国内最大的大丝束碳纤维投产,“黑黄金”将撬动汽车业轻量化革命?
近日,中国石化公布旗下上海石化年产3万吨大丝束碳纤维建设项目一阶段投产。此次,一阶段建成2条生产线,单线设计产能超过3000吨,标志着中国国内单线产能最大的48K大丝束碳纤维生产线建成投产,二阶段8条生产线预计2027年底全面建成投产。
如今,越来越多的新能源汽车已经在使用碳纤,从车顶到前舱盖,从后视镜到内饰饰板,碳纤维的身影在车上多处亮相,为新能源汽车带来诸多利好。
撬动汽车轻量化
碳纤维被称为“新材料之王”、“黑黄金”。在碳纤维行业内,通常将每束碳纤维根数大于4.8万根(简称48K)的称为大丝束碳纤维。上海石化研发生产的大丝束碳纤维,是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料。其力学性能优异,密度不到钢的四分之一,强度却是钢的7至9倍,并且还具有耐腐蚀的特性。与小丝束碳纤维相比,大丝束碳纤维最大的优势是在相同的生产条件下,单线产量高,生产成本低,规模化应用优势明显。
碳纤维“轻而强”的特性,让它在众多材料中脱颖而出,更加适用新能源汽车。在面对强大外力时,碳纤维不易变形和断裂。不仅如此,大丝束碳纤维还具备出色的耐腐蚀、耐高温性能,无论是在潮湿的海边环境,还是在高温的沙漠地区,它都能保持稳定的性能,不被恶劣条件所侵蚀。也正是这些超凡脱俗的性能,让它赢得了“黑黄金”的美誉,成为新能源汽车材料领域中备受瞩目的新宠。
碳纤维自诞生以来就凭借着高强度、高模量、低密度等诸多优势,成为新能源汽车、航空航天、体育器材等高端领域的宠儿。如今,它在汽车领域的应用也逐渐推广,尤其是在新能源汽车蓬勃发展的大背景下,轻量化成为提升续航、降低能耗的关键路径,而碳纤维无疑是其中的“金钥匙”。
如今,随着新能源汽车产销量的持续增长,碳纤维的应用也在日益广泛。例如,有新能源汽车以碳纤维作为前舱盖、车顶等处,使得整车重量成功降至1900公斤。这一轻量化成果,在提升部分部件性能的同时,还可以提升车辆的续驶里程,并改善了车辆加速、操控等性能。
性价比优势突出
在全球倡导节能减排的大背景下,汽车业正面临着一场深刻的变革,轻量化成为了行业发展的关键方向。对于汽车而言,轻量化就意味着车辆能够跑得更快、更稳、更节能。数据显示,当轻量化材料替代金属材料10%时,整车重量可减重5%;而整车减重10%,燃油车的油耗就能降低6%-8%。而对于新能源汽车来说,更是突破续航与性能瓶颈的关键。
在追求轻量化的道路上,汽车制造商曾尝试了多种材料,高强度钢、轻质合金等都曾是热门选择。但是,不少材料都难以满足汽车业对于极致轻量化和高性能的追求。而大丝束碳纤维的出现,为汽车业带来了新的曙光。它在比强度和比模量上拥有更强优势,能够在保证汽车零部件强度和刚性的前提下,最大限度地减轻重量。如果汽车的车身、底盘等部件采用大丝束碳纤维后,车辆变得更加轻盈,加速性能更好,操控时更加灵活精准。并且,在发生碰撞时,碳纤维复合材料不像金属材料那样容易产生尖锐的碎片,能有效减少对车内人员的伤害,提升了汽车的安全性。
当前,新能源汽车的发展,正处于一个关键的十字路口,续航里程与性能提升成为了亟待突破的两大核心痛点。而大丝束碳纤维的出现,为这两大难题提供了更优的解决方案。除了提升续航里程,大丝束碳纤维在增强车身刚性、提升操控性等方面也有着出色的表现。同时,碳纤维材料还能有效缩短制动距离,提高行车安全性,为驾驶者和乘客提供更加可靠的保障。
此外,如果用大丝束碳纤维制作电池壳体,相较于传统的金属或塑料壳体,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点。它不仅能够减轻电池组的重量,还能更好地保护电池内部结构,延长电池的使用寿命,为新能源汽车的高性能与节能提供双重优势。
边界拓展 希望更多
有行业人士认为,未来,大丝束碳纤维在汽车领域的应用边界将不断拓展,呈现出一幅令人期待的发展蓝图。当前,大丝束碳纤维在汽车上的应用已初见端倪,主要集中在车身、车顶、内饰件等部位,为汽车的轻量化与性能提升做出了重要贡献。但这仅仅是个开始,未来,汽车尤其是新能源汽车有更多的零部件、结构都可能是碳纤维拓展的空间。
还有业内人士表示,随着氢燃料电池汽车的发展,氢能储罐的轻量化需求也日益凸显。大丝束碳纤维具有出色的耐压性能和轻量化优势,是制造氢能储罐较为理想的材料。采用碳纤维制造的氢能储罐,不仅能够减轻自身重量,提高氢气的储存效率,还能增强储罐的安全性,为氢能源汽车的发展提供有力支持。
行业预测数据显示,预计到2029年,全球汽车用碳纤维市场规模将达到77.93亿元。显示了碳纤维在汽车领域的巨大应用潜力。随着成本的持续下降,碳纤维将逐渐成为汽车轻量化的选择,为汽车行业带来一场材料革命。
或许,在未来的汽车生产中,人们将看到越来越多采用绿色制造工艺和材料的汽车,它们不仅性能卓越,而且环保节能,为绿色出行带来更多选择。特别是有了国内自主的碳纤维生产线的保障,也将成为新能源汽车产业发展中的重要支撑。
“由碳纤维带来的材料革命,是中国汽车产业迈向高质量发展的重要契机。”有关专家表示,面对现实,汽车产业更应当高度关注国产材料创新对汽车产业的赋能作用,积极推动碳纤维与新能源汽车的深度融合,共同描绘汽车产业更加美好的未来图景,引领汽车产业加速驶向绿色、智能的出行新时代。

