未来轿车将至：打破电池动力瓶颈 新材料革新改写行业版图

风势所向，万物竞长。明显，即便是300公里的续航路程，与传统燃油轿车比较也相差甚远。新动力车续航路程的痛点因而再次成为行业的焦点和发力点。

始于2009年。当是时，《轿车工业调整和振兴规划》颁布，在政府坚决的新动力政策指引和可观的补贴扶持下，我国开端被一股造车大势席卷，从概念到实操，九年时刻，一边泥沙俱下，一边浪里淘金。

狂欢之后，世界终将在规律中运转。

2018年被业界称为“我国新动力轿车迸发年”，年中，新动力轿车市场先后迎来两大新政。6月，新动力轿车财政补贴新政正式施行，以300公里为线，初次明晰划分新动力车的续航路程标准，减低补高。7月，国家发改委发布了《轿车工业出资办理规定征求意见稿》，提出新建传统燃油轿车出产企业将不能取得资质，并严格控制现有企业扩展传统燃油车产能，一起加强新建电动轿车企业出资办理，防备盲目布点和低水平重复建设。

这意味着，高质量、整体化的技能立异将成为新动力轿车开展的首要驱动力，而之前依靠添加电池数量、简单削减或改换零部件以寻求路程数少量攀升的策略将不再奏效。

风势所向，万物竞长。明显，即便是300公里的续航路程，与传统燃油轿车比较也相差甚远。新动力车续航路程的痛点因而再次成为行业的焦点和发力点。

打破电池动力瓶颈

进步新动力车续航路程，如何添加电池动力是一个久攻不破的硬堡垒。从第一代镍氢电池和锰酸锂电池，第二代磷酸铁锂电池，到目前广为采用的第三代三元电池，电池续航才能似乎一直无法打破电池资料天然的天花板。

有资料显现，现有体系的锂离子电池能量密度基本上很难打破300Wh/kg，很难满意未来动力电池的需求。在国家开展新动力车的规划中，2020年，单体电池能量密度要到达350Wh/kg，2030年则要到达500Wh/kg的水平，这意味着电动车续航路程将比现在翻一番。

需求将革新的或许性延伸到了愈加源头的化工工业。

“当时新动力车用锂电池能量密度受要害正负极资料影响很大，”德国特种化工企业赢创工业集团全球轿车工业团队副总裁朱骏表明，“正负极资料的挑选和打破是当时大幅添加能量密度愈加可行的方案。”

赢创对此提出的解决方案是用纳米尺寸的纯硅粉产品添加到新式负极资料，极大进步了负极资料的能量密度。纯硅负极的理论能量密度可到达石墨资料的10倍，高达4200mAh/g。此前揭露资料显现，特斯拉经过在人造石墨中加入10%的硅基资料，已在Model3中采用硅碳负极作为动力电池新材料，使电池容量到达了至少550mAh/g。此外，赢创的纳米结构氧化铝用于锂电池隔阂涂覆，由于其极佳的耐热性，能够有用进步电池的安全性能。

更多的新材料电池在全球的实验室中酝酿。本年5月，继日本政府出资16亿日元支撑日本电池制作商及本田、日产和丰田三大首要轿车制作商联合研制固态锂离子电池后，国外老牌车企宝马、保时捷等纷繁投入固态电池研制，一起投身于此的还有德国大陆集团、日本TDK及村田制作所等一大批轿车零部件供货商。

新一轮车用电池立异之战大幕又启。

轻量化来袭，新材料贡献占比近半

福特轿车创始人亨利•福特曾说，任何多余的重量对轿车都是致命伤。

如果说对电池能量密度打破的寻求姑且在路上，那么同样有助于添加新动力轿车续航路程的轿车轻量化规划则早已从燃油动力年代开端了使用迭新。

有数据统计，纯电动轿车整车重量下降10kg，其续航路程可添加2.5km。

在越来越急切的续航路程进步需求下，轻量化思想成为当代干流。我国工程学会轻量化技能立异战略联盟委员会主任陈一龙认为，轿车轻量化中，新材料新技能占比到达41%。

但一直谋求借新动力之机“弯道超车”的我国轿车，在轻量化技能方面却仍落后于国外先进水平。据2017年数据统计显现，就当时干流的轻量化制材镁合金而言，国外乘用车平均用镁量约为5KG，而我国自主品牌车型上用镁量缺乏１KG。2016年发布的《节能与新动力轿车技能路线图》中指出，2020年，国产单车镁合金用量将到达15kg，2030年将到达45kg。

据资料显现，当时国外轿车上共有60多个零部件采用镁合金，其中方向盘骨架、转向管柱支架、仪表盘骨架、座椅结构、气门室罩盖、变速箱壳、进气歧管等 7个部件镁合金的使用率最高。

