《低碳汽車與材料》一書旨在從材料的視角對(duì)低碳汽車的設(shè)計(jì)開發(fā)過程進(jìn)行闡述, 助力材料生態(tài)化、設(shè)計(jì)輕量化、制造綠色化、應(yīng)用健康化、回收環(huán);能囕v研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的提升。全書共分9 章。第1 章介紹了汽車發(fā)展過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn), 從不同維度闡述了發(fā)展低碳汽車的時(shí)代意義; 第2 章講述了國(guó)內(nèi)外綠色低碳工業(yè)轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀, 著重突出對(duì)低碳汽車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求; 第3 章~ 第8 章以生態(tài)材料為主線講述了低碳汽車從材料選擇、材料改性、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用、報(bào)廢、回收的全流程開發(fā)關(guān)鍵技術(shù); 第9 章對(duì)低碳生態(tài)汽車的幾大熱點(diǎn)方向及先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了介紹, 綜述了這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)。
本書適合涉及汽車材料、汽車輕量化、低碳汽車、汽車材料回收利用、綠色制造的工程設(shè)計(jì)研發(fā)人員和管理人員閱讀。
1.吉林大學(xué)汽車輕量化團(tuán)隊(duì)作品。本書的內(nèi)容定位和基本架構(gòu)由國(guó)家特聘專家、吉林大學(xué)馬芳武教授提出,馬芳武教授因病去世后,由王登峰教授團(tuán)隊(duì)編寫,主編為吉林大學(xué)鼎新學(xué)者梁鴻宇,王登峰教授擔(dān)任主審。
2.汽車低碳材料和輕量化入門大全。本書以材料的視角對(duì)低碳汽車的設(shè)計(jì)開發(fā)過程進(jìn)行闡述, 助力材料生態(tài)化、設(shè)計(jì)輕量化、制造綠色化、應(yīng)用健康化、回收環(huán);能囕v研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的提升。
3.薈萃世界先進(jìn)材料和技術(shù),總結(jié)團(tuán)隊(duì)科研開發(fā)及應(yīng)用成果,為汽車材料、汽車輕量化、低碳汽車、汽車材料回收利用、綠色制造工程設(shè)計(jì)研發(fā)和管理人員提供參考借鑒。
汽車自誕生以來, 承載著人們對(duì)美好生活的向往與憧憬, 給人們生活出行帶來便利、風(fēng)馳電掣的自由以及個(gè)性化風(fēng)格的表達(dá), 同時(shí)也體現(xiàn)了不同時(shí)代的社會(huì)屬性。如今, 汽車低碳化已成為全行業(yè)的發(fā)展共識(shí), 與電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化并駕齊驅(qū), 各類先進(jìn)技術(shù)層出不窮。
本書的撰寫計(jì)劃是2019 年由國(guó)家特聘專家、吉林大學(xué)馬芳武教授提出的。馬芳武教授在歐美和國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)及高校工作30 余年, 在汽車性能開發(fā)、輕量化、NVH 和智能化技術(shù)等領(lǐng)域具有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn), 他大力倡導(dǎo)生物基材料等低碳環(huán)保材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展, 將其推薦寫入中國(guó)汽車輕量化發(fā)展戰(zhàn)略文件中,并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)復(fù)雜服役條件下生態(tài)材料的設(shè)計(jì)改性開展了大量基礎(chǔ)研究。不幸的是, 在本書編撰過程中, 馬芳武教授因病醫(yī)治無效, 與世長(zhǎng)辭, 臨終委托弟子梁鴻宇完成本書的編寫工作。
