完全自动驾驶(FSD)、空气能热泵、一体化压铸……每一次,特斯拉新概念的提出都对全球新能源汽车产业链投下了一颗“震撼弹”。
FSD采用纯视觉方案,依赖摄像头进行环境感知,摒弃激光雷达,从而降低单车成本;热泵技术利用了外界自然能源、电机与电池的余热,将原本的先天缺陷补足,大幅降低了物料成本;一体化压铸则是通过使用特大吨位压铸机,将多个单独、分散的零部件高度集成,实现轻量化。
我们不难发现,新概念的提出总是围绕着两个比较重要的指标:更轻的重量以及更低的成本。前者能够在电池电量一定的情况下,最大程度来提升电动车的续航里程;至于后者则在电动车成本明显高于燃油车的情况下,帮助电动车企业尽可能缩小成本方面的劣势。
在追求汽车轻量化和成本精细化的趋势下,特斯拉又将汽车部件的材质从金属转向塑料,甚至在某些情况下以高性能塑料替代传统塑料。那么,在这样的坚持之下,特斯拉的这一战略抉择还是对的吗?让我们深入剖析特斯拉在塑料应用上的执着与成果。
真皮之争,人造皮革越发火热
特斯拉作为行业“排头兵”,其一举一动均受到业界的密切关注,包括其在车用材料选择上的策略。近期,它的座椅塑料表皮涂层出现起泡与老化现象的报道,引发了业界对座椅材质耐用性的新一轮讨论。作为回应,部分电动汽车制造商声称开始重新考虑转向采用真皮材质。
面对消费者对合成材料耐用性质疑的反馈,特斯拉提出了建议,即鼓励车主在每次使用后清洁座椅和头枕,以延长材料使用寿命。专塑视界获悉,特斯拉座椅所采用的Ultraleather,实为一种由Ultrafabrics厂商提供的合成聚氨酯涂层织物,它模拟了皮革的外观与触感,作为皮革的环保与经济型替代品。
针对此问题,已有部分特斯拉车主选择通过改装方式将座椅升级为真皮,但特斯拉不仅没有放弃人造座椅表皮的计划,态度还很强硬。其实市场上人造皮革的普及趋势已经愈发明朗,通用、宝马、奔驰、大众等主流汽车制造商在多数车型中均采用了人造皮革座椅,这既体现了对成本效益的考量,也反映了环保理念的逐步渗透。
在供应链层面,为满足电动汽车内饰材料需求的快速增长,多家化工巨头纷纷加大投入。例如,三井化学计划在中国扩大其烯烃类热塑性弹性体“MILASTOMER”的产能,以更好地服务于电动汽车内饰及安全气囊罩等部件的生产。同时,陶氏化学、凯柏胶宝、埃万特等企业也在积极推广热塑性弹性体在汽车内饰领域的应用。
全面覆盖,加码塑料制品布局
其实专塑视界发现,塑料皮革代替真皮只是特斯拉塑料战略中”小小的一环“,当前,特斯拉在多个部件中开辟了新的塑料应用场景,远比我们想象的多。
通用塑料在常规塑料保险杠、挡泥板、车轮罩等配件使用已成为常态,在此我们不再赘述。在工程/改性/特种塑料的选用上,特斯拉包括但不限于其内外饰、影音娱乐板块的PCP外壳、悬挂盖板悬挂系统、白车身A柱B柱、电池包以及连接器等内外部结构件/功能件。
在车辆的车门、门把手、保险杠以及太阳能支架等方面, 特斯拉主要采用了PC(聚碳酸酯)材料,并结合了其他高性能塑料材料,前胸用的是PC加玻璃纤维,而连接部分使用的是PC加PA尼龙。此外,特斯拉在其充电桩和充电枪等产品中广泛使用了PC材料。例如,第三代特斯拉充电枪和家用充电桩均采用PC材料制成。同时,充电枪的连接器和高压连接器等部件也使用了高性能塑料材料。
