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今年1至10月中國新能源汽車產(chǎn)銷分別增長33.9%和37.8%。（圖片：iStock）
新能源汽車攜手塑料工業(yè)加快智能化、輕量化、低碳化
2023年中國汽車市場逐步回暖，新能源汽車表現(xiàn)尤為搶眼。在“反向合資”和“技術(shù)出海”風口下，新能源汽車需要哪些材料及工藝加速智能化、輕量化、低碳化，帶來更安全、環(huán)保、舒適的體驗？
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)，今年1至10月中國汽車產(chǎn)銷同比分別增長8%和9.1%，新能源汽車則產(chǎn)銷分別增長33.9%和37.8%，市場占有率達30.4%；新能源汽車出口99.5萬輛，同比增長99.1%。
文章來源：雅式橡塑網(wǎng)（www.AdsaleCPRJ.com）
年輕消費者對新能源汽車的關(guān)注度正在提高，相關(guān)調(diào)查研究表示，30歲以下的新能源汽車用戶（90后、00后）占比最高達43%。年輕人更喜歡高顏值的新能源汽車產(chǎn)品。
作為新時代汽車的臉面，數(shù)字格柵正成為行業(yè)的主流，注塑工藝和新材料的進步功不可沒。
寶馬（BMW）iX系列的雙腎格柵可謂行業(yè)代表作之一，它采用恩格爾（ENGEL）集成工藝，實現(xiàn)3D效果陣列。麥格納（Magna）的數(shù)字格柵用聚碳酸酯制成Mezzo面板，實現(xiàn)高透亮視覺效果?，F(xiàn)代摩比斯（Hyundai Mobis）采用先進雙凸透鏡薄膜，讓透鏡格柵照明模塊看起來更加纖巧輕薄。
除了數(shù)字格柵，車企借助材料及工藝在智能車燈上玩出新花樣。比亞迪仰望U8星際穿越大燈采用泰瑞（Tederic）NEO M27220注塑機實現(xiàn)高精度成型。理想L9前部貫穿燈采用大型多色注塑機加工制造。高合汽車最新豪華SUV前大燈面罩和激光雷達面罩采用科思創(chuàng)（Covestro）聚碳酸酯解決方案。萬華化學的多色PMMA不僅為智能汽車尾燈添色，還無需著色噴涂，減少碳排放。
隨著智能汽車的飛速發(fā)展，車身上的充電口小門更具有美感、人性化和智能化，提升用戶的充電儀式感。奧迪（Audi）全電動汽車e-tron智能充電小門則采用恒申安科羅（AKRO-PLASTIC）高纖維增強AKROLOY?PA GF 60 black（6418）聚酰胺制成，威馬汽車采用PPE+PA來制造充電蓋板，質(zhì)量輕，且安全防災(zāi)性好。勞士領(lǐng)（R?chling）推出生物聚合物制成自動充電小門，環(huán)保和功能都做到位了。
新能源汽車在加速邁進智能化的同時，其續(xù)航里程也在節(jié)節(jié)攀升，從500多公里提升到1200公里。而新能源汽車每減重100kg，續(xù)航里程將提升10％-11％，同時降低20％的電池成本和日常損耗成本。因此，輕量化技術(shù)能夠提升動力系統(tǒng)工作效率，提升整車續(xù)航，逐漸成為各大整車及零部件企業(yè)創(chuàng)新的新方向。各車廠都各出其謀，利用新材料和先進工藝為車輛“瘦身”。
豐田（Toyota）攜手巴斯夫（BASF） 和 US Farathane首次采用樹脂架打造 ISO 動力學座椅，可降低20%的成本和30%的重量。佛吉亞（FORVIA）座椅背板新潮解決方案Skin Light Panel，則以單一材料聚合物（PU）通過3D雕刻制成，減重20%-30%。馬瑞利（Marelli）攜手科思創(chuàng)（Covestro），開發(fā)了新型輕質(zhì)聚氨酯泡沫，讓主儀表板減重40%。
