碳纖維輕量化新能源汽車應(yīng)用前景好嗎？新能源車后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用比燃油車還高？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-16 12:50
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一、材料革命
汽車材料產(chǎn)業(yè)的規(guī)律是，當(dāng)一種材料壟斷已經(jīng)形成，后來者就很難完全顛覆，只有等待下一次產(chǎn)業(yè)革新浪潮。如今，隨著新能源汽車時(shí)代的加速到來，一個(gè)全新的、充滿想象空間的汽車用材料市場機(jī)會正在開啟。碳纖維復(fù)合材料等汽車非金屬材料正迎來一個(gè)前所未有的歷史黃金期。
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。碳纖維的強(qiáng)度高于超高強(qiáng)度鋼2倍以上，比鋁輕30%、比鋼輕50%，強(qiáng)度卻是鋼的7至9倍，因?yàn)橹亓繕O輕、吸震能力優(yōu)秀、舒適性高，但表面硬度不佳，當(dāng)施予的外力高于其破壞強(qiáng)度時(shí)，會造成斷裂，也因?yàn)檫@個(gè)原因，碳纖維具備了在發(fā)生碰撞時(shí)強(qiáng)大的吸能表現(xiàn)。傳統(tǒng)的鈑金修復(fù)工作，對于碳纖維車身并不適用，發(fā)生碰撞后產(chǎn)生的形變部件，同樣也是以更換為主。其工藝復(fù)雜程度也無法只用“織毛衣”將其比喻，把“碳”加工成一塊適用的碳纖維板材要經(jīng)過上百道復(fù)雜工藝，成本高昂。
如果以耗鋼材400kg為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，可以得出不同材料的減重?cái)?shù)據(jù)：高強(qiáng)度鋼材需要320kg，鋁合金240kg，鎂合金220kg，復(fù)合材料160kg，減重潛力分別為：10%—20%、40%、50%以及復(fù)合材料的60%。
二、各種材料車身質(zhì)量對比
我國從20世紀(jì)70年代就開始研制碳纖維材料，幾乎與美國、日本同時(shí)起步，然而，目前我國碳纖維行業(yè)與美國、日本差距較大。高端產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)間晚，尚未開展大批量生產(chǎn)；低端產(chǎn)品又受國際碳纖維巨頭傾銷沖擊。
目前，日本和美國掌握著世界碳纖維的大多數(shù)產(chǎn)能，并控制了高端碳纖維的生產(chǎn)。日本東麗公司在PAN基碳纖維研制生產(chǎn)中最早起步，是日本碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的代表。美國Hexcel公司也緊隨日本東麗的步伐，20世紀(jì)80年代美國研制的三叉戟II潛射導(dǎo)彈和侏儒小型機(jī)動洲際導(dǎo)彈都是用了Hexcel公司的IM7型碳纖維(大致相當(dāng)于T800級別)。目前世界上小絲束碳纖維的主要生產(chǎn)商包括日本東麗、日本東邦人造絲、日本三菱人造絲三家公司，美國的Hexcel公司和Cytec公司雖然產(chǎn)量相差較大，但技術(shù)上仍可與日本三巨頭媲美。
東麗公司研制出碳纖維前后，我國就開始獨(dú)立研制碳纖維。不過遺憾的是，從20世紀(jì)70年代中期開始經(jīng)過近40年發(fā)展，我國的碳纖維產(chǎn)業(yè)總體研制和生產(chǎn)水平還還很落后，無法與美日公司在市場上正面競爭。
最直觀的例子是，日本東麗和美國Hexcel公司在20世紀(jì)80年代就研制成功T800/IM7級別的高強(qiáng)度碳纖維，而我國2018年才完成T1000級別碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的突破，最終批量生產(chǎn)的質(zhì)量和成本如何還有待觀察，可以說落后美日近30年。
