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減重減碳，巴斯夫、豐田合成及西格里把車用低碳材料玩出新花樣
導讀：減重減碳，是當前汽車行業邁向循環經濟的關鍵措施。目前，材料供應商正加速研發低碳材料解決方案，以幫助汽車實現減碳降排。
【塑料機械網 熱點關注】減重減碳，是當前汽車行業邁向循環經濟的關鍵措施。目前，材料供應商正加速研發低碳材料解決方案，以幫助汽車實現減碳降排。
縮小電池橫梁尺寸
巴斯夫和一級供應商 L&L Products 為福特2022 F-150 Lightning 開發了電池保護解決方案。該團隊在不影響強度的情況下減小了電池系統中的橫梁尺寸。橫梁是設計用于承受高負載的結構部分，可確保電池和乘員在車輛中的安全。
“我們使用 L&L Products 的連續復合材料系統 (CCS) 和巴斯夫的 Elastocoat 74850 聚氨酯拉擠成型系統的解決方案，無需對橫梁進行大量重新設計，同時為輕質結構提供強度、剛度。”巴斯夫公司高性能材料底盤市場部經理 Chris Korson說。
CCS 將纖維增強拉擠復合材料載體與高度工程化的密封劑和粘合劑組合成平面輪廓。這個過程產生了用連續纖維和墊子加固的直線或彎曲的復合型材。
“這項創新還實現了 CCS 的三個第一：第一個開發的封閉截面管狀 CCS 零件、第一個 CCS 白車身應用以及 CCS 在電動汽車中的首次使用，” L&L Products產品工程經理 Hank Richardson 說。
該橫梁也是巴斯夫 Elastocoat 74850 聚氨酯拉擠系統在 E-Coat 工藝之前實施的第一個應用。此外，團隊還使用巴斯夫專有的 CAE 建模軟件 Ultrasim 開發了一種新的計算機模擬方法，以顯示拉擠結構的行為并準確捕捉復合材料失效后的額外載荷。
加入20%CNF的增強聚丙烯
豐田合成公司(Toyoda Gosei)近期開發了一種纖維素納米纖維(cellulose nanofiber，簡稱CNF)增強塑料，以減少汽車零部件從原材料采購、生產到回收處理的整個生命周期中的二氧化碳排放。
據介紹，纖維素納米纖維的重量僅為鋼鐵的五分之一，強度卻是鋼鐵的五倍。當作它作為塑料或橡膠中的增強材料時，產品可以做得更薄、泡沫成型變得更容易，這可以減輕重量并有助于減少車輛行駛過程中的二氧化碳排放。其次，當車輛報廢后，纖維素納米纖維增強塑料可進行回收處理，在加熱和熔化的過程中，其強度的損耗非常小，這使得它在汽車零部件的回收應用中成為可能，此外，即使纖維素納米纖維被焚化，其排放的氣體也是植物在生長過程中吸收的二氧化碳，不會額外增加二氧化碳。
豐田合成表示，其新開發的纖維素納米纖維增強塑料主要是在汽車內外飾部件的通用塑料聚丙烯中加入20%的纖維素納米纖維而成。在實際應用中，該增強塑料面臨抗沖擊性下降的挑戰。豐田合成借助其材料混合設計和捏合技術(kneading)克服了這一問題，將抗沖擊性提高到適合汽車零部件的水平。公司表示將繼續與CNF材料制造商合作以降低成本。
可將電池殼減重50%的碳纖維
石墨和碳纖維復合材料供應商西格里(SGL Carbon)將在2022年5月份巴黎JEC復合材料展覽會上展示其針對電動汽車電池盒的復合材料解決方案。據介紹，西格里正改善輕質結構的碳纖維在生產過程中的堆棧自動化，減少材料浪費來節約資源，減少碳纖維的碳排放。
據了解，采用西格里碳纖維復合材料制成的電池外殼，可比響應的鋼材外殼減輕50%的重量，它在耐火性、剛性、聲學以及熱屏蔽、電磁屏蔽方面的性能均能滿足汽車相應的要求。借助碳纖維復合材料，傳感器可集成用于檢測電動汽車底部的損壞情況。
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