碳纤维电动汽车——发展电动汽车的必然选择
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随着时代的发展，未来的汽车市场将以电动车为主，目前，国内充电桩的装置越来越多，这是为电动车时代做准备，但电动车的续航能力却离不开——碳纤维增强材料，这是为什么？本文就为解答这个问题。
一、电动车是汽车未来市场的必然趋势
1.国家政策驱使
2014年5月7日，工信部发布《兰亍加强乘用车企业平均燃料消耗管理的通知(征求意见稿)》，其中为了达到2015年我国生产的乘用车平均燃料消耗量要降至6.9L/100Km及2020年进一步降至5.0L/100Km的目标，针对不达标的企业提出了惩罚措施。如此压力倒逼车企寻求技术转型。回复“碳纤维”，查询更多相关文章
图1：2010年世界各国的油耗
一直以来，我国乘用车在提升产品油耗方面步伐较慢。从2006年到2012年，平均每年油耗只降低了1 .3%。目前，国内乘用车的平均油耗为7.38升/100公里。79家国产乘用车企业中，有22家未能达标。要达到2015/2020年平均油耗大限,根本出路是新能源、新材料双轮驱劢！
2.汽车产业趋势
欧洲电动汽车将占新车市场的20%，德法政府将实现清洁能源汽车累计产量200万辆的目标。我国要求到2020年，新能源汽车生产能力将达200万辆、累计产销量超过500辆。“中国制造2025”将“节能与新能源汽车”列入十大领域之一。回复“碳纤维”，查询更多相关文章
二、减重是目前电动车解决续航的主要手段
研究表明，约75%的油耗与整车质量有关，降低汽车质量, 就可有效降低油耗以及排放。目前，大量研究表明，汽车质量每下降10%，油耗下降6-8%，排放降低4%。
图2：车重与定速燃料效率的关系
图3：纯电动车整车质量与续航能力关系
表1：纯电动车整车质量与续航能力关系
总重量(Kg) | 1550 | 1407 | 1253 | 1154 | 1011 |
行程（km） | 186 | 203.6 | 226.6 | 244.3 | 275.5 |
由图2与3及表1可以明显看出，汽车重量越低燃料的效率越高，从而使汽车的续航能力大大提升。所以，汽车轻量化是汽车节能与环保，提高续航能力最有效的措施之一。
三、碳纤维增强复合材料是目前解决减重的最好方法
1.各种材料的减重能力
下面，我们来看看各种材料的减重情况：以耗钢材400kg为标准，高强度钢材则需要320kg，铝合金240kg，镁合金220kg，复合材料160kg，减重潜力分别为：10%—20%、40%、50%以及复合材料的60%。回复“碳纤维”，查询更多相关文章
图4：各种材料减重潜力
2.各种材料车身质量对比
表2 各种材料车身质量对比
材料 | 钢 | 片状模塑料 | 玻纤复合材料 | 玻纤/碳纤复合材料 | 碳纤维复合材料 |
质量 | 367.0 | 286.2 | 241.3 | 193.6 | 172 |
3.碳纤维增强复合材料在汽车减重上的应用实例
引领未来的宝马碳纤维量产电动汽车，全碳纤维承载式车身总重只有112.2公斤。号称“宝马有史以来技术最先进的车型”的宝马i系将再引领丐界汽车发展的潮流。这些车的4门两盖也都是复材（外板-工程塑料，内加强板-玱纤戒碳纤增强）材料制成。预测今后宝马在CFRP（碳纤维增强复合材料）的应用方面会继续领先，宝马以外的欧洲各大汽车厂商也将陆续在每年2万～5万辆生产规模的量产车上采用CFRP。回复“碳纤维”，查询更多相关文章
总结：
政府严格的车辆油耗标准和二氧化碳排放法规，是新能源汽车选择CFRP的重要推手。以美国为例，2017 至2025 年美国新款乘用车的燃料效率要求达到4.32 升/ 100 公里，比当前车辆水平几乎提高一倍。据估算，典型的乘用车需减重245kg 才能达到此目标。在同样续航里程条件下，电动汽车的重量比传统汽车要超过200~300 kg 甚至更多。
因此为保证电劢汽车有较好续航里程和可承受的成本，电劢汽车的车身重量须减重50%以上。在所有轻量化材料中，CFRP是唯一能将钢质零部件减重50~60%，却能够提供同等强度的先迚材料。所以说，GFRP是未来发展电动汽车的比然选择。
文章作者机械科学研究总院 ——陈长年，艾邦高分子整理编辑
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