沃爾沃曾經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新設(shè)計(jì),通過(guò)把超級(jí)電容器裝進(jìn)碳纖維板中,讓車(chē)身變成電池,從而大幅減重。與此同時(shí),寶馬全新一代7系、5系等車(chē)型也都將大量采用碳纖維材料。另外,全球首款支持碳纖維復(fù)合材料的3D打印機(jī)誕生,這款打印機(jī)將從3月份開(kāi)始接受預(yù)訂,價(jià)格為5000美元(約合人民幣3萬(wàn)元)。同時(shí)助力3D打印和智能汽車(chē),碳纖維的市場(chǎng)需求將進(jìn)一步提升。在A股方面,金發(fā)科技、中鋼吉炭、深圳惠程、博云新材等碳纖維概念股近期股價(jià)異動(dòng),對(duì)相關(guān)信息已經(jīng)開(kāi)始作出積極反應(yīng)。
智能汽車(chē)瞄上碳纖維
沃爾沃已成功研發(fā)出能儲(chǔ)存電能的碳纖維材料。這種蓄電材料是由多層的碳纖維以及樹(shù)脂聚合物構(gòu)成,每一夾層中又有納米結(jié)構(gòu)的電池以及電容。用超級(jí)電容器板替代發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和扭力桿的組合,這樣沃爾沃的工程師就能夠替換掉為車(chē)載電子供電的12伏電池,同時(shí)把重量減半。
這種材料能夠取代傳統(tǒng)車(chē)輛的金屬車(chē)體,從車(chē)門(mén)、車(chē)頂?shù)揭嫔w等都可以。沃爾沃預(yù)計(jì)全車(chē)鈑金能夠儲(chǔ)存的電能足以讓電動(dòng)車(chē)有大約112km的行駛距離。這種新型的電池材質(zhì)能夠靠剎車(chē)動(dòng)能回收系統(tǒng)以及傳統(tǒng)的插電方式來(lái)充電。沃爾沃宣稱(chēng)這種新材料充電的速度以及能夠儲(chǔ)蓄的動(dòng)能都將會(huì)超越目前所有的鋰電池,并且由于這種蓄電材質(zhì)在充放電能時(shí)沒(méi)有化學(xué)作用,因此也不會(huì)有普通電池蓄電能力下降的問(wèn)題。
將這一概念再推進(jìn)一步,沃爾沃用這款超級(jí)電容器/碳纖維板重造了一個(gè)車(chē)蓋,就是把它變成了一塊電池,可以用動(dòng)能回收系統(tǒng)或標(biāo)準(zhǔn)插頭充電。沃爾沃估計(jì),車(chē)門(mén)、行李箱、車(chē)頂?shù)炔考寄苡眠@種新材料來(lái)替代,這樣整體重量能夠降低15%。
沃爾沃已經(jīng)基于S80打造出一臺(tái)采用新蓄電材料的原型車(chē)。該車(chē)在車(chē)身的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋以及后尾箱蓋都使用了這種新的碳纖維電池材質(zhì)。這樣跟傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)相比還減輕了蓄電池的重量,并且碳纖維也擁有更好的車(chē)身剛性。
此外,寶馬汽車(chē)也大量采用碳纖維材質(zhì)。據(jù)悉,全新寶馬7系將大量使用碳纖維材料,包括底盤(pán)等部件,新款寶馬7系比老款減重460斤。而根據(jù)換代周期,全新一代寶馬5系有望在2016年推出,屆時(shí)新車(chē)將采用更加輕量化的材料以大幅減重。新車(chē)入門(mén)級(jí)車(chē)型將新增一款1.5T柴油三缸引擎,同時(shí)還將采用大量的碳纖維材料,使車(chē)身重量將大幅降低。業(yè)內(nèi)人士指出,汽車(chē)輕量化材料對(duì)寶馬汽車(chē)公司的重要性正在日益增長(zhǎng),下一個(gè)在汽車(chē)輕量化中扮演重要角色的材料將是碳質(zhì)纖維。
目前,日本東麗、豐田和東京大學(xué)等已經(jīng)在聯(lián)手開(kāi)發(fā)全面采用重量輕、強(qiáng)度高的碳纖維的汽車(chē),推進(jìn)加工技術(shù)等的研究,到2010年代后半期,將能夠提供用于量產(chǎn)車(chē)的零部件。最早到2020年,重量減輕6成、安全性更高的汽車(chē)將投入實(shí)際應(yīng)用。
碳纖維的重量只有鐵的四分之一,而強(qiáng)度則是其十倍。如果用于汽車(chē),有望將燃效提高4成以上。目前在普通汽車(chē)上采用碳纖維的趨勢(shì)已經(jīng)出現(xiàn),例如美國(guó)通用汽車(chē)正力爭(zhēng)將碳纖維用于量產(chǎn)車(chē)。而據(jù)東麗經(jīng)營(yíng)研究所統(tǒng)計(jì),碳纖維的全球市場(chǎng)在2011年約為4萬(wàn)噸,其中用于汽車(chē)的碳纖維為2000噸左右。而這一數(shù)字自2015年左右起將不斷擴(kuò)大,到2020年代將達(dá)到數(shù)萬(wàn)噸。