減重減碳，是當(dāng)前汽車行業(yè)邁向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵措施。目前，材料供應(yīng)商正加速研發(fā)低碳材料解決方案，以幫助汽車實(shí)現(xiàn)減碳降排。

縮小電池橫梁尺寸

巴斯夫和一級(jí)供應(yīng)商 L&L Products 為福特2022 F-150 Lightning 開(kāi)發(fā)了電池保護(hù)解決方案。該團(tuán)隊(duì)在不影響強(qiáng)度的情況下減小了電池系統(tǒng)中的橫梁尺寸。橫梁是設(shè)計(jì)用于承受高負(fù)載的結(jié)構(gòu)部分，可確保電池和乘員在車輛中的安全。

福特2022 F-150 Lightning 

“我們使用 L&L Products 的連續(xù)復(fù)合材料系統(tǒng) (CCS) 和巴斯夫的 Elastocoat 74850 聚氨酯拉擠成型系統(tǒng)的解決方案，無(wú)需對(duì)橫梁進(jìn)行大量重新設(shè)計(jì)，同時(shí)為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度、剛度。”巴斯夫公司高性能材料底盤(pán)市場(chǎng)部經(jīng)理 Chris Korson說(shuō)。

CCS 將纖維增強(qiáng)拉擠復(fù)合材料載體與高度工程化的密封劑和粘合劑組合成平面輪廓。這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生了用連續(xù)纖維和墊子加固的直線或彎曲的復(fù)合型材。

在不影響其強(qiáng)度的情況下，減小了電池系統(tǒng)橫梁的尺寸。

“這項(xiàng)創(chuàng)新還實(shí)現(xiàn)了 CCS 的三個(gè)第一：第一個(gè)開(kāi)發(fā)的封閉截面管狀 CCS 零件、第一個(gè) CCS 白車身應(yīng)用以及 CCS 在電動(dòng)汽車中的首次使用，” L&L Products產(chǎn)品工程經(jīng)理 Hank Richardson 說(shuō)。

該橫梁也是巴斯夫 Elastocoat 74850 聚氨酯拉擠系統(tǒng)在 E-Coat 工藝之前實(shí)施的第一個(gè)應(yīng)用。此外，團(tuán)隊(duì)還使用巴斯夫?qū)Ｓ械?CAE 建模軟件 Ultrasim 開(kāi)發(fā)了一種新的計(jì)算機(jī)模擬方法，以顯示拉擠結(jié)構(gòu)的行為并準(zhǔn)確捕捉復(fù)合材料失效后的額外載荷。

加入20%CNF的增強(qiáng)聚丙烯

豐田合成公司（Toyoda Gosei）近期開(kāi)發(fā)了一種纖維素納米纖維（cellulose nanofiber，簡(jiǎn)稱CNF）增強(qiáng)塑料，以減少汽車零部件從原材料采購(gòu)、生產(chǎn)到回收處理的整個(gè)生命周期中的二氧化碳排放。

豐田合成研發(fā)的含有20%CNF增強(qiáng)聚丙烯

采用該材料制成的車用儲(chǔ)物箱（左）和前立柱裝飾（右）

據(jù)介紹，纖維素納米纖維的重量?jī)H為鋼鐵的五分之一，強(qiáng)度卻是鋼鐵的五倍。當(dāng)作它作為塑料或橡膠中的增強(qiáng)材料時(shí)，產(chǎn)品可以做得更薄、泡沫成型變得更容易，這可以減輕重量并有助于減少車輛行駛過(guò)程中的二氧化碳排放。其次，當(dāng)車輛報(bào)廢后，纖維素納米纖維增強(qiáng)塑料可進(jìn)行回收處理，在加熱和熔化的過(guò)程中，其強(qiáng)度的損耗非常小，這使得它在汽車零部件的回收應(yīng)用中成為可能，此外，即使纖維素納米纖維被焚化，其排放的二氧化鈦也是植物在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收的二氧化碳，不會(huì)額外增加二氧化碳。

豐田合成表示，其新開(kāi)發(fā)的纖維素納米纖維增強(qiáng)塑料主要是在汽車內(nèi)外飾部件的通用塑料聚丙烯中加入20%的纖維素納米纖維而成。在實(shí)際應(yīng)用中，該增強(qiáng)塑料面臨抗沖擊性下降的挑戰(zhàn)。豐田合成借助其材料混合設(shè)計(jì)和捏合技術(shù)（kneading）克服了這一問(wèn)題，將抗沖擊性提高到適合汽車零部件的水平。公司表示將繼續(xù)與CNF材料制造商合作以降低成本。

可將電池殼減重50%的碳纖維

石墨和碳纖維復(fù)合材料供應(yīng)商西格里（SGL Carbon）將在2022年5月份巴黎JEC復(fù)合材料展覽會(huì)上展示其針對(duì)電動(dòng)汽

采用西格里碳纖維復(fù)合材料制成的電池外殼。

據(jù)了解，采用西格里碳纖維復(fù)合材料制成的電池外殼，可比響應(yīng)的鋼材外殼減輕50%的重量，它在耐火性、剛性、聲學(xué)以及熱屏蔽、電磁屏蔽方面的性能均能滿足汽車相應(yīng)的要求。借助碳纖維復(fù)合材料，傳感器可集成用于檢測(cè)電動(dòng)汽車底部的損壞情況。

車電池盒的復(fù)合材料解決方案。據(jù)介紹，西格里正改善輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的碳纖維在生產(chǎn)過(guò)程中的堆棧自動(dòng)化，減少材料浪費(fèi)來(lái)節(jié)約資源，減少碳纖維的碳排放。