新材料在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用分析

郭宇翔 清華大學(xué)

新能源汽車(chē)就是將混合燃油作為主要燃料，通過(guò)電能、氫能以及太陽(yáng)能作為主要的動(dòng)力資源，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的將汽油、柴油作為主要?jiǎng)恿Φ哪Ｊ?，可以充分的?jié)省資源，提升資源利用效率，降低汽車(chē)廢氣排放量，在環(huán)境保護(hù)以及生態(tài)領(lǐng)域上具有重要的價(jià)值與意義。

一、新材料在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用價(jià)值

新材料就是正在發(fā)展或者新近發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料以及具體特殊性質(zhì)的一些功能材料。這些材料的強(qiáng)度、韌性、硬度以及彈性等性能良好，具有一定功能性特征，在工業(yè)等領(lǐng)域中應(yīng)用具有較為顯著的價(jià)值與作用。

整體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)的新能源汽車(chē)尚處于發(fā)展起步的階段，其發(fā)展相對(duì)較為緩慢。在各種技術(shù)手段的支持之下現(xiàn)階段我國(guó)新能源汽車(chē)在發(fā)展中也涌現(xiàn)了大量的新型材料，合理的應(yīng)用這些新材料以及技術(shù)手段，為我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。新能源汽車(chē)應(yīng)用新的材料，可以有效的提升其整體的性能參數(shù)，降低自重，提升資源利用效率，降低污染排放，是新能源汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵與重點(diǎn)。

二、新材料在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用分析

（一）熱塑性復(fù)合材料。尼龍自增強(qiáng)復(fù)合材料以及芳綸纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料是現(xiàn)階段在新能源汽車(chē)新材料研究的熱點(diǎn)項(xiàng)目，熱塑性復(fù)合材料有效的簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的工藝流程，提升了新能源汽車(chē)的制造效率，有效的降低了其制造成本。復(fù)合材料主要就是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過(guò)增強(qiáng)纖維材料以及集體樹(shù)脂材料共同處理，通過(guò)模壓、拉擠以及纏繞等相關(guān)工藝進(jìn)行處理而形成，其具有重量輕、強(qiáng)度高的特征優(yōu)勢(shì)，在汽車(chē)以及航空航天等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。在傳統(tǒng)的汽車(chē)中應(yīng)用瓦楞鋼板進(jìn)行車(chē)廂制作，其重量約為680公斤，而應(yīng)用新型材料其重量?jī)H有370公斤，減少了300公斤的重量，但是其穩(wěn)定性、穩(wěn)固性以及安全性并沒(méi)有受到影響?，F(xiàn)階段，在我國(guó)同濟(jì)電車(chē)隊(duì)新款賽車(chē)DRe19的空氣動(dòng)力學(xué)套件端板部件就應(yīng)用了此種材料。

隨著各種技術(shù)手段的成熟，現(xiàn)階段在復(fù)合材料研究中主要就是開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度、高模量且易噴涂的高性能聚烯烴熱固性樹(shù)脂材料，這也是今后新能源汽車(chē)中研究的重點(diǎn)內(nèi)容，可以有效的解決汽車(chē)復(fù)合材料部件的批量生產(chǎn)。

同時(shí)，現(xiàn)階段在新能源汽車(chē)生產(chǎn)中有效的轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的沖壓焊裝涂裝的施工環(huán)節(jié)，通過(guò)模塊化的方式則可以拼裝完成制作，實(shí)現(xiàn)了定值化的批量生產(chǎn)。

（二）低排放材料。低排放材料主要就是在新能源汽車(chē)的混合動(dòng)力燃油系統(tǒng)中應(yīng)用。應(yīng)用低排放材料可以滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)燃料排放的各項(xiàng)要求。通過(guò)尼龍管替代傳統(tǒng)的橡膠管，利用單層管替代多層管，通過(guò)尿素管以及金屬管替代傳統(tǒng)的柴油汽車(chē)的尼龍管，則可以有效的提升材料的性能。而針對(duì)甲醇等新燃料以及混合燃料，要在低排放的基礎(chǔ)之上通過(guò)耐甲醇或者耐乙醇的聚酰胺材料為基礎(chǔ)，合理的應(yīng)用，可以滿(mǎn)足排放的不同需求。

