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責(zé)任編輯:鮑梓欣
今時今日,造車再也不是什么高新技術(shù),不少新勢力廠家也能造出一臺完整的車輛,諸如各種蔚來、特斯拉、小鵬等等都是新勢力造車的代表,或者奧迪、奔馳、寶馬等傳統(tǒng)的車廠,造車造了近乎百年,有什么比新興車廠有優(yōu)勢?
其實(shí),造車并不是那么簡單做出個車架,再加上設(shè)計過的車殼就完事的,更重要的是布局,無論是發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、電池,變速箱等等一系列的布局,都是整車設(shè)計中重要的一環(huán)。整車設(shè)計包括車身結(jié)構(gòu)、用料、布局等等,今天我們來討論用料。
德國西格里碳素公司近日宣布與蔚來共同研發(fā)旗下車型的碳纖維電池殼,希望通過碳纖維替換原來的鋁合金,實(shí)現(xiàn)更好的性能。說到底,碳纖維到底有什么長處,能讓所有的汽車廠商都趨之若鶩?上至超跑品牌,使用它作為座艙,下達(dá)改裝件,通過碳纖維裝飾車輛甚至達(dá)到更強(qiáng)的性能目的。
碳纖維到底是什么?
汽車上使用的碳纖維,主要泛指一些以纖維編織或者多層復(fù)合而成的材料,其中又分為干碳纖維和濕碳纖維兩種常用的汽車上碳纖維部件。
簡單來說,碳纖維的制作過程中都需要用到碳纖維布和模具,而濕式碳纖維在制作過程中,在碳纖維布鋪到模具上以后,通過抽真空,同時讓樹脂進(jìn)入到模具里,充分填滿碳纖維布周圍,再通過機(jī)器,將多余的樹脂抽出來,最后經(jīng)過檢查碳纖維件的瑕疵,打磨,拋光,生產(chǎn)出一件及格的碳纖維元件。還有一種工藝是在玻璃纖維的表面覆蓋一層碳纖維布,這種碳纖維主要是裝飾作用,對于性能沒有提升;還有就是碳纖維布與玻璃纖維布混搭,最后出來產(chǎn)品,這種產(chǎn)品有一定的提升,但是作用不明顯最主要還是裝飾作用。
而干式碳纖維則不同,同樣是使用模具,但干式碳纖維的碳纖維布是經(jīng)過預(yù)處理的,并且用的模具是鋼;蜾X模,制作起來精度會更高,在經(jīng)過定位以后,需要送到熱壓罐定型,隨后通過拋光,修正一系列后期工作以后成為我們平時買到的碳纖維件。還有一種干式碳纖維是直接用碳纖維布熱壓而成,沒有樹脂,功能上跟有樹脂的差不多,不過沒有樹脂的更加容易受到環(huán)境的侵蝕。
干式碳纖維相比起濕式碳纖維最主要的優(yōu)點(diǎn)在于重量,干式碳纖維比濕式碳纖維要輕得多,而且性能也更加好,強(qiáng)度更高,但干式碳纖維最重要的還是價格方面,干式碳纖維會比濕式碳纖維貴。
為什么要用碳纖維來做電池殼?
第一、 碳纖維對于熱量的隔絕是相當(dāng)好的,碳纖維的熱導(dǎo)率比鋁合金低200倍,而動力電池的熱管理是動力電池管理中很重要的一環(huán),不同溫度對于電池的性能影響是很大的,而使用碳纖維作為電池的外殼,可以有效控制電池組的熱量,更加容易控制電池組。此外,很多改裝車或高性能車都使用碳纖維風(fēng)箱,原因就是碳纖維能夠有效隔絕熱量,降低熱量對于進(jìn)入發(fā)動機(jī)空氣溫度的影響。
第二、 碳纖維的強(qiáng)度高,由于動力電池一般都會存放在車底,而車輛行駛的過程中很容易受到砂石等其他異物沖擊,普通鋁合金材料受到?jīng)_擊以后,很容易發(fā)生變形,導(dǎo)致電池?fù)p壞的情況,就想前不久發(fā)生的蔚來ES8自燃事故,調(diào)查后發(fā)現(xiàn)是動力電池受到了沖擊,電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)在擠壓狀態(tài)下經(jīng)過一段時間后形成短路,最終發(fā)生火情。而碳纖維外殼能夠有比鋁合金更高的強(qiáng)度去抑制這種情況發(fā)生,所以使用碳纖維外殼是更加安全的。
第三、 碳纖維重量輕,相同體積的碳纖維要比相同體積的鋁合金輕40%,要知道,電動車?yán)镒畲蟮牟考褪请姵亟M,如果電池組外殼的重量能夠低40%,不僅僅能夠給車輛帶來性能上的變化,更重要的是可以提升車輛的續(xù)航里程,要知道續(xù)航里程就是電動車的生命。
以上,都是碳纖維電池殼的優(yōu)點(diǎn)所在,而碳纖維的缺點(diǎn)就很明顯了——價格高,碳纖維的制造成本相比起鋁合金要高得多,后期維護(hù)的成本自然也會偏高。
由于碳纖維一系列的優(yōu)點(diǎn),使得碳纖維在很多地方都可以發(fā)揮其長處,只要通過不同的模具就可以形成不同形狀、尺寸的電池外殼,對于電動車來說,碳纖維外殼的重要性前文已經(jīng)提到,并且根據(jù)西格里碳素公司預(yù)計,隨著電動移動出行的不斷發(fā)展,蔚來幾年內(nèi)汽車行業(yè)對輕量化電池外殼解決方案的需求會大幅增加,對于生產(chǎn)商而言,利潤會大幅度增加,而對于消費(fèi)者而言,車輛的續(xù)航、安全性的提升有助于人身安全,兩全其美的東西,何樂而不為?
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