全書共分9 章。第1 章介紹了汽車發(fā)展過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn), 從不同維度闡述了發(fā)展低碳汽車的時(shí)代意義; 第2 章講述了國(guó)內(nèi)外綠色低碳工業(yè)轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀,著重突出對(duì)低碳汽車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求; 第3 章分析了汽車用材的發(fā)展趨勢(shì), 指出生態(tài)材料在低碳汽車設(shè)計(jì)中的性能優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用價(jià)值; 第4 章詳細(xì)介紹了生態(tài)材料的起源、分類、性質(zhì)及應(yīng)用范圍; 第5 章講述了主流的生態(tài)材料改性方法及當(dāng)前的研究現(xiàn)狀; 第6 章對(duì)典型的低碳輕量化設(shè)計(jì)方法展開介紹, 梳理出從材料到產(chǎn)品之間的關(guān)鍵研發(fā)環(huán)節(jié); 第7 章對(duì)生態(tài)材料在汽車上的應(yīng)用進(jìn)行綜述總結(jié), 并對(duì)其目前的應(yīng)用局限性及技術(shù)挑戰(zhàn)進(jìn)行具體闡述; 第8 章介紹了汽車關(guān)鍵零部件及材料的報(bào)廢、回收、拆解及再利用關(guān)鍵技術(shù); 第9 章對(duì)低碳生態(tài)汽車的幾大熱點(diǎn)方向及先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了介紹, 綜述了這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì), 展望了未來低碳生態(tài)汽車集低碳材料、輕量設(shè)計(jì)、清潔能源、智能控制、生態(tài)出行為一體的美好愿景。
本書由國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)專家、學(xué)者, 歷時(shí)四年, 共六輪編撰完成。吉林大學(xué)馬芳武教授完成了本書大綱的搭建和每章主要內(nèi)容的確定, 吉林大學(xué)鼎新學(xué)者梁鴻宇接任全書的主編并完成統(tǒng)稿工作, 吉林大學(xué)王登峰教授承擔(dān)本書的總審工作, 丁祎博士在本書寫作過程中給予了許多實(shí)質(zhì)性指導(dǎo)。本書第1 章由丁祎編寫; 第2 章由張延、趙明楠、李家昂[中汽碳(北京) 數(shù)字技術(shù)中心有限公司] 編寫; 第3、7 章由梁鴻宇(吉林大學(xué)) 編寫; 第4、5 章由薛桂連(吉林大學(xué)) 編寫;第6 章由蒲永鋒(吉林大學(xué))、盧春達(dá)(吉林大學(xué)) 編寫; 第8章由田廣東(北京建筑大學(xué))、孫昊(吉林大學(xué)) 編寫; 第9 章由吳量(吉林大學(xué))、馬文婷(中國(guó)第一汽車集團(tuán)有限公司)、劉百川(吉林大學(xué)) 編寫。在此, 對(duì)以上參與本書編撰的全體人員表示衷心的感謝! 同時(shí), 特別感謝機(jī)械工業(yè)出版社母云紅等編輯在本書寫作與出版過程中給予的大力支持與幫助。
本書的撰寫寄托著馬芳武先生對(duì)我們的傳承以及我們對(duì)先生的深切懷念。在撰寫過程中, 我們深深地認(rèn)識(shí)到由于個(gè)人能力、學(xué)識(shí)極其有限, 本書可能仍存在一些錯(cuò)誤與紕漏之處, 懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正的同時(shí)給予更多寶貴的修改意見。
梁鴻宇
吉林大學(xué)鼎新學(xué)者
梁鴻宇,吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院車輛工程本碩博,吉林大學(xué)鼎新學(xué)者。主要研究方向:新能源汽車輕量化設(shè)計(jì)理論與方法、車輛多功能構(gòu)型與結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、仿生多胞超材料設(shè)計(jì)。主持國(guó)家自然科學(xué)青年基金1項(xiàng)、廣西重大專項(xiàng)子課題1項(xiàng),以第一或通訊作者發(fā)表高水平論文20篇(含中科院1區(qū)TOP期刊8篇),授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng),主編機(jī)械工業(yè)出版社出版圖書《低碳汽車與材料》,參編碳纖維復(fù)合材料汽車零部件相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng),兼任《Composites part B-engineering》《International Journal of Mechanical Sciences》《Automotive Innovation》《Reviews on Advanced Materials Science》《汽車工程》等審稿專家。獲得中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)全國(guó)首屆博士生學(xué)術(shù)論壇優(yōu)秀報(bào)告獎(jiǎng)、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)優(yōu)秀青年論文獎(jiǎng)、中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新與促進(jìn)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、江西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