（三）輕量化材料。輕量化材料就是汽車(chē)輕量化實(shí)施與發(fā)展的基礎(chǔ)。新能源汽車(chē)對(duì)于材料有著更為嚴(yán)格的要求。隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展對(duì)于輕量化提出了更為嚴(yán)格的要求。高強(qiáng)度的輕量化材料在應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生汽車(chē)構(gòu)件成型以及制造工藝等問(wèn)題，這也是今后研究的重點(diǎn)內(nèi)容。在新能源汽車(chē)中其主要材料為鋼鐵材料，其具有不可替代的作用。而鋁合金、塑料復(fù)合材料、鎂合金等都是較為關(guān)鍵的材料，是汽車(chē)輕量化的基礎(chǔ)性材料。鋁合金不僅僅是復(fù)合規(guī)范要求的輕量化材料也可以提升汽車(chē)的整體性能。而應(yīng)用塑料復(fù)合材料進(jìn)行內(nèi)外裝飾可以滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化的需求。

通過(guò)高科技的粘結(jié)劑產(chǎn)品進(jìn)行新能源電子結(jié)構(gòu)的粘結(jié)處理，其具有增強(qiáng)、減振降噪、密封防銹以及緊固放松的效果，可以充分的簡(jiǎn)化工藝，具有減輕車(chē)輛質(zhì)量的效果。

（四）動(dòng)力電池材料。動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的重要材料，可以通過(guò)梨酸鐵鋰作為主要的電池材料，其具有環(huán)保性能高，污染底的特征，具有較高的安全性?，F(xiàn)階段，針對(duì)純電、油電混合以及燃料電池汽車(chē)部件與新能源汽車(chē)系統(tǒng)中，研發(fā)了多種新型的技術(shù)手段以及材料，通過(guò)在鋰電池上導(dǎo)電涂層的優(yōu)化，利用磷酸鹽表面處理導(dǎo)電涂層的方式，有效的減少了接觸電阻，增加了陰極陽(yáng)極電池層粘合性，有效的提升了電池的性能，具有延長(zhǎng)壽命的效果。

（五）有機(jī)玻璃。有機(jī)玻璃無(wú)毒環(huán)保，具有良好的穩(wěn)定性，不容易脆裂，具有高達(dá)92%的透光率。有機(jī)玻璃在破碎之后并不會(huì)產(chǎn)生尖銳的碎片，在包裝建筑以及汽車(chē)、航天等諸多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。在新能源汽車(chē)中可以根據(jù)具體的需求在前、側(cè)以及后擋風(fēng)玻璃設(shè)置中應(yīng)用此種材質(zhì)。有機(jī)玻璃具有良好的抗紫外線(xiàn)輻射的作用，通過(guò)制作可以形成具有良好光學(xué)性能的汽車(chē)外罩這樣就可以降低紫外線(xiàn)產(chǎn)生的侵蝕與影響。

（六）驅(qū)動(dòng)電機(jī)材料。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)中永磁同步機(jī)是可以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力要求的有效材料?，F(xiàn)階段，在新能源汽車(chē)研究中稀土資源是驅(qū)動(dòng)電機(jī)研究的主要方向。今后新能源汽車(chē)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)小型化、大功率的特征，而合理的應(yīng)用稀土資源可以有效的滿(mǎn)足各項(xiàng)需求。因此，稀土元素在新能源汽車(chē)中廣泛應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)：在新能源汽車(chē)中應(yīng)用新材料可以提升汽車(chē)的性能參數(shù)，降低重量，可以有效的滿(mǎn)足現(xiàn)代化發(fā)展中新能源汽車(chē)發(fā)展的各種需求。