除了前端、座艙模塊減重，占新能源汽車整車重量20%-30%的大塊頭 — 電池包，也是近年來輕量化技術(shù)重點應(yīng)用場景。
通用汽車（General Motors）2023款凱迪拉克（Cadillac）純電銳歌（Lyriq）采用杜邦（DuPont）、陶氏（DOW）、利安德巴賽爾（LyondellBasell）的PA6/12, PA66, 和PP，通過擠出、注塑、發(fā)泡和自動裝配，加工成熱塑性BEV管材，用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)。該多層管材不僅具有優(yōu)異的耐化學性，還實現(xiàn)60%的減重。
索爾維（Solvay）Ajedium? PEEK 槽襯可將電池組重量減輕12千克（36.4磅），將電機重量減輕4千克（8.8磅）。三菱化學（Mitsubishi Chemical）聯(lián)合多個合作伙伴研發(fā)電動汽車電池全復合外殼，將部件數(shù)量從5個減少至2個，最終實現(xiàn)電池外殼減重。萬華化學的HP-RTM聚氨酯電池殼也十分給力，可以減重40%-50%。
從工藝上來講，一體化成型、發(fā)泡等加工手法在新能源汽車的輕量化技術(shù)落地實踐中發(fā)揮關(guān)鍵作用，如注塑機大廠恩格爾（ENGEL）的新能源汽車前端模塊的一體化成型，克勞斯瑪菲（KraussMaffei）的物理發(fā)泡工藝和海天國際的微發(fā)泡等。
車廠正通過高電壓的模式，將新能源汽車的電壓系統(tǒng)從 400V 升高至800V。根據(jù)焦耳定律，在高電壓系統(tǒng)下，汽車的電機驅(qū)動效率會提升，從而增加續(xù)航里程、降低電池成本。
而電壓系統(tǒng)高壓化，這意味著電機系統(tǒng)的工作溫度明顯升高，對電機系統(tǒng)熱管理、電池系統(tǒng)熱管理等提出更嚴峻的考驗 — 材料不僅需要耐高溫，且需要高阻燃。
以索爾維（Solvay）、杜邦（DuPont）為代表的化工大廠們陸續(xù)推出高溫尼龍、PPS、PEEK、聚酰胺薄膜等能夠勝任高溫電驅(qū)系統(tǒng)的材料，助力電機高效運行。
奧迪e-tron某個電池模組采用艾曼斯（EMS-GRIVORY）的阻燃級別V0的PA66加工成獨立注塑部件。沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（SABIC）、恩驊力（Envalior） 等公司推出相應(yīng)的高阻燃聚合物，為電機、電池模塊安全運行護航。其中，SABIC的新型擠出級阻燃聚合物，也適用于電池包制造。恩驊力（Envalior）的熱塑性材料則可滿足電池組件浸沒式絕緣冷卻液的工作需求。
為實現(xiàn)與加油一樣迅速的充電體驗，5-10分鐘的超快充車型頗受市場青睞。根據(jù)華為MI數(shù)據(jù)表示，預(yù)計到2026年，高壓快充平臺車型市場空間可達580萬，占新能源車整體銷量50%。
寧德時代、欣旺達、國軒高科、巨灣技研等已推出超級快充電池。面對高壓、高電流、大功率的電力傳送，越來越多的超快充電槍正在使用全冷液超充方案，這就要求充電槍及充電線材料必須同時兼具高導熱性、高強度和韌性。
如陶氏公司（DOW）的HTE5015-90U導熱硅橡膠及高導熱灌封/密封材料可讓充電槍槍頭快速散熱。巴斯夫（BASF）的Elastollan?熱塑性聚氨酯（TPU）1180A10WDM對快速充電樁充電電纜進行優(yōu)化，讓線纜更靈活且易于操作。
