碳纤维在汽车轻量化中的成本分析使用碳纤维材料可以有效降低汽车自身重量,这一点,在汽车行业已是不争的事实。使用碳纤维材料在减重的同时,能大幅度减少油耗和降低污染,这也是相关的实验数据可以证明的。但是在汽车中使用多少碳纤维材料、在哪些部位使用性价比比较高?在汽车制造的整体成本中会造成多少影响,这需要一个更为客观和具体的考量。 冲压、焊接、涂装、总装作为汽车的四大工艺,随着碳纤维复合材料的加入以及比例上的增多,将发生一定的变化。例如,冲压会被复合材料成型中的模压和锻造工艺所替代;未来整车也不再需要那么多的焊接,除了热塑性复合材料会用超声波做一些焊接外,焊接基本上会被胶接、铆接这样的工艺所替代;由于复合材料没有耐腐蚀性的要求,基本上有些车型已经不需要涂装,而且涂装哪怕是外附件涂装温度也不会很低,像某些注塑件,其涂装温度只有 85 度;复合材料成型、整车模块化以后,其总装生产线长度要求会大幅度减少,因为整车只有几十个模块,车的组装节奏将会变得非常快。这对于总装线的投入成本会大幅度下降。所以有业内人士称,碳纤维复合新材料的大规模应用会降低整个汽车制造商的准入门槛。因为,工艺上的这些改变不仅重置了汽车制造中各元素的配备,更从根本上解构了传统汽车生产成本的计算模式。 生产成本应该与消费成本结合起来衡量 对于新能源车型来说,动力电池是其核心组成部分,作为动力电池的承载件,动力电池箱体一般安装在车体下部,主要用于保护动力电池在受到外界碰撞、挤压时不被损坏。无锡威盛新材料科技有限公司为国内多家新能源汽车提供碳纤维动力电池箱体及其他碳纤维汽车结构件,其市场部负责人曾在碳纤维应用成本方面做过相关计算,以一款碳纤维动力电池箱体为例,用碳纤维复合材料制作的箱体重量仅为2.7kg,与传统钢结构材料制作的电池箱体相比大约能减重80%,在强度和荷载力上同样能达到相关的技术要求,更重要的是,因为车体下方的运行环境恶劣,该款碳纤维电池箱体展现出的抗腐蚀、防水、阻燃、使用寿命长等性能可以很好地应对和解决这些问题。从成本上看,使用碳纤维复合材料动力电池箱比钢结构电池箱要多付出一千多元,但是10千克的减重在长达数年的车辆运行过程中将产生不可小觑的效应。首先,根据已有的实验数据计算,车身每减重100千克将降低能耗20%,那么仅仅一个碳纤维动力电池箱就可以减少2%的能耗,数字虽然不大,但是运行时间越长,在运行上节约的成本越多。其次,碳纤维电池箱体强大的耐腐蚀性能和超长的使用寿命,直接降低了箱体维修和更换所带来的成本。因此,从整体上衡量,由使用碳纤维复合材料而带来的一部分成本升高,就显得微不足道了。
|