目 錄
前 言
第1 章
汽車的魅力與
人類出行
1.1 引言...001
1.2 汽車與人類出行的關(guān)系...001
1.3 科學(xué)與創(chuàng)新引領(lǐng)方向...003
1.4 小結(jié)...004
參考文獻(xiàn)...004
第2 章
世界綠色工業(yè)設(shè)
計(jì)現(xiàn)狀及對(duì)汽車
產(chǎn)品的要求
2.1 引言...005
2.2 汽車綠色工業(yè)設(shè)計(jì)起源...005
2.3 低碳生態(tài)汽車發(fā)展環(huán)境分析。埃埃
2.4 中國(guó)生態(tài)汽車評(píng)價(jià)規(guī)程...011
2.5 小結(jié)...021
第3 章
汽車用材的發(fā)展
趨勢(shì)
3.1 引言...022
3.2 高強(qiáng)度鋼與超高強(qiáng)度鋼...022
3.3 鋁合金。埃玻
3.4 鎂合金...028
3.5 車用塑料...030
3.6 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料...034
3.7 生物基復(fù)合材料...038
3.8 小結(jié)...039
參考文獻(xiàn)...039
第4 章
生態(tài)材料
4.1 引言...041
4.2 生態(tài)材料的時(shí)代背景...041
4.3 生物基化學(xué)品...042
4.4 生物基塑料...045
4.5 生物基可降解塑料的合成與降解...049
4.6 木塑復(fù)合材料...056
4.7 生態(tài)材料的發(fā)展前景...058
4.8 小結(jié)...061
參考文獻(xiàn)...061
第5 章
生態(tài)材料改性
5.1 引言...063
5.2 物理改性...063
5.3 化學(xué)改性...067
5.4 表面改性...070
5.5 常用的可降解塑料的改性方法...074
5.6 木塑復(fù)合材料的改性方法...081
5.7 小結(jié)...083
參考文獻(xiàn)...083
第6 章
低碳輕量化設(shè)計(jì)
6.1 引言...085
6.2 輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)...085
6.3 先進(jìn)成型工藝...099
6.4 異種材料連接技術(shù)...108
6.5 新能源汽車全新架構(gòu)設(shè)計(jì)...115
6.6 仿生微結(jié)構(gòu)材料...122
6.7 小結(jié)...127
參考文獻(xiàn)...127
第7 章
生態(tài)材料在汽車
上的應(yīng)用
7.1 引言...129
7.2 生態(tài)材料在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用...129
7.3 生態(tài)材料在汽車外飾上的應(yīng)用...132
7.4 生態(tài)材料在車身結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用...134
7.5 生態(tài)材料在汽車底盤件上的應(yīng)用...136
7.6 生態(tài)材料在汽車上的其他應(yīng)用...137
7.7 生態(tài)材料在各車型上的綜合應(yīng)用...140
7.8 小結(jié)...144
參考文獻(xiàn)...144
第8 章
汽車的報(bào)廢、回收、
拆解及再利用
8.1 引言...146
8.2 汽車的報(bào)廢與拆解...146
8.3 汽車材料回收的主要流程及關(guān)鍵技術(shù)...158
8.4 汽車零部件的修復(fù)與再利用...174
8.5 新能源車動(dòng)力電池的回收...181
8.6 小結(jié)...193
參考文獻(xiàn)...194
第9 章
低碳生態(tài)汽車的
先進(jìn)技術(shù)
9.1 引言...195
9.2 低碳、清潔動(dòng)力技術(shù)...195
9.3 新能源汽車熱管理技術(shù)...204
9.4 高效電驅(qū)動(dòng)技術(shù)...209
9.5 生態(tài)駕駛與共享出行...211
9.6 小結(jié)...220
參考文獻(xiàn)...220