近年來，隨著政策的持續(xù)引導(dǎo)和資本的不斷注入，國內(nèi)碳纖維行業(yè)迎來快速發(fā)展，中國企業(yè)的努力不僅使這種差距縮小，而且大大降低了進(jìn)口碳纖維的價(jià)格。工信部《石化和化學(xué)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》提出加快發(fā)展高性能碳纖維及復(fù)合材料，重點(diǎn)突破高強(qiáng)碳纖維低成本、連續(xù)穩(wěn)定、規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，加快高強(qiáng)中模、高強(qiáng)高模級碳纖維產(chǎn)業(yè)化突破。同時(shí)專項(xiàng)扶持基金逐漸完備?？档眯隆⒔鸢l(fā)科技、和邦生物、海源機(jī)械、精功科技等上市公司或其股東集團(tuán)資本不斷注入，布局碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈。依托上市公司和股東集團(tuán)大平臺，有利于整合資源技術(shù)優(yōu)勢，提供資金保障，加快國內(nèi)碳纖維行業(yè)發(fā)展。
目前，國內(nèi)逐漸掌握更為先進(jìn)的干噴濕紡原絲制備方法，T700級碳纖維實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，T800級碳纖維突破技術(shù)封鎖。高性能碳纖維的自主化生產(chǎn)為我國碳纖維應(yīng)用由低端體育休閑向高端工業(yè)市場轉(zhuǎn)變提供了基礎(chǔ)。國內(nèi)企業(yè)重心由原先專注碳纖維生產(chǎn)逐漸向高附加值下游復(fù)合材料開發(fā)應(yīng)用傾斜。
隨著碳纖維復(fù)合材料快速成型工藝的技術(shù)突破，使得碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)能夠滿足汽車大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需要。此外，隨著碳纖維原料本身生產(chǎn)工藝的成熟，碳纖維的成本在這幾年也有了比較大的下降。
尤其值得關(guān)注的是，在成型技術(shù)和汽車輕量化方面，康得復(fù)合材料有限責(zé)任公司(以下簡稱“康得復(fù)材”)走在了前面。從2011年起，康得集團(tuán)、康得新集團(tuán)整合優(yōu)質(zhì)資源，打造了全球唯一的碳纖維輕量化生態(tài)平臺，成為一個(gè)為汽車碳纖維輕量化提供系統(tǒng)解決方案的服務(wù)提供商。在法國巴黎舉辦的JEC國際復(fù)合材料展會上，康得復(fù)材首發(fā)展出了一款全碳纖維復(fù)合材料車身，在成功解決了碳纖維復(fù)合材料白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精確制造及白車身裝配等難題后，實(shí)現(xiàn)了車身結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)。
2018年4月25日-5月4日，兩年一度的北京國際車展盛大舉行，國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料的領(lǐng)軍者，康得復(fù)合材料有限責(zé)任公司(下稱“康得復(fù)材”)攜全碳纖維車身、玻纖板簧、Surface-RTM零部件等最新研發(fā)產(chǎn)品盛裝亮相，展示中國汽車碳纖維復(fù)合材料輕量化的最高水平。康得復(fù)材首次帶來了產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈企業(yè)完全自主設(shè)計(jì)、開發(fā)和制造的全碳纖維車身?？档脧?fù)材副總裁、首席技術(shù)官(CTO)兼康得新歐洲復(fù)合材料研發(fā)中心總經(jīng)理及KDXRoding歐洲汽車設(shè)計(jì)中心聯(lián)合總經(jīng)理何鵬博士稱，康得復(fù)材集中展示了過去兩年發(fā)展的成果，標(biāo)志著中國已經(jīng)具備了汽車復(fù)合材料輕量化設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造及量產(chǎn)的能力。在康得復(fù)材的帶動下，中國汽車碳纖維復(fù)合材料輕量化實(shí)現(xiàn)了從0到1的重大突破。目前，康得復(fù)材在廊坊的產(chǎn)業(yè)基地一期產(chǎn)能已經(jīng)全部建設(shè)完成，正在著手進(jìn)行二期150萬件產(chǎn)能的建設(shè)，同時(shí)已經(jīng)開始常州碳纖維復(fù)合材料基地600萬件產(chǎn)能的建設(shè)。
目前，康得復(fù)材與奔馳、寶馬、豐田、北汽、長安、蔚來等全球59家汽車企業(yè)建立了業(yè)務(wù)合作關(guān)系，產(chǎn)品涵蓋汽車結(jié)構(gòu)件、覆蓋件、汽車裝飾件、碳纖維白車身，多個(gè)項(xiàng)目已進(jìn)入或?qū)⑦M(jìn)入量產(chǎn)階段。
