「独家专题」HRC副总裁熊飞博士:从全生命周期审视碳纤维在新能源汽车中的应用优势( 三 )


更远视和理性的布局 , 充分考虑全生命周期概念的碳纤维开发和应用
在汽车轻量化中 , 仅进行简单的“材料替代”并没有发挥碳纤维复合材料的优势 。 碳纤维复合材料、工艺具有多样性等 , 因此一个重要的环节是满足碳纤维复合材料特点的结构设计 。 比方说 , 产品设计时需要考虑工艺及批量生产制造的特点 , 材料及材料设计、工艺设计、结构设计(DFX)等都要全生命周期考虑才能充分最大发挥碳纤维的应用优势 。
熊飞博士表示:“HRC作为汽车行业复合材料零部件供应商 , 我们更需要了解产品和客户、熟悉客户的工艺路线 , 提供可落地执行的技术方案 。 在了解产品和客户的基础上 , 发挥自身所长 , 将碳纤维复合材料做成结构、性能、外观皆具有稳定性和一致性的部件 , 助力碳纤维的推进与落地 , 只有基于对碳纤维应用全生命周期的考虑 , 才能让所生产制造的产品具有真正的价值 。 ”
身为解决方案供应商 , HRC不仅仅提供零部件、总成制造 , 更能在使用碳纤维复合材料的早期阶段为客户提供选材、设计等方面的建议和支持 。 2018年 , HRC收购了拥有27年专业复材工程经验的英国专家型公司Engenuity以加强工程设计及研发能力 , 可以从开发早期阶段就能够将材料整合到车身轻量化设计中 , 这也很大程度上提高了主机厂对新产品应用的信心 。 另外 , 2019年底 , HRC与德国弗劳恩霍夫化学技术研究院(Fraunhofer ICT)共同建立的亚洲最大的先进复合材料技术中心(ACTC)正式投入运营 , 研究代表未来方向的复合材料量产技术 , 配备有碳纤维SMC模压、二次注塑、自动铺带等多种世界领先的热固及热塑成型设备 , 以不断满足行业与客户特定的应用需求 。
现阶段HRC在汽车领域已完成基本布局 。 通过早期一些热固型生产项目的实践 , 以及多样化生产设备的引入和完善 , HRC拥有更全面的方案和更有竞争力的价格来应对客户灵活的、多元化的需求 。 近期 , HRC完成了一大批复杂结构零部件的预浸料模压成型 , 2500t和1500t碳纤维SMC压机投入也完成了最后的调试生产 , 进一步扩充现有产能 , 可实现年产20万件高性能复合材料零部件 。
上下游加强合作 , 推动碳纤维在新能源汽车的规模量产
如今 , HRC已成为沃尔沃、吉利、长安、一汽等多个国内外知名汽车主机厂指定碳纤维零部件供应商 , 并承担了科技部、工信部等多个国家重点轻量化项目的共同开发任务 。
国家重点研发计划的“轻量化纯电动轿车集成开发技术”项目主要研究成果——长安汽车首款碳纤维-铝合金混合结构车身 , HRC下属全资子公司江苏亨睿碳纤维科技有限公司作为此次项目的主要碳纤维零部件供应商之一承制了其中的重要结构部件 , 作为左右侧围等6个车身高性能碳纤维轻量化零部件的制造方 , HRC于2020年一季度顺利交付了第一批样件 , 保障了这款先进混合材料车身在特殊时期的顺利下线 。 此次顺利完成科技部项目成果的交付也是其在全球范围内稀缺的研发以及批量生产能力的最佳体现 。
HRC还参与了德国政府轻量化科研项目 , 作为该项目演示部件的电池包 , 由ACTC研发团队自主研发并使用SMC模压&PCM混合成型工艺试制而成 , 950mm x 570mm x 280 mm的尺寸条件下重量不到5kg, 可满足当下新能源车企对电池性能提升的需求 。
此外 , HRC将创新的解决方案拓展到燃料电池汽车领域 。 目前 , 储氢罐是氢燃料电池汽车核心技术开发的关键技术之一 , 氢燃料电池汽车迫切需要具有高成本效益的新一代高压储氢容器解决方案来推动它本身的发展 , 其中 , 使用缠绕工艺的碳纤维储氢罐的概念和相关产品研发使用 , 对解决方案的可行性将起到决定性作用 。 2019年 , HRC与德国知名的研究机构ITA就高压储氢容器的市场化达成了合作协议 , 共同开发下一代高压储氢罐创新解决方案 , 并最终从小批量到工业级的规模化生产 。
谈到对碳纤维大规模量产前景的展望 , 熊飞博士表示:“最重要的是 , 价值链中的上下游供应商需要加强交流与合作 , 这样才有利于主机厂不断完善对碳纤维复合材料产业供应链的认识 , 更加全面分析与理解复合材料在汽车上应用 , 确保他们能够把握进入市场的机会 , 对大规模量产部署作出及时反应 。 ”