未來轎車將至：打破電池動力瓶頸 新材料革新改寫行業(yè)版圖

風(fēng)勢所向，萬物競長。明顯，即便是300公里的續(xù)航路程，與傳統(tǒng)燃油轎車比較也相差甚遠(yuǎn)。新動力車?yán)m(xù)航路程的痛點因而再次成為行業(yè)的焦點和發(fā)力點。

始于2009年。當(dāng)是時，《轎車工業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》頒布，在政府堅決的新動力政策指引和可觀的補貼扶持下，我國開端被一股造車大勢席卷，從概念到實操，九年時刻，一邊泥沙俱下，一邊浪里淘金。

狂歡之后，世界終將在規(guī)律中運轉(zhuǎn)。

2018年被業(yè)界稱為“我國新動力轎車迸發(fā)年”，年中，新動力轎車市場先后迎來兩大新政。6月，新動力轎車財政補貼新政正式施行，以300公里為線，初次明晰劃分新動力車的續(xù)航路程標(biāo)準(zhǔn)，減低補高。7月，國家發(fā)改委發(fā)布了《轎車工業(yè)出資辦理規(guī)定征求意見稿》，提出新建傳統(tǒng)燃油轎車出產(chǎn)企業(yè)將不能取得資質(zhì)，并嚴(yán)格控制現(xiàn)有企業(yè)擴(kuò)展傳統(tǒng)燃油車產(chǎn)能，一起加強新建電動轎車企業(yè)出資辦理，防備盲目布點和低水平重復(fù)建設(shè)。

這意味著，高質(zhì)量、整體化的技能立異將成為新動力轎車開展的首要驅(qū)動力，而之前依靠添加電池數(shù)量、簡單削減或改換零部件以尋求路程數(shù)少量攀升的策略將不再奏效。

風(fēng)勢所向，萬物競長。明顯，即便是300公里的續(xù)航路程，與傳統(tǒng)燃油轎車比較也相差甚遠(yuǎn)。新動力車?yán)m(xù)航路程的痛點因而再次成為行業(yè)的焦點和發(fā)力點。

打破電池動力瓶頸

進(jìn)步新動力車?yán)m(xù)航路程，如何添加電池動力是一個久攻不破的硬堡壘。從第一代鎳氫電池和錳酸鋰電池，第二代磷酸鐵鋰電池，到目前廣為采用的第三代三元電池，電池續(xù)航才能似乎一直無法打破電池資料天然的天花板。

有資料顯現(xiàn)，現(xiàn)有體系的鋰離子電池能量密度基本上很難打破300Wh/kg，很難滿意未來動力電池的需求。在國家開展新動力車的規(guī)劃中，2020年，單體電池能量密度要到達(dá)350Wh/kg，2030年則要到達(dá)500Wh/kg的水平，這意味著電動車?yán)m(xù)航路程將比現(xiàn)在翻一番。

需求將革新的或許性延伸到了愈加源頭的化工工業(yè)。

“當(dāng)時新動力車用鋰電池能量密度受要害正負(fù)極資料影響很大，”德國特種化工企業(yè)贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)全球轎車工業(yè)團(tuán)隊副總裁朱駿表明，“正負(fù)極資料的挑選和打破是當(dāng)時大幅添加能量密度愈加可行的方案。”

贏創(chuàng)對此提出的解決方案是用納米尺寸的純硅粉產(chǎn)品添加到新式負(fù)極資料，極大進(jìn)步了負(fù)極資料的能量密度。純硅負(fù)極的理論能量密度可到達(dá)石墨資料的10倍，高達(dá)4200mAh/g。此前揭露資料顯現(xiàn)，特斯拉經(jīng)過在人造石墨中加入10%的硅基資料，已在Model3中采用硅碳負(fù)極作為動力電池新材料，使電池容量到達(dá)了至少550mAh/g。此外，贏創(chuàng)的納米結(jié)構(gòu)氧化鋁用于鋰電池隔閡涂覆，由于其極佳的耐熱性，能夠有用進(jìn)步電池的安全性能。

