为什么碳纤维复合材料在汽车应用中如此受欢迎？

发布于：2024-05-16 编辑：匿名来源：网络

中国汽车新闻网如果有一种材料可以给汽车带来很多好处和优点，你会选择：一、大幅减重：与钢结构相比，可减轻40%-50%的重量，而与铝材相比结构与铝材相比，可减轻重量20%-30%；其次，比强度和比刚度高：比强度是钢的七至八倍，是铝的三至四倍，比刚度是钢、铝的二至三倍；第三，提高安全性：抗冲击能力高，能量吸收能力优异——比金属材料高四五倍，可以大大提高汽车的安全性能；第四，提高抗拉强度：钢、铝的疲劳强度一般为抗拉强度的30%-50%，有的达到70%-80%。

优异的抗疲劳性和耐腐蚀性能延长车体的使用寿命；第五，吸振能力提高：吸振能力和减振性能高，重量轻，合金需要9S停止振动，他只需要2S；六、零件数量大大减少：结构一体成型，可大大减少零件和紧固件的数量；第七，经济性提高：可以提高燃油效率，减少排放，延长电池寿命里程等。

它的名字叫碳纤维复合材料。

这种极其轻质的材料并不是一种新材料。

其早期应用集中在航空航天领域。

它于2000年首次应用于军用飞机，随后于20世纪80年代应用于民用飞机。

波音飞机的结构超过50%。

随着汽车行业对轻量化的需求日益迫切，碳纤维开始在传统汽车和新能源汽车上逐步尝试和应用。

碳纤维复合材料首先应用于汽车领域的高端跑车和豪华轿车车型。

自宝马率先将碳纤维复合材料应用于i3、i8等量产车型以来，全球汽车设计和制造行业掀起了一股碳纤维复合材料研究和应用讨论的热潮。

作为全球最大的汽车产销国，中国汽车同仁在碳纤维复合材料的研发上一直从容不迫。

迄今为止，仍缺乏真正的量产应用。

除了造车新势力前途汽车在其首款车型K50的车身外覆盖件上大量使用碳纤维复合材料外，几乎没有整车企业在量产车型上使用过这种非常先进的材料。

那么，到底是什么限制了碳纤维复合材料的量产应用前景呢？一个明显的原因是碳纤维的高价格。

一公斤钢材多少钱？大约6-8元。

一公斤碳纤维复合材料多少钱？关于人民币。

在当前降本增效的大趋势下，30倍的差价足以让汽车采购商和制造商感到害怕。

在汽车材料的发展和变革中，性能和成本介于钢铁材料和碳纤维材料之间的铝合金成为较为妥协的选择。

诺贝丽斯中国董事总经理、诺贝丽斯亚洲汽车业务副总裁刘庆对他所代表的铝合金轻量化技术路线表示认可，表示先进材料必须考虑市场和客户的需求。

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言外之意就是，太超前、紧缺的产品不一定有市场，适合的最好。

以碳纤维为业务的苏州华特时代碳纤维有限公司总经理熊飞博士却不这么认为。

未能针对制造和人体工程学进行设计是导致目前碳纤维复合材料汽车零部件生产成本居高不下的原因，也是最终动摇整车企业大规模生产应用信心的根本基础。

例如，虽然碳纤维的价格较高，但材料成本仅占碳纤维零件最终成本的25%，另外75%是工艺成本。

工艺成本是材料成本的三倍，其中相当一部分是由于设计不合理造成的。

例如，传统的钢制引擎盖通常包括内板和外板，其间有加强板、铰链、支柱、锁等。

它还包含NVH和隔热设施。

这种设计对于钢部件非常重要。

从制作方法上来说，几乎没有任何问题。

但如果应用于碳纤维复合材料，会带来工艺复杂性和可制造性挑战，增加不必要的工艺步骤和生产难度，导致碳纤维复合材料应用的固有优势无法发挥，放大除了生产效率低下的缺点外，产品的一次性合格率也明显降低，最终导致生产成本增加，难以打开市场。

业内人士认为，任何新技术、新材料，包括碳纤维复合材料、铝合金等，都不可能是完美的，都有其局限性。

在正确的地方使用正确的材料并使用正确的工艺来制造它们。

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只有遵循材料固有特性的设计，才能实现工艺可制造性，最大限度地发挥材料的固有优势，从而实现结构最佳、性能最佳、效率最高、成本最低的替代应用。

碳纤维复合材料若要批量应用于新能源汽车，首先要考虑碳纤维材料本身的成本、性能和工艺；其次，如果要批量使用汽车零部件，必须从生产制造、产品成本、全生命周期等方面考虑。