但能够促进轿车达成轻量化的资料远不止镁合金等金属，资料的革新性挑选决定了谁的起跑线天然生成靠前。

朱骏表明，轿车通常会经过改进动力系统、下降轮阻、轻量化、流线型规划来下降能耗，而其中，在动力系统、车体造型都与轻量化休戚相关。未来的轿车轻量化，将在资料供给的想象力上，完成一切结构的轻量化规划。

赢创供给了一套完好的金属代替方案。例如，名为ROHACELL®的硬质泡沫能够与碳纤维蒙皮结合构成三明治结构，具有轻质高刚的特性，。是轿车结构件以及机仓盖、车门、车顶等车身掩盖件采用复合资料夹层结构的理想泡沫芯材。新标准ROHACELL® HERO还兼具了高抗冲击性，遇撞击可缓冲变形吸收能量，在三明治结构外层表面构成凹坑，以便对内部纤维情况进行检测。这样既有用避免撞击损伤无法勘探而造成的风险，又起到降噪削减NVH（噪音、振动和声振粗糙度）的效果。

除车身外，赢创仍在探索利用高性能聚合物代替车内锚固件、链条、齿轮等金属件的轻量化途径。其研制的高润滑度、耐磨度聚合物VESTAKEEP已被用于车身底部万向链条、变速器零部件、增压系统等方面。稳定性和耐磨性极高的VESTAMID聚酰胺12则在转向角传感器齿轮传动机构中发挥了耐化耐高温、减噪减震等远胜于金属件的效果。

“如果用这些新材料将整辆轿车的玻璃和可代替金属件进行优化，未来轿车可至少减重40%，”朱骏表明。

指向未来轿车的筹码

如火如荼的全球轿车新动力转型背面，是对未来智能轿车、无人驾驭轿车的无限期待与诉求。

依照美国高速公路办理局（EPA）的界说，智能轿车被分为四个层次。从最基本的辅佐驾驭，基于车联网的协同驾驭，到有限定条件的无人驾驭，终究到全工况无人驾驭，未来轿车和人类道路交通的方向已然明晰。在更宏大的时刻线上，续航路程的难点攻关不过是一个小小节点。

2017年12月，工信部发布《促进新一代人工智能工业开展三年行动计划（2018-2020年）》，指出到2020年，将建立起支撑车辆智能核算平台体系架构、车载智能芯片、自动驾驭操作系统、车辆智能算法等要害技能、产品研制，构建软件、硬件、算法一体化的车辆智能化平台。

这意味着，以新动力为关键，在新材料的加持下，我国期望经过轿车智能化完成真实的轿车工业弯道超车。

在这个含义下，电动动力、电控系统、轻量车体，将使轿车搭载的智能芯片在传感互联、自动化驾驭、安全性保障等方面发挥出巨大的含义，而这些无一不是未来道路交通的开展趋势。

新材料工业的开展将成为支撑这一趋势的基础设施。如在通讯互联方面，赢创用于打造车身的ROHACELL®硬质泡沫和透明、防晒、可代替轿车玻璃的PLEXIGLAS宝克力资料，比较起当时广泛使用的金属与玻璃材质而言，均具有信号的彻底可透性；而当时首要用于智能家居的透明尼龙Trogamid®则能够进行传感器植入，并经过3D打印完成特殊功能性部件的制作，这些新的资料在轿车工业中的使用将使未来5G信号得以存在，为真实的智能化城市交通服务，轿车也将真实成为万物万联年代互联网的全新进口。

在更多元资料带来的或许性中，未来的智能化轿车能够跳出当下那些款式相对单调的金属四轮之物投射出更明晰的蓝图。仅以赢创ROHACELL®模内发泡的技能远景来看，未来轿车将有或许摆脱冲压、焊接的工序完成整体制作，那意味着，任何愈加适宜于削减能耗的流线型车体都能够被打造甚至量产。

未来江河雄壮，恰是百舸争流之际。就在7月10日，新动力技能的开山鼻祖特斯拉落户上海临港，独资建设集研制、制作、出售等功能于一体的第一个特斯拉海外超级工厂，该项目规划年出产50万辆纯电动整车。

不难看出，年代大潮中，落在我国轿车制作业眼前的时机，奇光异彩却也步步紧迫。但就未来而言，如果说电动是轿车动力的一种解决方案，那么轻量化则是年代的主题。在这一指向下，由化学工业研制所不断孵化的新式尖端制材，将成为大大助力动力立异、智能科技、规划工艺等蓬勃开展的基础与创意来源，为轿车行业的未来演绎出无限的或许。