電動化、智能化、輕量化——汽車三大趨勢中，前二者是熱點話題，輕量化相對冷清，產(chǎn)業(yè)進展也不為外界熟知，因此，第一電動網(wǎng)“公開課”欄目，邀請到了中國輕量化領域的領先企業(yè)——中航復合材料有限責任公司(下稱中航工業(yè)復材)副總經(jīng)理李宏運授課，介紹復合材料的特性及應用前景，以及在汽車特別是新能源汽車上的應用與挑戰(zhàn)。（本期公開課時間：9月19日下午2時-5時，地點北京，報名通道即將開啟。提前報名，請發(fā)送姓名、電話、單位、職務至qkj@d1ev.com）

在公開課開講之前，第一電動網(wǎng)前往位于順義航空產(chǎn)業(yè)園的中航工業(yè)復材，對李宏運副總經(jīng)理進行了專訪。李宏運認為，復合材料是推廣新能源汽車應用的一把金鑰匙。復合材料的技術和工藝已經(jīng)足以規(guī)?；瘧?，并且輕量化能彌補動力電池能量密度的不足，續(xù)航里程得以延長，因此復合材料與新能源汽車的結(jié)合是大有裨益的。

中航復合材料有限責任公司副總經(jīng)理李宏運

復合材料破解里程難題

在中航工業(yè)復材官網(wǎng)的產(chǎn)品列表中，最大個的一個是電動大巴整體車身。

這是中航工業(yè)復材目前在汽車輕量化上集大成的一個樣板——電動大巴車身。采用復合材料之后，大巴純車身減重2.4噸，如果再與有輕量化的電機、電控、電池的整車廠家合作，整車能減重5噸多，達到8.5噸左右。只裝載3噸左右的電池，一次充電的行駛里程就可以到500公里。

當前電動大巴里程不足，解決之道往往是加電池，這就造成了死循環(huán)：里程不夠——加裝電池——車重增加——續(xù)航變短。李宏運認為，復合材料的應用能夠平衡各種約束，是打破上述循環(huán)的利器。

“以12米電動大巴為例，整備質(zhì)量13.87噸，動力電池質(zhì)量3.2噸，純電續(xù)航里程300公里。”李宏運說，“如果要做500公里的車，要再裝上五六噸的電池，一是車變重了，電耗更大；二是車內(nèi)空間全占了。但我現(xiàn)在的車身，減了2噸電池，續(xù)航里程也是500公里，空間也出來了——低地板或者是很大的行李艙，都沒問題。”

那么成本會不會急劇上升？李宏運說，車身造價肯定會增加，復合材料車身可能會比鋁合金車身要翻一倍，但是整車的成本并不一定增長很多。因為電池成本大幅下降，“電池一噸起碼要20萬吧。”

李宏運透露，應用這一車身的一款電動大巴目前在中國汽車研究中心測試，也會爭取上工信部公告。

復合材料電動大巴車身

與航空復合材料技術同源

用復合材料替代鋼材、合金鋼，從而降低車輛的質(zhì)量，提高效率節(jié)約能源，但前提是：復合材料能夠替代鋼材嗎？

李宏運介紹說，碳纖維和樹脂復合到一起的時候，樹脂是基體，碳纖維是增強體，強度、輕量化表現(xiàn)都好很多。“我們T300級的碳纖維復合材料，是標準級的，不是最高檔的，拉伸強度為3500 MPA，是鋼的7-9倍。”

與此同時，碳纖維材料的密度是1.7g/cm3，做成復合材料以后的密度為1.5 g/cm3左右。而鋼的密度一般要到7.8 g/cm3。“對汽車的減重效果非常明顯，和一般鋼件相比，減重超過50%以上。和鋁合金相比，減重也要達到30%以上。”

李宏運介紹，復合材料在汽車上的應用是一個漸進的過程。“首先是在覆蓋件上，四門兩蓋(四個車門，引擎蓋和后備箱蓋)，是非承力結(jié)構。第二步要往次承力結(jié)構，像現(xiàn)在的寶馬i3的車身結(jié)構。再往下發(fā)展就要用到主承力結(jié)構，包括傳動軸、底盤，還有輪轂等。”

