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你知道嗎？電動(dòng)汽車的發(fā)展與這些改性尼龍等材料息息相關(guān)！
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發(fā)表時(shí)間：2022-12-30 14:15:55
電動(dòng)汽車的發(fā)展
在大家印象中，電動(dòng)汽車似乎就是最近幾年一下子突然出現(xiàn)在面前，其實(shí)你可能不大相信，世界上第一輛電動(dòng)汽車的誕生比世界上第一輛內(nèi)燃機(jī)汽車的誕生時(shí)間還要早半個(gè)世紀(jì)。 
第一輛電動(dòng)汽車
1834年
美國(guó)發(fā)明家T. Davenport發(fā)明了世界上第一輛真正意義上的電動(dòng)汽車，只是這輛電動(dòng)汽車采用不可充電的簡(jiǎn)單玻璃封裝蓄電池驅(qū)動(dòng)，只能行駛一小段距離。
1881年
法國(guó)工程師G.Trouve裝配了以鉛酸電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車，成為世界上第一輛以可充電電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車。直到此時(shí)，內(nèi)燃機(jī)汽車還沒誕生呢?。ㄊ澜缟系谝惠v內(nèi)燃機(jī)汽車誕生于1886）
發(fā)展早期
因?yàn)槿藗冎g的交通距離并不算遠(yuǎn)，后來隨著道路建設(shè)，人們能出行的距離越來越遠(yuǎn)，電動(dòng)汽車因?yàn)樾铍姾臅r(shí)長(zhǎng)、電力儲(chǔ)備跟不上距離需要，漸漸的電動(dòng)汽車開始沉寂。
近年以來
隨著汽車的普及、保有量的快速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的快速實(shí)施，導(dǎo)致道路擁擠不堪、道路交通事故頻發(fā)，噪音和廢氣對(duì)環(huán)境的污染等等，成為困擾人類生存環(huán)境的嚴(yán)重問題。
人類面臨著石油資源的匱乏，自然環(huán)境的破壞，生態(tài)變化的危機(jī)。因此，社會(huì)對(duì)汽車制造業(yè)提出了要求： 安全、節(jié)能、環(huán)保！ 
國(guó)內(nèi)外汽車制造業(yè)正掀起一場(chǎng)高能源效率、高安全標(biāo)準(zhǔn)和高品質(zhì)的設(shè)計(jì)方向的革命。
一邊大家倡導(dǎo)節(jié)能減排，一邊電池技術(shù)也有較大突破，同時(shí)各充電樁也在不斷建設(shè)中，電動(dòng)汽車迎來新的發(fā)展機(jī)遇，但也面臨著必須要克服的難題！ 
動(dòng)力電池成投訴焦點(diǎn) 
過去提到新能源汽車，社會(huì)的普遍焦慮在于續(xù)航里程、充電時(shí)長(zhǎng)，而當(dāng)下隨著越來越多純電動(dòng)汽車爆發(fā)自燃問題，安全是擺在消費(fèi)者面前最大的焦慮，也是當(dāng)下以純電動(dòng)汽車為主導(dǎo)的新能源汽車發(fā)展的最大阻礙。 
從網(wǎng)上數(shù)據(jù)來看，截至目前電動(dòng)汽車投訴情況最多的前三名投訴情況分別為動(dòng)力電池故障、充電故障及續(xù)航里程不準(zhǔn)。
值得注意的是，這三個(gè)投訴情況均涉及電池方面，分別占電動(dòng)汽車整體投訴量的17.3%、11%和6.2%，也就是說，前三名投訴情況累計(jì)占比已超整體投訴的三成。 
圖表中還顯示，目前電動(dòng)汽車的電池出現(xiàn)故障時(shí)間大多集中在1-3年，3年以上的僅僅只有13%，這也意味著三年以下出現(xiàn)故障的概率達(dá)到了87%，說明時(shí)間是非常短的。
電動(dòng)汽車電池能用幾年？
電動(dòng)汽車對(duì)于很多人們來說畢竟是一個(gè)新鮮事物， 很多人都很好奇，電動(dòng)汽車能開多久？ 
理論上能用十年以上，實(shí)際8年左右就要更換。目前電動(dòng)汽車所使用的電池，大多是鋰電池。
其優(yōu)勢(shì)在于低溫、損耗小。而鋰電池也分為三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池在使用壽命上要高于三元鋰電池，但體積過于龐大，續(xù)航受限的問題是硬傷。 
從市場(chǎng)、汽車設(shè)計(jì)的角度，也許需要的是一個(gè)大車，一個(gè)豪華車 ， 但是從技術(shù)和汽車工程的角度，小型化和輕量化才有意義。
電動(dòng)汽車輕量化，是指在保證汽車強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地減輕電動(dòng)汽車的整車品質(zhì)。輕量化不僅可以幫助節(jié)能減排，而且能提升車輛使用效率和行車安全。
