环保新材料在汽车设计中的应用研究

陈挚

摘 要：在汽车行业发展的过程中必须要满足环保的要求，在汽车设计中运用环保新材料可实现节能减排，但这并不是单纯运用环保新材料进行设计，而是在保证安全性能的前提下進行环保，因此如何在汽车设计中运用环保新材料值得探索。本文将重点对此进行分析讨论，并探析目前市面上主流的环保新材料方法。

关键词：环保新材料 汽车设计 应用

Research on the Application of Environmentally Friendly New Materials in Automobile Design

Chen Zhi

Abstract：During the development of the automobile industry， the requirements of environmental protection must be met. The use of environmentally friendly new materials in automobile design can achieve energy saving and emission reduction， but this is not simply the use of environmentally friendly new materials for design， but the premise of ensuring safety performance. Therefore， how to use environmentally-friendly new materials in automobile design is worth exploring. This article will focus on this analysis and discussion， and explore the current mainstream environmental protection new material methods on the market.

Key words：environmentally friendly new materials， automotive design， application

环保新材料在当前汽车设计制造产业当中是一个比较主流的话题，与新能源汽车具有同等的地位，环保新材料的有效应用，可以实现汽车设计的优化发展，并且可以节约成本。但在汽车中运用该材料并不是单纯进行设计，而是需要综合考虑多方面因素。因此分析如何在汽车设计中进行环保新材料设计，具有非常典型的价值与意义。

1 汽车环保涂装的实际应用分析

在紧凑型工艺流行之前，在新建涂装线的作业当中，普遍应用传统水性工艺。于传统水性工艺而言，能耗相对较大，因此应用时成本较高。推动传统水性工艺向紧凑型工艺转变，不仅可以降低能耗，而且可以节省材料，有助于推动汽车涂装的进一步发展。在传统水性工艺优化的过程当中，会受到诸多因素的限制，因此，改造难度大，并且需要投入过多资金。

目前有一种新型技术，以PPG的XPBasecoat为代表，在完成打胶、电泳等工艺后，可以采用色漆喷涂，省去了繁杂的步骤。在应用新工艺时，不需要将设备进行改造，直接达到紧凑型工艺的效果，可帮助降低施工成本30%左右。对于新材料的开发工作而言，需要寻找相应的紫外光吸收剂。于新技术而言，将中涂配方设计有效融入到色漆配方当中，可以控制紫外线透射率，从而使涂层工艺达到相应的要求。

目前该技术运用得较为成功的款式是黑色、白色两种。通过对近几年市场上车辆的色漆占比进行分析可以发现，黑色与白色两种颜色的占比较大，达到了50%以上。在优化传统水性工艺的过程中，可以大批量生产黑色、白色两种色漆，可以将打磨工艺、中涂喷漆等进行关闭。与传统的水性工艺相比，如图1所示。该技术在应用的过程中，可能会使车身内表出现针孔问题，但是可以通过调整油漆助剂或者优化喷涂参数等方式解决这一问题。

某汽车公司对该新产品进行了适当的改造，改造从多个方面入手，如，生产方面的管理工作、设备的改造升级等。该生产线主要生产黑白两种颜色，按照颜色集中生产汽车，在作业的过程当中关闭中涂工艺，这样不仅可以将生产工艺简化，而且可以将作业集中，在其他颜色的生产期间，将多种作业集中开展，如中涂打磨、中涂喷漆。在初期调试阶段，相关生产作业发展较为顺利，并且生产质量与预期目标相符。

2 石墨烯制备的应用

结合新能源汽车锂离子电池的相关要求，在选择负极材料时，应满足以下几点要求：第一，容纳锂离子的数量较多，不仅要体现在体积上，而且要体现在质量上。第二，工作电压应低于锂金属，在工作的过程当中，电压不应根据锂含量的变化而产生大幅度的变化，这样可以确保与正极材料相匹配，在锂离子电池运作的过程当中，并不会与电解液相融。第三，该种材料成本低且环保性较优。

现阶段新型电动汽车呈现出了快速发展的趋势，其动力来源主要来自于锂电池。为了保证新型电动汽车的可持续发展，需要对锂电池的性能提出更高的要求，在优化锂电池性能的过程当中，需要重视负极材料发挥的作用，如图2所示。并重点研究材料选择以及制备方面的相关内容。于锂电子而言，拥有电荷转移阻抗性能，是材料的未来主要应用趋势，可以为负极材料的改进发展提供必要的支持。

3 环保型水性涂料

水性涂料在汽车中主要应用于底漆、中涂。在西方国家中，汽车行业普遍将水性涂料应用在金属底色漆以及中涂等工艺中，其中日本水性底色漆的应用达到了70%以上，西欧国家的应用在80%，德国几乎100%都使用水性底色漆。我国的汽车生产厂家也逐渐普及水性涂料，其中包括独资企业、合资企业等。截止到现阶段，我国的底涂生产线、中涂生产线逐渐增多，其中以上海通用汽车打造的生产线为主。现阶段汽车在涂装的过程当中，工作人员会以水性涂料作为设计的重点。现阶段环保政策逐步落实，环保理念深入人心，汽车生产中应用的涂料必须要进行转变，应逐渐向环保型的水性涂料进行发展，使用的工艺成本也将逐渐减少，污染程度逐渐降低，逐步向绿色发展目标前行，在对汽车水性涂料进行研究的过程当中，可以推进汽车水性涂料的进一步发展。