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世界各国政府已承诺停止生产汽油和柴油车辆,以减少有害排放,改善空气质量。英国首相鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)打算在2030年之前禁止销售此类汽车,然后在2035年之前禁止销售混合动力汽车。美国、日本和中国也有类似的议程。
由巨型电池驱动的电动汽车(ev)将取代它们。全球已经有超过1000万辆电动汽车在行驶,但要实现这些雄心勃勃的目标,还必须开发和制造数百万辆零排放汽车。
范围焦虑vs体重增加
电动汽车必须尽快普及,但消费者因“里程焦虑”而犹豫不决。汽车充电一次行驶的距离在250到400英里之间,但充电站等基础设施的缺乏阻碍了更广泛的应用。
提高电池性能可以增加行驶里程,增加电池的重量,电池已经占到汽车总质量的35%。因此,汽车制造商倾向于采用新技术来提高汽车性能,减少对环境的影响,包括寻找成本效益高、重量轻的材料和更可持续的生产方法。亚博网站下载
复合材料减重
轻量化的复合材料,如纤维增强塑料聚合物复合材亚博网站下载料,对下一代电动车的成功至关重要。它们可以减轻电动汽车的重量,帮助提高汽车的续航性能和寿命,同时也改善了其环保资质。
捷豹路虎的Tucana项目是一项四年计划,旨在将英国定位为低碳技术的领导者。其目标是通过开发具有先进轻质复合材料的车队来刺激电动汽车的主流采用,该车队可提供更大的续航里程和更高的性能,同时在2023年至2032年间防止450万吨二氧化碳排放。
铝和钢结构将被复合材料所取代,这种复合材料旨在使车辆刚度提高30%,同时重量减轻35 kg。该复合材料还将能够处理高性能电池产生的增加扭矩,从而全面提高效率。
战略性地使用定制复合材料,如碳纤维,将有助于改善碰撞安全性,同时允许更大的电池和增加的范围。减少尾气排放和电气化动力系统的能源消耗也将减少二氧化碳排放。
“随着我们的汽车系列继续电气化,开发新型轻量化车身结构以补充最新的零排放动力系统将是关键。”捷豹路虎的研究经理马库斯·亨利解释道。
“该项目将通过更广泛地采用电动汽车技术来实现真正的环保认证,并将推动捷豹路虎和英国供应链在低碳技术方面处于世界领先地位。”
其他汽车制造商也在效仿:大众汽车(Volkswagen)计划到2030年将全电动汽车的供应量从20辆增加到70辆,而通用汽车(General Motors)计划到2025年拥有30辆电动汽车。
不仅仅是减重
复合材料对下一代电动汽车至关重要。除了提供多功能集成,例如通过嵌入传感器和电线,复合材料不仅使制造商能够降低电池的质量,还可以通过整合降低汽车其他部件的重量。
他们也能更快速、更便宜的设计,减少所需的零件数量和模具成本,瑞典兴起研究机构的研究人员说,大学的应用科学和艺术的南瑞士,和斯洛伐克科技大学,是谁在空间和飞机工业的经验的基础上,亚博老虎机网登录使复合材料应用于汽车工业。
复合材料可以通过“修补”很容易地集成到现有的生产线中——将钢制零件直接转换为复合材料零件——而且更具成本效益。
它们也可以制成复杂的形状,并提供理想的特性,如增加车身的扭转刚度。在某些情况下,复合材料是唯一适合的材料,以满足火灾,热和电气要求的电池外壳,例如。
结论
复合材料对未来电动汽车的发展至关重要。它们允许制造商减少汽车的总体质量,从而减少能源消耗和二氧化碳排放,同时还增加了寿命。由于电动汽车的生产成本尚未完全优化,复合材料提供了简化过程并提高效率的机会。
参考资料及进一步阅读
SpecialChem, (2021)捷豹路虎电动汽车轻量化复合材料测试新项目, Omnexus(在线)https://omnexus.specialchem.com/news/industry-news/jaguar-project-lightweight-composites-000223824.2021年2月28日通过。
欧洲创新与技术研究所,(2020)轻质复合材料:下一代电动汽车的关键亚博网站下载, eit(在线)https://eit.europa.eu/news-events/news/lightweight-composite-亚博网站下载materials-key-next-generation-electric-vehicles.2021年2月28日通过。
布罗修斯博士(2020年)复合材料在电动汽车中的作用是什么?复合材料世界[在线]https://www.compositesworld.com/yabo214articles/what-is-the-role-of-composites-in-electric-vehicles.2021年2月28日通过。
沙纳罕,j . (2021)现在道路上有1000多万辆电动汽车,Zap地图[在线]https://www.zap-map.com/there-are-now-more-than-10-million-electric-vehicles-on-the-road/.2021年2月28日通过。
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