2017年11月7日，廈門大學(xué)能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)向媒體表示，目前我國碳纖維發(fā)展情況還是不錯的，除了電動汽車外，碳纖維還能運(yùn)用在其他的領(lǐng)域，此外，我國碳纖維的發(fā)展與國外的差距正在逐漸縮小。
有專家指出，2016年碳纖維在全球范圍的應(yīng)用中汽車業(yè)占比12%，其中中國是3%，預(yù)計(jì)2020年全球碳纖維需求量將達(dá)13萬噸，2020年國內(nèi)需求量將達(dá)到2.9萬噸，進(jìn)口替代需求迫切。
隨著汽車和民用航空碳纖維輕量化市場的啟動，中國將成為全球最大的碳纖維市場。碳纖維的進(jìn)一步國產(chǎn)化、規(guī)?；?，將成為支持我國高端工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
“買車不用繳納購置稅”“不用加油”“不限號”都是新能源車在市場中的優(yōu)勢，但是在我看來這種優(yōu)勢并不是絕對的，至少費(fèi)用方面，新能源車還真不一定比普通的汽油車省錢，不信？咱們算下這這筆賬。
先算下普通汽油機(jī)的使用費(fèi)用，簡單用10萬塊錢的某合資車來說，常規(guī)會搭載一臺1.3L-1.6L發(fā)動機(jī)，新技術(shù)的運(yùn)用下油耗表現(xiàn)還算不錯，郊區(qū)綜合路況下6-7L，市區(qū)綜合油耗為7-8L，按照7元左右的油價(jià)來計(jì)算的話，那么一公里的成本最多在0.56元/km，一萬公里油錢在5000-6000元浮動，自然吸氣發(fā)動機(jī)可以做到1萬公里一保養(yǎng)，費(fèi)用500左右，對于發(fā)展成熟的內(nèi)燃機(jī)來說，故障率基本可以忽略。
需要知道的是能達(dá)到這種油耗的車并不少，全新的英朗、軒逸、寶來1.6L都可以達(dá)到7L左右的油耗，我想普羅大眾都已經(jīng)領(lǐng)略到現(xiàn)在A級車的節(jié)油能力。
但是如果說電動車的話，其實(shí)現(xiàn)在真的不省錢，就拿北京這個(gè)純電動車最多的城市來說，筆者曾經(jīng)坐過專車，就是某品牌新能源汽車，職業(yè)習(xí)慣與司機(jī)閑聊，問到充電成本的時(shí)候，司機(jī)給我算了下他的使用情況。
他的這臺新能源汽最近的充電記錄是消費(fèi)了47元左右，充電15度，按照他的駕駛方式計(jì)算，每一百公里的行駛成本為52元左右，相比于上邊我們聊到的內(nèi)燃機(jī)極限的56元/100km成本。其實(shí)新能源車已經(jīng)是輸了。
其實(shí)電是便宜，但是充電樁有一系列的配套費(fèi)用，比如說服務(wù)費(fèi)、管理費(fèi)、車位費(fèi)等等一系列費(fèi)用，使得一度電的成本一再飆升到3元以上，往往充一次電就是大幾十塊錢，越重的車成本越高，至少在北京新能源車并沒有理想中的那么省錢。
當(dāng)然這不算完，新能源車的電池管理系統(tǒng)、電機(jī)以及電池目前發(fā)展都不夠穩(wěn)定，尤其是電池管理系統(tǒng)以及電池自身，一旦出現(xiàn)問題，那么后期維護(hù)費(fèi)用就能高的嚇人，至少對消費(fèi)者來說，更換電池的費(fèi)用一般人承受不起，而因?yàn)殡姵氐奶厥庑院芏嘬嚻蠖际峭赓彾鴣?，對于電池的質(zhì)保自身也沒有底氣，一旦出現(xiàn)問題，維護(hù)不但麻煩，而且昂貴。
其實(shí)綜合而言，新能源車并不便宜，最關(guān)鍵的是同尺寸的新能源車還更貴，就拿簡單的E系列以及EV系列來說，E系列售價(jià)僅為4萬左右，而EV售價(jià)就能高達(dá)十幾萬。雖然補(bǔ)貼之后售價(jià)可以降低，但是對于消費(fèi)者來說，后期使用成本可是一點(diǎn)都不低。
最后，其實(shí)那種車，都是因人而異，不同的人群，有不同的見解，更有不同的感受，比如網(wǎng)友也有力挺新能源的：
本人兩臺車，兩臺車，一油一電，都是十五萬左右的車，百公里油車，費(fèi)用60左右，百公里電車費(fèi)用，7塊左右，保險(xiǎn)費(fèi)用一樣，保養(yǎng)費(fèi)用，油車和電車沒有可比性，電車可以忽略不計(jì)，油車嘛，車主自己心里都有數(shù)，不解釋！最重要一點(diǎn)，電車開的舒適度，油車根本就比不了，是真的沒聲音。
必須用家用電才劃算，要不非常貴，充電樁費(fèi)用太高，至于說的部件問題，都是保修的，不存在。
新能源車代表了一種趨勢和方向，未來的方向標(biāo)，現(xiàn)在或許有這樣那這樣的不好，假以時(shí)日，替代遲早的事情，您說呢？
