华渔新材完成数千万元Pre-A+轮融资,碳纤维为啥能成为新能源汽车“新风口”?

材料每日新鲜报 2023-10-26
3151 字丨阅读本文需 8 分钟

碳纤维复合材料公司——华渔新材料近日完成了数千万元的Pre-A+轮融资,本轮融资由硅港资本、七匹狼旗下七晟基金联合投资,源合资本继续担任独家财务顾问。

国内唯一一家实现碳纤维传动轴和电驱转子护套定点和量产的厂商

华渔新材料成是一家新材料科技创新产品供应商,目前聚焦于碳纤维材料在汽车领域的应用,核心产品包括碳纤维传动轴、碳纤维电驱转子主轴&护套等,是国内唯一一家实现碳纤维传动轴和电驱转子护套定点和量产的厂商。去年,华渔先后完成了两轮融资,加上此次Pre-A+轮,累计融资金额达数千万元人民币。

据悉,因为车企的青睐,不少新材料企业手牵多个巨头伙伴,华渔旗下就有上汽、红旗、东风、小鹏、蔚来、长城、高合、吉利……

新能源材料产业链庞大又丰富,稀土、氟化工、锂电等五大基本板块一度奶活了无数下游企业。光福建龙岩市新材料能源企业就高达90多家,大概是受到整个地区的新能源氛围渲染,2021年,这个城市新材料新能源产业实现产值416.4亿元,增长33.1%;2022年上半年,实现产值284.7亿元,增长32.9%。

具体到某个领域的话,这些年新材料界的日子可谓顺风顺水。以汽车减重目标中最重要的碳纤维为例,2021年,光威复材、中简科技、中复神鹰、吉林碳谷、恒神股份5家碳纤维上市公司首次实现了全面盈利,碳纤维行业的国产化率也由2015年15%逐渐提升至2021年47%。

碳纤维轻质高强,具备抗震性和耐腐蚀性,应用在汽车行业,可降低汽车重量,提高电机电磁效率,从而提高能效和电动车续航里程,也能提升整车的舒适性和使用寿命。不过由于成本相对高昂,先前该材料在汽车上的应用并不多。

但近年来,随着车企对汽车动力性、舒适性等方面的要求提升,碳纤维开始在汽车的动力零部件上打开市场:

行业龙头特斯拉率先在Model S Plaid高性能版车型的电机上增加了碳纤维护套,是首家量产该产品的车企。今年9月,华渔的碳纤维转子护套也在吉利旗下智能电动车品牌极氪的高性能车型(极氪001 FR)上搭载,从百公里加速等指标来看,其性能表现进一步提升。

碳纤维市场火热

碳纤维具有优异的力学性能和化学稳定性,主要应用在航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、交通建设等领域。根据赛奥碳纤维《全球碳纤维复合材料市场报告》显示,2022年全球碳纤维市场需求量为13.5万吨,同比增长14.4%;市场规模43.86亿美元,同比增长29%。

2019年以来,受疫 情、国际形势等因素影响,本土碳纤维企业迎来国产替代机遇期。统计显示,2022年中国市场碳纤维需求总量为74429吨,其中国产碳纤维供应量为45000吨,占比达60%。

市场的火热从企业盈利能力上也可见一斑。在已公布的2023年一季报中,国内碳纤维龙头吉林化纤净利润1207.77万元,同比大增124.65%;中复神鹰归母净利润1.31亿元,同比上升11.28%;中简科技净利润1.48亿元,同比增63.67%。

新能源为什么需要“新材料”?

上世纪至今,先后用于汽车领域应用的新材料不计其数,有贮氢合金、石墨烯、超导材料、超塑性合金、无 声金属、记忆合金……从整车材料构成比例来看,金属材料一直占比较高,为7成左右,近年来,又不断有新材料进入汽车工艺环节。

而新能源市场对材料的需求跟标准也在一个严苛的标准线上愈走愈远,这种收紧的供应现象其实也不难猜,从传统汽车到新能源汽车,造车时进化的工序制作,跟后期整个汽车消费环境对汽车的要求都在渐渐具象化起来。

时至今日,新能源汽车的种种更迭已经不单单只局限在电池身上,造车逼近下一波科技鸿荒,属于车身上的每个部件都跟着向更轻量化的方向靠拢。坦白来讲,电动车的续航问题一日不解决,很多新型材料的市场热度就一日不会消减。

新材料的应用能给新能源汽车带来什么?首先就是减重,减重跟电车续航直接挂钩是毋庸置疑的,特别是在低温天气。数据显示,电动车在冬天的充电时长甚至要增加七成,而低温行驶过程的续航能力一度能跌掉30%至50%。

电池问题迟迟没有完成优化,只能曲线救 国,减少车身重量。电动车的整体重量不比传统燃油车轻,特别是电池、电机、电控“三电”取代了传统燃油车的动力系统,很多情况下,整车重量反而增加。

