9月11日，在天津舉辦的“2014中國國際石油化工大會”——石化創(chuàng)新：助力汽車輕量化與燃料清潔化專題研討會上，來自石油化工與汽車兩大領域的不同專家，通過各自不同的觀點提出了汽車產業(yè)節(jié)能與環(huán)保的發(fā)展路徑，為汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提出了多樣的解決方案。

在中國石油對外依存度已接近60%的今天，作為世界汽車第一產銷大國的中國，在人均普及率還不高的背景下，已經面臨環(huán)境、交通等一系列問題所帶來的嚴峻約 束。中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長李萬里提出，加快發(fā)展環(huán)境友好型汽車產品，加快乘用車節(jié)能減排進程和商用車清潔化進程，是我國汽車行業(yè)未來發(fā)展的戰(zhàn)略任務。 為了完成此項可持續(xù)發(fā)展目標，汽車行業(yè)全產業(yè)鏈與包括裝備、材料、電子、化工等相關產業(yè)的深度融合，是構成現(xiàn)代汽車制造與服務體系的重要內容。

纖維增強塑料是汽車輕量化的主要方向之一

汽車整車的減重，主要可采用結構輕量化設計、材料輕量化、工藝輕量化三種途徑來實現(xiàn)。應用不同的非金屬復合材料，已經成為汽車產業(yè)減重的主要途徑之一。

一汽集團技術中心材料部非金屬研究室高級專家，中國汽車工程學會汽車非金屬材料分會秘書長江梅，從專業(yè)的角度提出了汽車輕量化對化工新材料的需求。從全球 新車發(fā)展趨勢不難看出，因排放與油耗所限，汽車整備質量下降是大勢所趨。江梅認為，汽車輕量化材料已經在向高性能、低成本的高強鋼、輕合金、纖維增強塑料 的多種材料組合方向發(fā)展。

在汽車輕量化所使用的幾種主要新型材料中，聚合物基復合材料具有傳統(tǒng)單一材料所不能實現(xiàn)的結構與功能的可設計性，根據不同的批量，采用不同聚合物基復合材 料會獲得減重及降成本的雙重效果。江梅指出，目前熱塑性復合材料用于汽車內飾件、外飾件的技術和材料種類已基本成熟，只是根據不同的級別的車型和不同的風 格進行材料種類的調整和選用即可。

從復合材料——碳纖維在汽車傳動軸上的應用來看，在廂式車和貨車中，用碳纖維傳動軸代替金屬軸，不僅減輕了重量，而且降低了噪聲和振動，并使整體工作更為 平順。在英國GKN公司用纖維增強塑料制造的傳動軸實例中，重量減輕達50%～60%，抗扭性比鋼軸大10倍，彎曲剛度大15倍。

對于汽車產業(yè)使用新材料的需求與展望，江梅表示，通過多種纖維排布，可獲得更高性能的碳纖維復合材料；與其他纖維相比，碳纖維復合材料具有更高的性價比， 因此已經成為汽車深度輕量化中主、次結構件的首選材料。尤其是與航空材料的超高性能需求相比，汽車用碳纖維不需要航空材料那樣高的抗撕裂性，有其降成本的 空間，是未來汽車產業(yè)尋求性能與成本的最佳交點之一。

從市場化角度看，以低成本的碳纖維材料開發(fā)為例，如果以年產純電動乘用車400萬輛和客車100萬輛計，僅車身一項對低成本碳纖維的需求量就為75萬噸，以目前的單價約80元/公斤來計算，產值為6000萬元。

從榮威E50看聚合物復合材料的具體應用

中國工業(yè)報記者在采訪中了解到，來自德國贏創(chuàng)工業(yè)集團的汽車輕量化設計，涵蓋輕量化設計、節(jié)能減排、照明和表面處理技術等領域，可以提供廣泛的解決方案。 贏創(chuàng)功能性聚合物業(yè)務部丙烯酸聚合物業(yè)務亞太區(qū)創(chuàng)新管理總監(jiān)欒大奇博士介紹，贏創(chuàng)為汽車輕量化設計提供的解決方案中，包括聚合物車窗，用于“三明治”結構 復合材料的超輕結構泡沫芯材與快速固化樹脂，用于塑料金屬包塑件的粘接劑，以及用于替代金屬的高性能材料。

記者注意到，在本屆中國國際石油化工大會上，贏創(chuàng)公司展臺上的一輛榮威E50電動汽車，展示了該公司產品在幫助汽車節(jié)能減排方面的各種應用。比如，榮威 E50所采用的贏創(chuàng)PLEXIGLAS誖寶克力誖材料，能為汽車后窗減重40%～50%。欒大奇介紹，這種帶有涂層的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），可以 廣泛取代傳統(tǒng)的無機玻璃，具有優(yōu)異的紫外線穩(wěn)定性和聲學性能，可提高整車的附加值。

此外，榮威E50的引擎蓋采用了由贏創(chuàng)開發(fā)的ROHACELL誖硬質結構泡沫材料。據了解，該材料用作夾層結構的芯材。相比金屬引擎蓋，夾層結構復合材料 減重效率高達70%。欒大奇表示，為了支持復合材料部件的批量生產，樹脂灌注生產工藝中運用了基于VES鄄TAMIN誖固化技術的環(huán)氧樹脂體系，使成型周 期進一步縮短，從而能夠適應批量化生產的要求。

復合材料供應商應與汽車制造商協(xié)同開發(fā)

福特汽車的一項研究表明，復合材料可以將汽車零部件種類減為原來的8%，加工費用可降低60%，粘結費用相對于焊接可減少25%～40%。例如，復合材料 中的碳纖維復合材料具有質量輕、強度高、設計自由度大、集成性強的優(yōu)點，在碰撞中的能量吸收能力是鋼或鋁的4～5倍，正在成為汽車輕量化材料的新寵。

在已知的汽車應用案例中，寶馬最新的i3碳纖維車身電動汽車，軸距達2570毫米，汽車總重為1248公斤。由于車身使用了碳纖維材料，比起傳統(tǒng)的電動汽 車，其車身重量減輕了250～350公斤。另一款寶馬miniE電動汽車，應用了碳纖維車頂，相比鋼制車頂，其重量減輕約6公斤，相當于鋼制車頂重量的一 半，大幅降低了車輛的重心，車輛動態(tài)穩(wěn)定性更強。

新款梅賽德斯-奔馳SLR邁凱輪跑車上，是全球率先采用碳纖維制成的前端碰撞緩沖構件的量產轎車，車身殼體、車門和發(fā)動機罩均由碳纖維復合材料制成，主體結構的重量降低了30%左右。

由于金屬材料的解決方案已經完全透明化，相對神秘的碳纖維復合材料在汽車中的應用有什么需要注意的嗎？對此，中國復合材料集團有限公司總經理張定金表示， 復合材料不應作為金屬材料的簡單替代品，重點應建立碳纖維復合材料在汽車上應用的系統(tǒng)解決方案，形成降低全壽命成本的應用理念。此外，碳纖維制造商及復合 材料供應商應與汽車制造商建立戰(zhàn)略合作關系，共同開發(fā)碳纖維汽車部件。