更多的新材料電池在全球的實驗室中醞釀。本年5月，繼日本政府出資16億日元支撐日本電池制作商及本田、日產(chǎn)和豐田三大首要轎車制作商聯(lián)合研制固態(tài)鋰離子電池后，國外老牌車企寶馬、保時捷等紛繁投入固態(tài)電池研制，一起投身于此的還有德國大陸集團(tuán)、日本TDK及村田制作所等一大批轎車零部件供貨商。

新一輪車用電池立異之戰(zhàn)大幕又啟。

輕量化來襲，新材料貢獻(xiàn)占比近半

福特轎車創(chuàng)始人亨利?福特曾說，任何多余的重量對轎車都是致命傷。

如果說對電池能量密度打破的尋求姑且在路上，那么同樣有助于添加新動力轎車?yán)m(xù)航路程的轎車輕量化規(guī)劃則早已從燃油動力年代開端了使用迭新。

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，純電動轎車整車重量下降10kg，其續(xù)航路程可添加2.5km。

在越來越急切的續(xù)航路程進(jìn)步需求下，輕量化思想成為當(dāng)代干流。我國工程學(xué)會輕量化技能立異戰(zhàn)略聯(lián)盟委員會主任陳一龍認(rèn)為，轎車輕量化中，新材料新技能占比到達(dá)41%。

但一直謀求借新動力之機“彎道超車”的我國轎車，在輕量化技能方面卻仍落后于國外先進(jìn)水平。據(jù)2017年數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯現(xiàn)，就當(dāng)時干流的輕量化制材鎂合金而言，國外乘用車平均用鎂量約為5KG，而我國自主品牌車型上用鎂量缺乏１KG。2016年發(fā)布的《節(jié)能與新動力轎車技能路線圖》中指出，2020年，國產(chǎn)單車鎂合金用量將到達(dá)15kg，2030年將到達(dá)45kg。

據(jù)資料顯現(xiàn)，當(dāng)時國外轎車上共有60多個零部件采用鎂合金，其中方向盤骨架、轉(zhuǎn)向管柱支架、儀表盤骨架、座椅結(jié)構(gòu)、氣門室罩蓋、變速箱殼、進(jìn)氣歧管等 7個部件鎂合金的使用率最高。

但能夠促進(jìn)轎車達(dá)成輕量化的資料遠(yuǎn)不止鎂合金等金屬，資料的革新性挑選決定了誰的起跑線天然生成靠前。

朱駿表明，轎車通常會經(jīng)過改進(jìn)動力系統(tǒng)、下降輪阻、輕量化、流線型規(guī)劃來下降能耗，而其中，在動力系統(tǒng)、車體造型都與輕量化休戚相關(guān)。未來的轎車輕量化，將在資料供給的想象力上，完成一切結(jié)構(gòu)的輕量化規(guī)劃。

贏創(chuàng)供給了一套完好的金屬代替方案。例如，名為ROHACELL®的硬質(zhì)泡沫能夠與碳纖維蒙皮結(jié)合構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)，具有輕質(zhì)高剛的特性，。是轎車結(jié)構(gòu)件以及機倉蓋、車門、車頂?shù)溶嚿硌谏w件采用復(fù)合資料夾層結(jié)構(gòu)的理想泡沫芯材。新標(biāo)準(zhǔn)ROHACELL® HERO還兼具了高抗沖擊性，遇撞擊可緩沖變形吸收能量，在三明治結(jié)構(gòu)外層表面構(gòu)成凹坑，以便對內(nèi)部纖維情況進(jìn)行檢測。這樣既有用避免撞擊損傷無法勘探而造成的風(fēng)險，又起到降噪削減NVH（噪音、振動和聲振粗糙度）的效果。

除車身外，贏創(chuàng)仍在探索利用高性能聚合物代替車內(nèi)錨固件、鏈條、齒輪等金屬件的輕量化途徑。其研制的高潤滑度、耐磨度聚合物VESTAKEEP已被用于車身底部萬向鏈條、變速器零部件、增壓系統(tǒng)等方面。穩(wěn)定性和耐磨性極高的VESTAMID聚酰胺12則在轉(zhuǎn)向角傳感器齒輪傳動機構(gòu)中發(fā)揮了耐化耐高溫、減噪減震等遠(yuǎn)勝于金屬件的效果。