根據(jù)相關(guān)政策，到2020年，車企平均油耗必須降低到每百公里5升。 據(jù)統(tǒng)計(jì)估測(cè)，汽車整車重量減少10%，就能節(jié)油6%到8%，油耗能夠下降每百公里0.3到0.6升，氧化碳排放降低5~8克。
而對(duì)于新能源汽車而言，由于凈增電池重量達(dá)到了300Kg以上，因此輕量化更是必不可少的課題。
目前電動(dòng)車電池能量密度提高困難，只有當(dāng)電池或者儲(chǔ)能裝置可以達(dá)到今天汽油、氫燃料的能量密度，才可能比較任意地按照今天的原理設(shè)計(jì)汽車。
所以我們必須在現(xiàn)有電池能量密度的情況下，把車設(shè)計(jì)得更小更輕，從而增加電動(dòng)車的續(xù)航里程，提升它的能量利用率。
實(shí)現(xiàn)輕量化的途徑 
汽車輕量化有三個(gè)途徑，一個(gè)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，一個(gè)是使用輕量化材料，還有一個(gè)是輕量化材料的成型技術(shù)。
電動(dòng)汽車常用的輕量化材料有：高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金、塑料及聚合物材料、樹脂基復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料等。雖然鋼鐵材料仍在結(jié)構(gòu)材料中保持主導(dǎo)地位，但比例逐年下降，鋁鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料等材料比例逐漸增加。
“以塑代鋼”已成為電動(dòng)汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，可以做到從汽車結(jié)構(gòu)件擴(kuò)展到整個(gè)汽車的內(nèi)外飾件。
工程塑料和復(fù)合材料是電動(dòng)汽車輕量化的首選用材，也是實(shí)現(xiàn)輕量化的重要途徑之一。
一般塑料的比重0.9-1.5%。在復(fù)合材料中，碳纖維材料具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫等特性被寄予厚望。 發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把電動(dòng)汽車用塑料量的多少作為衡量電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)和制造水平的一個(gè)重要標(biāo)志。 
工程塑料在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用
工程塑料是指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，是強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的可作為結(jié)構(gòu)材料的塑料。 
工程塑料的主要特性是：密度小；比強(qiáng)度高；化學(xué)穩(wěn)定性好電絕緣性優(yōu)良；耐磨，具自潤(rùn)滑性，可減低摩擦系數(shù)；耐熱性和尺寸穩(wěn)定性高；抗沖擊、抗疲勞性能優(yōu)良。
工程塑料除了具備這些優(yōu)異的性能，還可以采用通常的塑料加工方法加工成各種制品，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車上。
動(dòng)力電池
動(dòng)力電池要求阻燃、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)品、高強(qiáng)度。
| 零件 | 使用材料 | |||||
| No.1 | 支架 | 改性PPO、PPS、PC/ABS等材料 | ||||
| No.2 | 蓋板 | 改性PA6、PA66等材料 | ||||
| No.3 | 箱體 | 改性PPS、PP-LGF35、PPO等材料 | ||||
| _ | 零件 | 使用材料 | ||||
| No.1 | DC電機(jī)骨架 | 改性PBT、PPS、PA | ||||
| No.2 | 繼電器外殼 | 改性PBT | ||||
| No.3 | 連接器 | 改性PBT、PA | ||||
| No.4 | 充電槍 | 改性PBT、PA、PC等 | ||||
| No.5 | 充電插頭插座 | 改性PBT、PA等 | ||||
| No.6 | 充電樁外殼 | 阻燃PC材料 | ||||
| No.7 | 充電樁電源模塊外殼 | 阻燃PA66+GF材料 | ||||
| No.8 | 充電樁內(nèi)部散熱風(fēng)扇 | 阻燃PBT+GF材料 | ||||
| No.9 | 充電樁內(nèi)部斷路器 | 無鹵阻燃PA材料 | ||||
| No.10 | 車燈 | PBT、PC、LCP等材料 | ||||
| No.11 | 油門踏板 | PA+GF等材料 | ||||
| No.12 | 門把手 | PBT、PA、PC/ABS等材料 | ||||
| No.13 | 后視鏡 | PA、PBT、PC/ABS等材料 | ||||
