作為汽車(chē)保有量居全球前列的美國(guó),發(fā)掘汽車(chē)節(jié)能潛力意義重大。隨著美國(guó)政府全面進(jìn)行能源戰(zhàn)略推廣,從政府到企業(yè),越來(lái)越多的投資開(kāi)始聚焦汽車(chē)領(lǐng)域,僅8月上半月美國(guó)能源部就批準(zhǔn)了26個(gè)相關(guān)資助項(xiàng)目,其中車(chē)用動(dòng)力電池和碳纖維復(fù)合材料絕對(duì)是新寵。
節(jié)能環(huán)保的電池動(dòng)力車(chē)雖然已成為汽車(chē)生產(chǎn)商爭(zhēng)相涉足的前沿領(lǐng)域,然而動(dòng)力電池昂貴的價(jià)格加上續(xù)航能力有限,讓許多消費(fèi)者望而卻步。如何提升動(dòng)力電池的性能、完善其不足成為亟待解決的問(wèn)題。為生產(chǎn)更強(qiáng)、更安全、更輕的汽車(chē)材料,降低電動(dòng)交通工具的電池成本并改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能,美國(guó)能源部已經(jīng)資助了一系列提升汽車(chē)能源效率的技術(shù)項(xiàng)目,以保持美國(guó)在全球工業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。進(jìn)入8月以后,在該領(lǐng)域的投資更顯密集。
8月2日,美國(guó)能源部宣布,將向19個(gè)儲(chǔ)能創(chuàng)新項(xiàng)目投資4300萬(wàn)美元,以推動(dòng)先進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)以及輸電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。其中著眼于最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有電池技術(shù)潛力的12個(gè)項(xiàng)目,將獲得總計(jì)3000萬(wàn)美元的資助。這些創(chuàng)新將幫助降低成本并改進(jìn)下一代存儲(chǔ)技術(shù),從而加快混合動(dòng)力車(chē)的普及。其中,將獲得資助的位于俄亥俄州哥倫布市的巴特爾研究所,計(jì)劃研制一個(gè)光學(xué)傳感器,以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池內(nèi)部環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另外7個(gè)項(xiàng)目共將獲得1300萬(wàn)美元的資助,以幫助小型科技公司探索最前沿的電能存儲(chǔ)技術(shù),包括開(kāi)發(fā)新型化學(xué)電池。
碳纖維復(fù)合材料因可以大幅減輕車(chē)身質(zhì)量,而開(kāi)始應(yīng)用在一些高端車(chē)型上,但大規(guī)模使用一直受限于高成本。因此開(kāi)發(fā)低成本碳纖維復(fù)合材料,擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用將是未來(lái)的重點(diǎn)。為此,8月13日,美國(guó)能源部宣布了7個(gè)新的投資項(xiàng)目,加速下一代更輕更強(qiáng)車(chē)用材料的開(kāi)發(fā)。這些項(xiàng)目包括開(kāi)發(fā)模型工具以助產(chǎn)高性能碳纖維復(fù)合材料和先進(jìn)鋼材,以及對(duì)新型輕量化高強(qiáng)度合金的研究。今年美國(guó)能源部將向這些項(xiàng)目提供800萬(wàn)美元資金,明年將追加投資1375萬(wàn)美元。在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用方面,位于華盛頓里奇蘭的美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將獲得100萬(wàn)美元投資,用于集成和驗(yàn)證纖維取向和長(zhǎng)度分布模型,并用來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)雜的三維注塑成型的碳纖維熱塑性復(fù)合材料汽車(chē)零件。
美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文當(dāng)日表示:“這項(xiàng)投資計(jì)劃建立在奧巴馬政府燃油經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上。有了這些更強(qiáng)更輕的材料,我們就有機(jī)會(huì)顯著提高汽車(chē)燃料的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)也將幫助美國(guó)在汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造方面保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”
其實(shí),早在2011年7月29日,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就與13個(gè)大型汽車(chē)制造商達(dá)成協(xié)議,將2012~2016年的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)提高到35.5英里/加侖,到2025年轎車(chē)和輕型卡車(chē)這一指標(biāo)達(dá)到54.5英里/加侖。
因看好未來(lái)市場(chǎng)前景,美國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)商和化工巨頭也都在汽車(chē)節(jié)能方面加緊布局。今年6月,美國(guó)密歇根州米德蘭市迎來(lái)了第五家電動(dòng)車(chē)用電池生產(chǎn)廠——陶氏柯卡姆鋰離子聚合物電池工廠在這里破土動(dòng)工。工廠投產(chǎn)后,每年可為60000輛電動(dòng)汽車(chē)配上電池。
今年4月中旬,美國(guó)第二大汽車(chē)生產(chǎn)商福特汽車(chē)公司與陶氏化學(xué)簽署協(xié)議,雙方計(jì)劃合作開(kāi)發(fā)將先進(jìn)碳纖復(fù)合材料大批量應(yīng)用于汽車(chē)和卡車(chē)上的經(jīng)濟(jì)可行性。在2020年之前,福特計(jì)劃為新推出的車(chē)型減重250 ̄750磅。另外,輕型材料也能幫助福特提高其電動(dòng)車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)單次充電的行駛里程。福特首席技術(shù)官保羅·馬斯卡奈斯表示:“減輕車(chē)重可大幅提升車(chē)輛的能源效率,對(duì)于增加插電式混合動(dòng)力車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程而言更為關(guān)鍵。”
4月1日,帝人公司位于美國(guó)密歇根州的復(fù)合材料應(yīng)用中心開(kāi)業(yè),該技術(shù)中心重點(diǎn)關(guān)注碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料在汽車(chē)和其他工業(yè)方面的應(yīng)用研發(fā)。帝人公司2011年12月與通用汽車(chē)公司簽署了一項(xiàng)協(xié)議,計(jì)劃共同開(kāi)發(fā)先進(jìn)的碳纖維復(fù)合材料技術(shù)。帝人表示,將拓展一直以來(lái)只應(yīng)用于高級(jí)轎車(chē)的碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料應(yīng)用范圍,并增加產(chǎn)量。預(yù)計(jì)2015年該材料有望應(yīng)用于數(shù)萬(wàn)輛的量產(chǎn)車(chē)上。通用汽車(chē)公司副董事長(zhǎng)史蒂夫·格斯基表示:“我們與帝人的合作將徹底改變碳纖維在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用方式,這項(xiàng)技術(shù)甚至可能改變一個(gè)行業(yè)的游戲規(guī)則。”