李宏運透露，該公司已經(jīng)向某些國內(nèi)知名車企交付了碳纖維前艙蓋，也在和一汽、北汽等設計開發(fā)覆蓋件，除了發(fā)動機蓋、后備箱蓋，還有裝飾板、尾翼、前圍、后圍等。

中航工業(yè)復材的汽車用復合材料，并非無緣之木。此前，該公司在航空復合材料的研究應用上，已經(jīng)多年。中航工業(yè)復材是中國航空工業(yè)集團公司所屬企業(yè)，整合中航工業(yè)北京航空材料研究院(621所)和北京航空制造工程研究所(625所)復合材料專業(yè)后組建。該公司制造的航空復合材料，已經(jīng)大規(guī)模應用于中國的航空領域。李宏運此前長期擔任621所的技術帶頭人，是碳纖維材料航空應用研究的學術帶頭人之一。

復合材料汽車應用需“一條龍”

2013年7月，寶馬正式發(fā)布首款量產(chǎn)電動車i3，除了電力驅(qū)動，大量運用的碳纖維材料也讓世人一驚。其乘員座艙模塊由全碳纖維復合材料制造，艙內(nèi)也大量運用碳纖維復合材料，使得這款電動車的整備質(zhì)量僅為1195公斤，續(xù)航里程可達160公里，百公里加速僅需7.2秒。

那么中國的車企能否也采用類似的材料和工藝來造車？李宏運表示，要如此大規(guī)模的使用碳纖維增強復合材料，涉及產(chǎn)業(yè)鏈上的各家企業(yè)。“必須是整車的制造商牽引，從設計開始，統(tǒng)籌考慮這個事情，后面像零部件制造領域的、材料領域的企業(yè)都得配合起來。”

“從設計技術、材料技術、制造和工藝裝備以及考核驗證上，中國的復合材料應用都存在很多的差距。傳統(tǒng)汽車設計能力基本是以金屬材料為基礎的，對復合材料怎么去設計怎么應用，沒有太多的概念。而復合材料的構件制造廠商，目前都不是批量化的水平，很多都是手工作坊式的在做。”

更大的問題是產(chǎn)業(yè)鏈關系。“復合材料制造和設計結(jié)合不起來。整個產(chǎn)業(yè)鏈上的銜接非常松散，各做各的。碳纖維想從材料一直做到車。做復合材料的企業(yè)也想恨不得全吃了。做汽車行業(yè)也想什么都做，但是產(chǎn)業(yè)鏈中間的結(jié)合，沒有人做。”

中航工業(yè)復材目前具備零部件的設計能力，也有材料的研發(fā)和制造工藝。如果與汽車整車廠結(jié)合起來，能把這條產(chǎn)業(yè)鏈串起來。“如果說是一條龍的話，整車廠是龍頭，復材公司要起到龍身的作用，下游的碳纖維廠家作為龍尾支撐，這樣一條龍才舞得起來。”

中航工業(yè)復材目前已準備好了一個商業(yè)模式。李宏運介紹，“整車廠只需要將總體要求告訴我們，我們做設計，推薦材料，研發(fā)工藝，包括技術文件開發(fā)——這都是解決方案了。小批生產(chǎn)時，就在中航工業(yè)復材組建示范線，供幾萬件級的零部件。將來真的需要量產(chǎn)，比如說十萬輛的車，就在示范線的基礎上做成一套大的生產(chǎn)線。車企可以選擇入股，或者購買外遷。”

目前中航工業(yè)復材已經(jīng)在設計建設這樣的生產(chǎn)線。該公司在復合材料中間材料上，已經(jīng)有了產(chǎn)能準備，預浸料可年產(chǎn)300萬平米，樹脂可年產(chǎn)600噸。預浸料是樹脂和纖維復合結(jié)合而成，是碳纖維部件的中間材料。

李宏運觀察，中國車企對碳纖維復合材料技術和產(chǎn)業(yè)鏈的供應能力及成本比較擔憂。對此，中航復材要扮演復合材料的高端技術研發(fā)領頭人，推動復合材料應用，同時創(chuàng)新經(jīng)營管理模式，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展。“復合材料應用，不推是不進的。所以我們一定幫著應用行業(yè)解決技術問題，解決產(chǎn)業(yè)鏈上下游的銜接問題，解決產(chǎn)能問題，這是我們這個公司的一個戰(zhàn)略。”