在电池包中,特斯拉也应用到了大量工程塑料,如俊创科技在2022年为特斯拉生产的大型电池盖板就是使用PA66尼龙材料,价值约为280元人民币。当打开特斯拉电池包后,映入眼帘的就是PU(聚氨酯)的红色海洋,其是特斯拉Model Y 4680电池的发泡材料,其把每一颗电芯包裹得严严实实,从而起到吸收能量和保护电芯的作用。
据专塑视界了解得知,通过使用PA66尼龙发泡材料,特斯拉Model Y的白车身不仅减轻了阻隔块的重量,还提升了密封性能,确保了车身侧围空腔的完美阻隔。在电泳烘烤过程中,阻隔块发泡填充,有效阻挡噪音,同时增强车身刚度和阻尼,显著抑制低频振动和噪声,为驾乘者营造出更加宁静的内部空间。
除了汽车及配件外之外,在人形机器人领域,特斯拉的Optimus-Gen2二代人形机器人,在不牺牲性能的情况下减重10公斤,所依靠的也是一种轻量化塑料材料——PEEK(聚醚醚酮)。专塑视界了解,PEEK材料是金字塔尖的高端工程塑料,强度约是铝合金的8倍,密度约为铝合金的1/3。在满足强度要求的前提下,使用PEEK材料可以大幅度减小材料本身的自重,是实现“轻量化”的极佳解决方案
同时特斯拉也在全力组建车用塑料专业人才团队,据专塑视界了解,日前特斯拉列出了一些职位空缺,包括“塑料制造工程师”、“塑料生产工程副经理”以及“Giga超级工厂塑料工具和模具主管”等职位。
塑料千变,安全仍是第一位
特斯拉带起车用塑料的旋风,工程塑料、改性塑料及特种塑料已广泛承担起汽车结构件或半结构件的关键角色,显著推动了汽车的轻量化进程。然而,伴随这一趋势而来的,是新能源汽车自燃、刹车故障等安全问题的日益凸显,这些问题成为行业无法回避的挑战。
当前,国内新能源汽车产业蓬勃发展,众多车型如雨后春笋般涌现,研发与投产速度惊人。在追求汽车轻量化以提升能效的同时,国内厂商必须认识到,任何以提升性能为目的的技术革新,都不应以牺牲整体安全性为代价。在增强能量密度、提升快充性能等关键领域取得突破时,确保车辆的安全性及可靠性成为不可动摇的前提。
因此,厂商应深入了解工程塑料及特种塑料的固有特性,不断提升这些材料的安全系数。通过科学的改性手段,使塑料材料在车辆碰撞时能够更有效地优化能量传递路径,构建多重吸能结构,有效分散并吸收碰撞能量,从而增强车辆的碰撞安全性和缓冲效果。
此外,除了关注新能源汽车构件材质的安全性外,制品厂商还需将视野拓宽至整车的安全性能提升上,包括但不限于软件系统的安全性、刹车系统的可靠性等。通过全面的安全设计与严格的质量控制,确保新能源汽车在提供便捷与高效的同时,也能给予用户最坚实的安全保障。
尾声:带火塑料,还要从观念上改进
当前,专塑视界发现新能源汽车对PA、PU和其他工程塑料的需求量非常大,约占工程塑料市场需求总量的30%以上。尽管公众对塑料的固有印象尚未完全转变,但其在新能源汽车领域的卓越表现,无疑让“真香”定律再次得到验证。
特斯拉的实践,不仅是对工程塑料性能的肯定,更是对传统观念的挑战。它们以实际行动证明,工程塑料在轻量化、提升能效方面具备不可小觑的潜力。然而需要行业在观念上进一步改进,消除对塑料的偏见,正视其在现代工业中的重要作用。
同时,行业标准的完善、新材料的研发以及新技术的突破,也是推动工程塑料在更广泛领域应用的关键。专塑视界认为,将来工程塑料的“火”势必将更加旺盛,为新能源汽车乃至整个工业领域带来更多创新与变革。
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