材料革命推動汽車從“鋼鐵、石油”走向“樹脂、植物”
“汽車用鐵制造”的觀念正在發生變化。輕量材料和植物樹脂已經開始替代鐵。
2010年12月1日，日本東京都一酒店內舉辦了超小型電動汽車（EV）“Miluira”的發布會。該車以助力自行車（四輪）的名義注冊，定員為1人。采用原來的鉛電池，充電一次可行駛的續航距離為35km。最大特點是重量控制在了350kg。
該車由靜岡縣浜松市的風險企業Takayanagi負責開發及制造。“底盤采用鋁制。自主生產的馬達機殼采用碳纖維強化樹脂（CFRP），由此減輕了重量”，高柳力也社長這樣強調該車的革新性。
兩天后，日產汽車又在橫濱市發布了全球首款量產型EV“LEAF”（中國名：聆風）。續航距離為200km（JC08模式）。LEAF也通過采用新型蓄電池及輕量化技術，延長了續航距離。重量約為1.5噸。實際上，最初開發時按照與同級別汽油車相同的部件及部材計算了一下，重量將近3噸。而該公司通過采用鋁制車門，并使用大量雖薄但強度高的高張力鋼板作為構造材料，使整體重量減小了一半。
EV需配備數百kg的蓄電池，因此一般情況下比汽油車重。而車輛重量左右續航距離等基本性能。可以說，輕量化確實是個生死攸關的課題。EV除了動力源之外，還使車體材料實現了突破性飛躍。
內裝表皮的8成以植物為原料
豐田在2011年初上市的雷克薩斯“CT200h”，內裝使用以植物為原料的生物PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）樹脂。PET原料中的部分物質——乙二醇（Monoethylene Glycol）是由甘蔗制成的。生物PET與源于石油的PET具有完全相同的強度特性及成形性，可完全代替使用。
豐田掌握每款車型從生產到使用、廢棄整個生命周期（LC）的二氧化碳排放量，并一直致力于減排工作。從碳中和（即使排放通過光合作用而固定的碳，二氧化碳增減也沒有變化）這一觀點來看，植物樹脂對整個LC內的二氧化碳減排非常有效。隨著中國的快速發展，人們越來越擔心石油價格上漲，在這一背景下，采用植物原料還具有可減少石油依賴性的優勢。
此前利用植物樹脂時，與源于石油的樹脂相比，需要對強度及成形性較差的聚乳酸進行改進后再使用。而生物PET亮相后，可能會使樹脂原料迅速向植物轉換。豐田2009年12月上市的“SAI”就將6成的內裝表面替換成了以聚乳酸為主體的植物原料。并計劃2011年內，投放通過導入生物PET使8成內裝換成植物樹脂的新車型。
溫暖化對策及脫石油意識的強化，使汽車的材料也不斷發生變化。目前作為主導的是CFRP等輕量材料及植物樹脂等。
在靜岡縣浜松市設立的浜松產業創造中心將新一代汽車的亮相視為“第2次汽車革命”，并在2009年與當地企業成立了研究會。研究課題包括CFRP、鈦及超高張力鋼板等新材料。汽車革命也是一場材料革命。
上市超小型EV“Miluira”的Takayanag也是研究會的成員企業。汽車的材料革命使材料通過汽車產業幸存下來的同時，還會帶來新的商機。
試制“全樹脂EV”
帝人公司2010年3月發布了概念車“PU_PA EV”。該車為雙座車，續航距離為100km。車體及構造部材采用CFRP，車窗采用聚碳酸酯，實現了輕量化，座席及腳墊采用了生物PET。通過主要部材樹脂化，車輛重量控制在了437kg。據稱這只是原來同款EV的一半左右。
該公司已經向豐田“雷克薩斯LFA”供應了碳纖維及聚碳酸酯。LFA采用的聚碳酸酯是主要用于三角窗（Quarter Window，后部小窗戶）的小型部材，而該公司還用其成功試制出了1.7m2的大尺寸面板。
帝人試制出了聚碳酸酯制大尺寸（1.7m2）車頂面板
目前汽車樹脂化正在向內部部材穩步推進。其中，油箱最具代表性。歐美約8～9成，日本國內約3～4成新車型均采用樹脂而非鐵作為油箱材料。油箱材料需具備不泄露燃料揮發物的氣密性。
可樂麗公司開發的高功能樹脂“EVAL”在該領域占有壟斷份額。雖然高張力鋼板加工技術較高的日本，在汽車樹脂化方面較為落后，但可樂麗的久川和彥EVAL業務部長表示，“近幾年樹脂油箱的應用不斷擴大，已成為一大趨勢”。
德國大型化學廠商BASF也投產了可作為汽車部材的高耐熱性樹脂及植物樹脂。并將該業務定位為戰略領域的一部分，今后將面向樹脂化比較落后的日本汽車廠商大力推廣。
新一代汽車拉動的材料革命即將來臨。
摘自《技術在線》
