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【TIAT|最新动态】“先进复合材料”高交会上的一匹小黑马
发布时间:2019-03-29
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中科先进复合材料研发中心,针对先进复合材料应用需求,开展原材料开发、纤维复合材料设计、成型方法和质量控制技术研究,开发复合材料零部件生产与新一代轻量化结构正向设计制造成套产业化技术,建设生产示范基地,搭建轻量化技术人才储备和培养平台,为行业发展提供强有力的技术支撑。

研发团队携高性能碳纤维原材料及在新能源汽车、无人机、压力容器、复材模具、医疗器械等多领域的设计应用产品亮相高交会,全方位揭开碳纤维复合材料的神秘面纱。碳纤维“刚柔并济”,兼具碳材料和纤维的双重优良特性,其质量比钢、镁、钛、铝轻,但强度、模量却更高,并且具有耐腐蚀、耐高温、耐摩擦高的特性,被业界誉为“黑色黄金”。

亮点成果一:全碳纤维新能源汽车电池包下箱体

【TIAT|最新动态】“先进复合材料”高交会上的一匹小黑马(图1)

随着汽车轻量化进程的发展,碳纤维复合材料在汽车特别是新能源车中的应用也越来越多。从非承重件到承重件不断扩大应用版图,作为新能源汽车最核心部分的电池包,如何提升其整体的能量密度,受到广泛关注。目前,大型电动车辆的箱体材料多采用钢板焊接组合而成,但小型电动车一般采取底盘悬挂式电池包,因此对整车质量尤其电池包的质量要求非常高。针对市场需求,研发中心开展重点攻关,正向设计研发轻量化的碳纤维复合材料电池包下箱体,充分考虑到电池箱体的结构、重量、耐高温能力、化学性能、力学性能等要求,利用复合材料独特的可设计性,使用不同的铺层方式和角度取向来承担不同的载荷力,可实现轻量化目标,较钢材减重70%,同时可提升整体的安全性能,通过实验k测试,以确保在阻燃、耐腐、密封防水、防撞等方面达到IP67的防护等级。

亮点成果二:碳纤维压力容器

【TIAT|最新动态】“先进复合材料”高交会上的一匹小黑马(图2)

压力容器广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车、化工等多种行业中,随着应用场景的不断扩充,对压力容器的使用环境,工况条件等等提出了越来越多的要求。同时,为节省材料,降低制造、运输和安装过程中的能耗,轻型化已成为压力容器主导的发展方向。复合材料压力容器由于其性能的可设计性,以及轻质高强的特点,已经开始逐步在压力容器领域崭露头角,为压力容器的设计与制造提供全新的思路与方向。尤其是全球重点突破发展氢燃料电池车的浪潮中,作为核心技术的储氢罐的研发和产业化意义重大,储氢罐是氢燃料电池车中除了电池外占成本比例第二高的零部件,乘用车车载储氢罐一般储存6kg左右的高压氢气,保证行驶里程(600km),储氢罐的体积和重量将分别在240L和130kg左右,国外储氢罐一般使用碳纤维,储氢压力70MPa,国内35MPa,且多采用金属材料,效率低下,体积庞大,重量惊人,成本极高,只能用于公交车和货车大型车辆,两者续航里程相差50%。突破中国复合材料制造和设备的短板技术,未来产业化空间无限。

展会期间,每日千余人莅临展台参观交流,吸引众多高校、企业人士与各方观众到访,尤其是在拓展碳纤维复合材料的应用领域方面,广泛交流、洽谈合作。以威海光威为代表的碳纤维企业龙头莅临展台,就碳纤维复合材料在压力容器方面的应用深入探讨,达成合作意向。展会期间,累计达成合作意向十余项,不断增强产业与研发的相互融合,共同发力,促进科技成果的转化,助力我国新能源新材料事业的发展。

【TIAT|最新动态】“先进复合材料”高交会上的一匹小黑马(图3)

工作人员向观众讲解碳纤维在术后康复护具上的应用

【TIAT|最新动态】“先进复合材料”高交会上的一匹小黑马(图4)

专业观众参观了解不同材质的新能源汽车电池箱体

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