有媒体统计过,国内的电动乘用车相比全球电动车的平均重量,普遍偏重10%-30%,电动商用车普遍偏重10%-15%。具体来看吉利旗下同类型的帝豪GS,电车就足足增重了220KG。这算是新能源市场继电池续航以后的另一心头大患。

曾经有机构测评过,纯电动汽车重量每降低10kg,续航里程可增加2.5km。电池跟车身减重共同构成了未来新能源汽车续航的重中之重,首选的铝合金、弹性最大的镁合金、最理想的碳纤维皆是汽车新材料中的宠儿。蔚来汽车曾经用一款碳纤维增强型塑料电池外壳,比传统铝或钢制电池外壳轻了40%,热导率比铝低200倍。

据悉,碳纤维的密度是铝合金的1/2,强度却是铝合金的8倍,碳纤维复合材料可降低汽车电池箱体64%以上的重量,应用到底盘,甚至可以减重40%。车重每减10%,便可降低6%到8%的油耗,降低5%到6%的排放,在同样用油情况下,一辆车每小时可以多开50公里。

国内的汽车轻量早就踏入规模市场,仅仅是底盘的轻量化,其增速就高达6年6倍,市场规模将由2019年的46亿元上升至2025年的320亿元;而铝电池盒、副车架市场规模将极速扩容至180亿元、75亿元,CAGR分别为31%和55%。

未来,各种新材料将一发不可收拾,而这不仅仅是整个造车圈主动去契合的一种趋势,更是新能源大环境为车企提前规划的一个伏笔。例如在《节能与新能源汽车技术路线图》里就曾提到过,碳纤维到2030年,占车重的比例要达到5%。

造车圈的命运早就与整个新材料领域紧密相连,任何一个角落风吹草动都有可能给前者带来波折。

碳纤维转子的转速能提升1.4-2倍

转子是电机的核心部件,它的运行能够将电池的电能转化为车辆的动能,一般情况下,电机的转速越高,车辆的行驶速度就越快,但是电机转速过快可能会导致扭矩下降,采用碳纤维护套就是解决此问题的一种方式。另外,在提高电机转速的同时,碳纤维转子护套还可以降低电磁损耗。

“常规转子每分钟1.6万转,而碳纤维转子的转速能提升1.4-2倍,达到2.5甚至3万转。”余许多介绍,电驱转子最高转速提升后,不但能提升加速性能,也能让电动汽车在高速运行下不掉扭矩,提升高速行驶的质感。

实车测试的结果显示,在碳纤维转子护套的加持下,极氪的这款高性能车型百公里加速能达到 2.07 秒,已经超过Model S Plaid的2.1秒,最高时速可达300公里,接近Model S Plaid的322公里,电驱综合效率也比Model S Plaid更高。而实现这样的性能提升,整套电机的成本仅增加了3% - 5%。

余许多介绍,电机转子的运行工况十分恶劣,相当于在零下60度到150度来回转变,且对材料的精度要求极高,形变量需要控制在微米级,华渔自研了树脂配方,并配合客户需求对转子护套进行结构设计,甚至自研了制作转子护套的设备,“是材料、工艺、设计、设备等全产业链的布局。”

电机的加速特性使得性能车在电动车时代更为普及成为可能,华渔的产品率先在极氪车型量产后,陆续还将落地上汽、埃安等十余家主机厂的项目,预计碳纤维电机转子的市场规模约为200亿。

碳纤维在传动轴上应用,同样可以提升车辆的行驶表现

这是汽车传动系中传递动力的重要部件,作用是与变速箱、驱动桥一起将动力传递给车轮,驱动车辆行驶。与传统的钢制传动轴相比,碳纤维传动轴重量可以降低30-60%,动力系统减重后,车辆性能有显著的提升空间,比如扭距可以提升高2.5 倍,最高转速也比原来高50%。

除了减重及提升加速性能之外,碳纤维传动轴还能改善车辆的NVH表现。余许多对36氪解释,一些传统车型在高速行驶时,用户会感受到明显的震动,实际上是传动轴跟动力系统(比如发动机、变速箱等)产生了共振,然后传到了座舱内,而碳纤维传动轴可以通过角度铺层的设计,避开共振频率,从而提升NVH性能。

有主机厂的测试显示,传统的钢轴换成碳纤维轴之后,车辆的百公里加速快了1.4 秒,每百公里油耗降低了0.5 升,而成本仅高了20%。而现在在开发的一些轴款,成本可以跟钢轴持平,甚至比钢轴还要低。

余许多表示,传动轴的项目现在陆续也有十几个车型在推,这块市场预计将会有100 多亿规模。

过去多年来,碳纤维一直围绕军工、航空、航天等领域开发,成本、价格居高不下,但近几年海上风电行业大规模应用碳纤维材料,其产能开始逐渐提升,成本也随之下降。据悉,2019年全球碳纤维的产能还只有17万吨,而去年年底中国在建或已经建成的产能已经达到26万吨。

随着行业产能的进一步提升,碳纤维在汽车行业的应用也将迎来更多机遇。

文章来源: 36氪,道总有理,新华财经

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