的概率達到了87%，說明時間是非常短的。

電動汽車電池能用幾年？

電動汽車對于很多人們來說畢竟是一個新鮮事物，很多人都很好奇，電動汽車能開多久？

理論上能用十年以上，實際8年左右就要更換。目前電動汽車所使用的電池，大多是鋰電池。

其優(yōu)勢在于低溫、損耗小。而鋰電池也分為三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池在使用壽命上要高于三元鋰電池，但體積過于龐大，續(xù)航受限的問題是硬傷。

從市場、汽車設計的角度，也許需要的是一個大車，一個豪華車，但是從技術和汽車工程的角度，小型化和輕量化才有意義。

電動汽車輕量化，是指在保證汽車強度和安全性能的前提下，盡可能地減輕電動汽車的整車品質。輕量化不僅可以幫助節(jié)能減排，而且能提升車輛使用效率和行車安全。

根據(jù)相關政策，到2020年，車企平均油耗必須降低到每百公里5升。據(jù)統(tǒng)計估測，汽車整車重量減少10%，就能節(jié)油6%到8%，油耗能夠下降每百公里0.3到0.6升，氧化碳排放降低5~8克。

而對于新能源汽車而言，由于凈增電池重量達到了300Kg以上，因此輕量化更是必不可少的課題。

目前電動車電池能量密度提高困難，只有當電池或者儲能裝置可以達到今天汽油、氫燃料的能量密度，才可能比較任意地按照今天的原理設計汽車。

所以我們必須在現(xiàn)有電池能量密度的情況下，把車設計得更小更輕，從而增加電動車的續(xù)航里程，提升它的能量利用率。

實現(xiàn)輕量化的途徑

汽車輕量化有三個途徑，一個是結構設計的優(yōu)化，一個是使用輕量化材料，還有一個是輕量化材料的成型技術。

電動汽車常用的輕量化材料有：高強度鋼、鋁鎂合金、塑料及聚合物材料、樹脂基復合材料、碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料等。雖然鋼鐵材料仍在結構材料中保持主導地位，但比例逐年下降，鋁鎂合金、工程塑料、復合材料等材料比例逐漸增加。

“以塑代鋼”已成為電動汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢，可以做到從汽車結構件擴展到整個汽車的內外飾件。

工程塑料和復合材料是電動汽車輕量化的首選用材，也是實現(xiàn)輕量化的重要途徑之一。

一般塑料的比重0.9-1.5%。在復合材料中，碳纖維材料具有密度低、強度高、耐腐蝕、耐高溫等特性被寄予厚望。發(fā)達國家已經(jīng)把電動汽車用塑料量的多少作為衡量電動汽車設計和制造水平的一個重要標志。

工程塑料在電動汽車上的應用

工程塑料是指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，是強度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的可作為結構材料的塑料。

工程塑料的主要特性是：密度小；比強度高；化學穩(wěn)定性好電絕緣性優(yōu)良；耐磨，具自潤滑性，可減低摩擦系數(shù)；耐熱性和尺寸穩(wěn)定性高；抗沖擊、抗疲勞性能優(yōu)良。

工程塑料除了具備這些優(yōu)異的性能，還可以采用通常的塑料加工方法加工成各種制品，廣泛應用于電動汽車上。

動力電池

動力電池要求阻燃、尺寸穩(wěn)定、耐化學品、高強度。

零件	使用材料
No.1	支架		改性PPO、PPS、PC/ABS等材料
No.2	蓋板		改性PA6、PA66等材料
No.3	箱體		改性PPS、PP-LGF35、PPO等材料
_		零件		使用材料
No.1		DC電機骨架		改性PBT、PPS、PA
No.2		繼電器外殼		改性PBT
No.3		連接器		改性PBT、PA
No.4		充電槍		改性PBT、PA、PC等
No.5		充電插頭插座		改性PBT、PA等
No.6		充電樁外殼		阻燃PC材料
No.7		充電樁電源模塊外殼		阻燃PA66+GF材料
No.8		充電樁內部散熱風扇		阻燃PBT+GF材料
No.9		充電樁內部斷路器		無鹵阻燃PA材料
No.10		車燈		PBT、PC、LCP等材料
No.11		油門踏板		PA+GF等材料
No.12		門把手		PBT、PA、PC/ABS等材料
No.13		后視鏡		PA、PBT、PC/ABS等材料
No.14		傳感器外殼		PA66+GF等材料

碳纖維復合材料應用前景

碳纖維復合材料是以各種樹脂、碳、金屬、陶瓷為基體的材料，其根據(jù)基體材料可分為樹脂基復合材料、陶瓷基復合材料(CMC)和金屬基復合材料(MMC)。

其中以樹脂和金屬為基體的復合材料在車身上的應用較為成熟，具有應用于車身制造的諸多優(yōu)勢。

具有較高的強度；

具有良好的抗疲勞性；

碰撞吸能性好；

制造工藝性好。

應用碳纖維復合材料可以極大地實現(xiàn)電動汽車輕量化來平衡電池組的重量，增加純電動汽車的續(xù)駛里程。

制約碳纖維復合材料大范圍應用的主要因素在于它的生產(chǎn)和加工技術還不夠成熟，應用和研發(fā)成本較高，相關部門缺乏一定的長遠發(fā)展規(guī)劃。

碳纖維復合材料如今已呈現(xiàn)供不應求之勢，其絕對優(yōu)越性迫使生產(chǎn)廠家不得不從長遠角度加以考慮。為此，必須加快進軍這一領域，制定相應的材料研發(fā)規(guī)劃，著手碳纖維材料在電動汽車上的應用開發(fā)，以推動純電動汽車的市場化。

電動汽車，尤其是純電動汽車，對整車輕量化的迫切性比傳統(tǒng)內燃機汽車更強烈。整車輕量化可以車身輕量化為突破口。

迄今為止的研究表明，碳纖維復合材料是最理想的車身輕量化材料。將碳纖維車身用在純電動汽車上，可以在一定程度上抵消目前動力蓄電池比能量不夠的問題。

現(xiàn)在的問題是如何來實現(xiàn)這一技術方案：

第一：建立汽車塑料標準體系

組織行業(yè)協(xié)會、企業(yè)和專家盡快建立中國汽車工業(yè)塑料材料的標準體系，并建立材料自身的材料論證體系，進行材料的性能檢測、應用驗證、技術穩(wěn)定性、安全可靠性評價等等。

第二：鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

支持汽車工業(yè)與國內塑料行業(yè)之間深入交流，實現(xiàn)強強聯(lián)合，突破國產(chǎn)改性塑料進入汽車整車及關鍵零部件市場瓶頸，讓一部分性能穩(wěn)定、品質過硬的國產(chǎn)材料優(yōu)先進入汽車產(chǎn)業(yè)鏈。

第三：建立汽車材料應用評價公共服務平臺

通過強基工程、智能制造工程、綠色制造工程等專項支持建立汽車材料應用評價公共服務平臺，以及汽車材料生產(chǎn)制造技術的產(chǎn)業(yè)化。

第四：聯(lián)合成立輕量化新材料的產(chǎn)業(yè)基金

推動電動汽車行業(yè)和化工行業(yè)的骨干企業(yè)，聯(lián)合成立一個輕量化新材料的產(chǎn)業(yè)基金，聚集更多的社會力量來推動汽車輕量化。

我相信，隨著碳纖維復合材料工藝及應用的日趨成熟，生產(chǎn)成本會隨之降低。屆時，碳纖維復合材料的攤牌效應便會顯而易見，電動汽車的輕量化時代便不再遙遠。

注：本文來源搜狐號鏈塑網(wǎng)

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