“如果用這些新材料將整輛轎車的玻璃和可代替金屬件進(jìn)行優(yōu)化，未來轎車可至少減重40%，”朱駿表明。

指向未來轎車的籌碼

如火如荼的全球轎車新動力轉(zhuǎn)型背面，是對未來智能轎車、無人駕馭轎車的無限期待與訴求。

依照美國高速公路辦理局（EPA）的界說，智能轎車被分為四個層次。從最基本的輔佐駕馭，基于車聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同駕馭，到有限定條件的無人駕馭，終究到全工況無人駕馭，未來轎車和人類道路交通的方向已然明晰。在更宏大的時刻線上，續(xù)航路程的難點攻關(guān)不過是一個小小節(jié)點。

2017年12月，工信部發(fā)布《促進(jìn)新一代人工智能工業(yè)開展三年行動計劃（2018-2020年）》，指出到2020年，將建立起支撐車輛智能核算平臺體系架構(gòu)、車載智能芯片、自動駕馭操作系統(tǒng)、車輛智能算法等要害技能、產(chǎn)品研制，構(gòu)建軟件、硬件、算法一體化的車輛智能化平臺。

這意味著，以新動力為關(guān)鍵，在新材料的加持下，我國期望經(jīng)過轎車智能化完成真實的轎車工業(yè)彎道超車。

在這個含義下，電動動力、電控系統(tǒng)、輕量車體，將使轎車搭載的智能芯片在傳感互聯(lián)、自動化駕馭、安全性保障等方面發(fā)揮出巨大的含義，而這些無一不是未來道路交通的開展趨勢。

新材料工業(yè)的開展將成為支撐這一趨勢的基礎(chǔ)設(shè)施。如在通訊互聯(lián)方面，贏創(chuàng)用于打造車身的ROHACELL®硬質(zhì)泡沫和透明、防曬、可代替轎車玻璃的PLEXIGLAS寶克力資料，比較起當(dāng)時廣泛使用的金屬與玻璃材質(zhì)而言，均具有信號的徹底可透性；而當(dāng)時首要用于智能家居的透明尼龍Trogamid®則能夠進(jìn)行傳感器植入，并經(jīng)過3D打印完成特殊功能性部件的制作，這些新的資料在轎車工業(yè)中的使用將使未來5G信號得以存在，為真實的智能化城市交通服務(wù)，轎車也將真實成為萬物萬聯(lián)年代互聯(lián)網(wǎng)的全新進(jìn)口。

在更多元資料帶來的或許性中，未來的智能化轎車能夠跳出當(dāng)下那些款式相對單調(diào)的金屬四輪之物投射出更明晰的藍(lán)圖。僅以贏創(chuàng)ROHACELL®模內(nèi)發(fā)泡的技能遠(yuǎn)景來看，未來轎車將有或許擺脫沖壓、焊接的工序完成整體制作，那意味著，任何愈加適宜于削減能耗的流線型車體都能夠被打造甚至量產(chǎn)。

未來江河雄壯，恰是百舸爭流之際。就在7月10日，新動力技能的開山鼻祖特斯拉落戶上海臨港，獨資建設(shè)集研制、制作、出售等功能于一體的第一個特斯拉海外超級工廠，該項目規(guī)劃年出產(chǎn)50萬輛純電動整車。

不難看出，年代大潮中，落在我國轎車制作業(yè)眼前的時機，奇光異彩卻也步步緊迫。但就未來而言，如果說電動是轎車動力的一種解決方案，那么輕量化則是年代的主題。在這一指向下，由化學(xué)工業(yè)研制所不斷孵化的新式尖端制材，將成為大大助力動力立異、智能科技、規(guī)劃工藝等蓬勃開展的基礎(chǔ)與創(chuàng)意來源，為轎車行業(yè)的未來演繹出無限的或許。