| No.14 | 傳感器外殼 | PA66+GF等材料 | ||||
碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用前景
碳纖維復(fù)合材料是以各種樹脂、碳、金屬、陶瓷為基體的材料，其根據(jù)基體材料可分為樹脂基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料(CMC)和金屬基復(fù)合材料(MMC)。 
其中以樹脂和金屬為基體的復(fù)合材料在車身上的應(yīng)用較為成熟，具有應(yīng)用于車身制造的諸多優(yōu)勢(shì)。 
1
具有較高的強(qiáng)度；
2
具有良好的抗疲勞性；
3
碰撞吸能性好；
4
制造工藝性好。
應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料可以極大地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車輕量化來平衡電池組的重量，增加純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。
制約碳纖維復(fù)合材料大范圍應(yīng)用的主要因素在于它的生產(chǎn)和加工技術(shù)還不夠成熟，應(yīng)用和研發(fā)成本較高，相關(guān)部門缺乏一定的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。
碳纖維復(fù)合材料如今已呈現(xiàn)供不應(yīng)求之勢(shì)，其絕對(duì)優(yōu)越性迫使生產(chǎn)廠家不得不從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度加以考慮。為此，必須加快進(jìn)軍這一領(lǐng)域，制定相應(yīng)的材料研發(fā)規(guī)劃，著手碳纖維材料在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用開發(fā)，以推動(dòng)純電動(dòng)汽車的市場(chǎng)化。 
電動(dòng)汽車，尤其是純電動(dòng)汽車，對(duì)整車輕量化的迫切性比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車更強(qiáng)烈。整車輕量化可以車身輕量化為突破口。
迄今為止的研究表明， 碳纖維復(fù)合材料是最理想的車身輕量化材料。將碳纖維車身用在純電動(dòng)汽車上，可以在一定程度上抵消目前動(dòng)力蓄電池比能量不夠的問題。 
現(xiàn)在的問題是如何來實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)方案：
第一：建立汽車塑料標(biāo)準(zhǔn)體系
組織行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)和專家盡快建立中國(guó)汽車工業(yè)塑料材料的標(biāo)準(zhǔn)體系，并建立材料自身的材料論證體系，進(jìn)行材料的性能檢測(cè)、應(yīng)用驗(yàn)證、技術(shù)穩(wěn)定性、安全可靠性評(píng)價(jià)等等。
第二：鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟
支持汽車工業(yè)與國(guó)內(nèi)塑料行業(yè)之間深入交流，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，突破國(guó)產(chǎn)改性塑料進(jìn)入汽車整車及關(guān)鍵零部件市場(chǎng)瓶頸，讓一部分性能穩(wěn)定、品質(zhì)過硬的國(guó)產(chǎn)材料優(yōu)先進(jìn)入汽車產(chǎn)業(yè)鏈。
第三：建立汽車材料應(yīng)用評(píng)價(jià)公共服務(wù)平臺(tái)
通過強(qiáng)基工程、智能制造工程、綠色制造工程等專項(xiàng)支持建立汽車材料應(yīng)用評(píng)價(jià)公共服務(wù)平臺(tái)，以及汽車材料生產(chǎn)制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
第四：聯(lián)合成立輕量化新材料的產(chǎn)業(yè)基金
推動(dòng)電動(dòng)汽車行業(yè)和化工行業(yè)的骨干企業(yè)，聯(lián)合成立一個(gè)輕量化新材料的產(chǎn)業(yè)基金，聚集更多的社會(huì)力量來推動(dòng)汽車輕量化。
我相信，隨著碳纖維復(fù)合材料工藝及應(yīng)用的日趨成熟，生產(chǎn)成本會(huì)隨之降低。屆時(shí)，碳纖維復(fù)合材料的攤牌效應(yīng)便會(huì)顯而易見，電動(dòng)汽車的輕量化時(shí)代便不再遙遠(yuǎn)。
注：本文來源 搜狐號(hào) 鏈塑網(wǎng)
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