”在全球面臨的能源需求與環保大趨勢下,未來的汽車消費模式將逐步顯現全新的交通理念。”9月初一個秋高氣爽的午后,在德國萊茵河畔的路德維希港————全球化工巨頭巴斯夫總部研發室,巴斯夫研發執行董事凱邁業博士正向各國的媒體介紹和展示未來的汽車設計和交通解決方案。
巴斯夫認為,隨著能源緊張特別是以汽柴油為驅動力的傳統汽車將面臨挑戰,在汽車行業對節能減排的深入要求下,巴斯夫提出未來交通最佳技術解決方案,就是發展電動車。
近年來,通過先期的研發探索,巴斯夫在自己的化工領域有了新的發現,并在這些發現的基礎上,逐步掌握了一系列涉及到傳統汽車節能減排甚至是電動車生產領域的重要技術,并提出了自己的未來電動交通解決方案。
汽車輕量化助傳統動力車型節能
巴斯夫提供的一份報告顯示,從全球汽車市場發展情況來看,隨著以中國為代表的金磚五國經濟不斷增長,未來全球汽車市場整體仍將保持一定的增長態勢。
在全球汽車市場,由于人口增長、城市化進程、能源需求與氣候環保、交通與通訊等各種問題的疊加,使得汽車發展對節能減排的要求越來越高。
凱邁業表示:”在當前,由于傳統動力車型仍將經歷一定時期的發展,因此在節能減排方面,對汽車生產商來說要做到的就是輕量化,這已經成為汽車發展的一大趨勢。”
在汽車的輕量化方面,由于在傳統化工領域的研究優勢,這讓巴斯夫找到了汽車輕量化的最佳解決方案————化工制品。例如,在軌道交通方面,巴斯夫最新研發的聚氨酯解決方案可以支持全球軌道交通行業,這些新型材料的運用甚至改變了傳統以鋼材為原材料的軌道行業,并且更耐用,維護成本更低。
而在汽車領域,巴斯夫對傳統汽車輕量化的幫助則是提出了更優化的方案:要實現輕質設計,則需要用塑料合成材料代替沉重的金屬部件,并提供相同的功能和穩定性。一些非關鍵領域的負重部件,尤其適合使用纖維增強塑料代替金屬,以減輕車身重量。而車身等更多部分則可完全采用新型化工材料。此外,塑料材料的運用還可以大大減輕汽車機箱配件重量。在底盤、內飾和發動機艙的最初設計過程中,也可以加入更多的輕量化設計理念。例如,巴斯夫正致力于樹脂材料在汽車輕量化建設中的應用,包括能夠快速固化的環氧樹脂、聚氨酯和聚酰胺纖維等增強復合材料。這些材料都可以進一步降低車身重量,在結構件和底盤部分降低重量高達100~150公斤。
在作者參觀的巴斯夫實驗室里,展示了利用最新化工材料制成的新型小型車輪轂。與傳統的鋁合金輪轂相比,這種材料具有與小型車鋁合金輪轂同樣的承受能力,也比鋁合金更耐磨;在重量上,巴斯夫的新材料輪轂則要比鋁合金輪轂輕30%,在運動過程中,四個輪轂則可為小型車減重18公斤。這幾乎是在這一領域對汽車輕量化提供的最有效解決方案。
化學材料成電動車型原材料突破口
在電動車研發領域,巴斯夫更是直接找到并提出了化學材料是電動車原材料的突破口。根據凱邁業的介紹,巴斯夫化工制品能夠在電動車的電池材料、輕質結構、熱管理、有機光伏、有機發光二極管、混合動力電動車尾氣處理等各個程序提供不同的解決方案,使得電動車更加節能。
眾所周知,電動汽車越輕,所需驅動能量越小,續航能力也就越強。因此,如何降低車身重量將成為未來電動汽車面臨的重要挑戰之一。在這一領域,巴斯夫正在為電動汽車研制開發新的塑料零部件,并將運用在傳統動力車型上的輕量化解決方案用于電動車領域。在電動車的一些關鍵領域,選擇輕質材料以緩解電動車電池負重,采用對電動汽車的溫度進行有效管理的辦法,節約能耗,進而增加其行駛里程。
在巴斯夫和戴姆勒共同研發的新型概念車smart forvision上,憑借頂尖的材料和技術,將有機化學燃料太陽能電池的車頂與車內節能型有機發光二極管相結合,使得這款電動概念車不僅因車重更輕使其節約能源,甚至還可以產生能源,從而延長續航里程,進一步提高電動汽車的性能和經濟性。從這一方面來看,巴斯夫已經將自己在化工制品領域的材料運用與外界可再生能源有效地結合起來,最大限度地減少碳排放和提高電動車續航里程。比如在溫度綜合控制方面,巴斯夫可在車內采用綜合的溫度控制系統,即利用反射熱量的車窗聚合物薄膜和高性能隔熱材料等創新型材料,有效降低采暖、制冷所需能量。在這一方面,巴斯夫還在其實驗室向媒體展示了一套新型的材料,這種材料能夠吸收近紅外線的光譜,同時由于材料的透明度性能使其反射太陽光束波。
在電池領域,巴斯夫運用在化學領域的專長,改善部件及電池的材料,特別是負極電解液、正極隔膜等,并開發出全新的電池理念,包括鋰硫電池、鋰空氣電池。去年10月,巴斯夫宣布在美國Elyria的生產裝置將成為該公司向市場供應鋰離子電池先進陰極材料的中心,并開始在美國投資建立一家電池材料生產公司,向全球的電池產業提供電動車電池生產的原材料。巴斯夫還計劃生產改進一代的鋰離子電池,將具有更高能量密度、更長使用壽命和改進安全性的電池投向未來電動車市場。
( 編輯/董海榮 )
來源:汽車周報
作者:曾才豪
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