減碳降排正成為汽車行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵詞。寶馬（BMW）、沃爾沃（Volvo）、大眾（Volkswagen）、奔馳（Benz），以及長城、吉利等汽車企業(yè)都發(fā)布了碳中和目標與行動計劃。使用環(huán)保材料如再生塑料、生物基材料、單一材料或免噴涂材料，已成為車企實現(xiàn)碳減排的重要措施之一。
再生塑料方面，寶馬集團（BMW）和大眾汽車（Volkswagen）在逐步增加新車中再生塑料的比例。本田汽車（Honda）攜手東麗（Toray） 探索化學回收尼龍6在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。麥格納（Magna）發(fā)布單一材質(zhì)，且100%可回收材料，適用于汽車座椅泡沫墊和裝飾件。
相比于傳統(tǒng)的石油基材料，生物基材料具有降低原料成本等優(yōu)勢，近年來也頗受車企青睞。起亞（KIA）EV3、EV4等概念車采用天然纖維、菌絲體降低碳足跡。極星（Polestar）攜手勞士領(lǐng)（R?chling）即將推出首款生物基材質(zhì)熱管理冷卻水壺。
免噴涂材料也成為車企減少碳排放的有效途徑之一。如豐田汽車（Toyota）內(nèi)飾采用巴斯夫（BASF）的免噴涂聚酰胺。本田（Honda）攜手三菱化學（Mitsubishi Chemical）開發(fā)可用于車身以及內(nèi)飾的免噴涂著色PMMA等。
從眾多例子可見，車企、零部件企業(yè)及材料企業(yè)正通過價值鏈合作，打造車用塑料可持續(xù)發(fā)展通路。
多家車企已明確表示，氫能源是碳中和背景下能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的必然選擇，氫能源汽車加氫時間僅為4-5分鐘，續(xù)航里程可達500公里左右。寶馬（BMW） iX5氫燃料電池已在歐洲完成道路測試，現(xiàn)代汽車（Hyundai ）氫燃料電池車NEXO全球銷量最高，豐田（Toyota）氫燃料電池車CROWN SEDAN配備三個氫氣罐，綜合續(xù)航里程可達820km。
那么氫能源汽車又將為哪些材料帶來應(yīng)用增長潛力呢？氫能源汽車不可或缺的儲氫罐，多采用碳纖維纏繞，如東麗（Toray） 的高強度碳纖維用于70Mpa車用高壓儲氫瓶，贏創(chuàng)（Evonik）推出用于環(huán)氧體系胺類固化劑VESTAMIN?和Ancamine?能與纖維快速的浸潤，可讓儲氫罐減重70%。
內(nèi)膽則需要阻氫性能強、防止氫氣外泄的聚合物，阿科瑪（Arkema）RILSAN PA11可用于生產(chǎn)高壓儲氫氣瓶內(nèi)膽，可耐低溫性，抗高壓氫氣起泡，具備優(yōu)良氫氣阻隔性和加工工藝。
越來越多的車企在“全面電動”的背景下豐富產(chǎn)品矩陣，以滿足中國市場豪華出行需求。如2023年進博會的汽車展區(qū)，15家海外車企重點都展示新能源汽車，奔馳（Benz）、捷豹路虎（Jaguar Land Rover）、保時捷（Porsche）等更是推出售價百萬級以上的高端電動汽車。大眾 （Volkswagen）入股小鵬汽車，瑪莎拉蒂（Maserati）母公司Stellantis入股零跑，外資車企用行動再次重申對中國汽車市場的重視。
放眼全球，歐盟將2035年停售燃油車。《區(qū)域全面經(jīng)濟伙伴關(guān)系協(xié)定》（RCEP）已正式落地生效，中國出口的汽車及零部件可享受零關(guān)稅待遇。這些地方處處是商機。以奇瑞、長城、比亞迪為代表的中國車企們，在“出海”的過程，提升了中國汽車品牌的海外影響力。
可以說，車企在“反向合資”和“技術(shù)出?！敝袑ふ彝黄浦貒某隹?，作為助力新能源汽車智能化、電動化和低碳化的材料和成型工藝，也將迎來新的挑戰(zhàn)與機遇，你準備好了嗎？
