碳纤维复合材料在汽车应用上为何叫好不叫座

如果有一种材料可以给汽车带来很多好处和优势，你会选择吗：

一个是显著减轻重量：与钢结构相比，它可以减轻40%-50%的重量，与铝结构相比，可以减轻20%-30%的重量；

二是比强度和刚度高：比强度是钢的七八倍，是铝的三四倍，比刚度是钢和铝的两三倍；

第三，安全性提高：高强度的抗冲击性和优异的能量吸收能力——比金属材料高出四到五倍，可以大大提高汽车的安全性能；

第四，抗拉强度的提高：钢和铝的疲劳强度一般为抗拉强度的30%-50%，而达到70%-80%。优异的抗疲劳性和耐腐蚀性可以延长车身的使用寿命；

第五，减振能力的提高：减振能力和减振性能都比较高。轻合金需要9秒才能停止振动，而它们只需要2秒；

六是零部件数量的显著减少：结构的整体成型可以显著减少零部件和紧固件的数量；

第七，经济性提高：可以提高燃油效率，减少排放，提高续航里程。

它的名字是碳纤维复合材料。这种极轻的材料并不是一种新兴的材料。他早期的申请集中在航空航天领域。自1975年以来，它首次应用于军用飞机，自20世纪80年代以来，它也首次应用于民用飞机。波音787飞机的结构使用率超过50%。

随着汽车行业对轻量化的需求越来越迫切，碳纤维逐渐在传统和新能源汽车中得到尝试和应用。碳纤维复合材料最早应用于汽车行业的高端跑车和豪华车型。自宝马率先将碳纤维复合材料广泛应用于i3、i8等量产车型以来，全球汽车设计制造业掀起了一股碳纤维复合材的研究和应用探索浪潮。

作为全球最大的汽车生产和销售国，中国汽车界同仁在碳纤维复合材料的研发上一直保持冷静。时至今日，仍然缺乏实际的大规模生产应用。除了在其首款车型K50中使用碳纤维复合材料作为外板外板，这是造车新势力，几乎没有一家整车公司使用这种非常先进的材料进行车型的量产。

那么，究竟是什么限制了碳纤维复合材料大规模生产应用的未来呢？

一个明显的原因是碳纤维的价格高。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？大约200元。在当前降低成本、提高效率的趋势下，30倍的价格差异足以吓到购车者和制造商。

在汽车材料的开发和转型中，性能和成本介于钢材和碳纤维材料之间的铝合金已成为目前相对折衷的选择。Nobilis中国区董事总经理兼Nobilis亚洲汽车业务副总裁柳青对他所代表的铝合金轻量化技术路线表示赞同，他表示，先进的材料必须考虑市场和客户的需求。言下之意是，过于先进和脱离需求的产品可能不一定有市场，最好是合适的。

熊飞博士，苏州华特时代碳纤维有限公司有限公司总经理，专注于碳纤维的创业和业务，不认为无法进行制造和人机工程设计是碳纤维复合材料汽车零部件生产成本高的根本原因，并最终动摇了汽车企业在大规模生产应用中的信心。

例如，虽然碳纤维的价格很高，但材料成本仅占碳纤维组件最终成本组成的25%，其余75%为工艺成本。工艺成本是材料成本的三倍，相当一部分是由于设计不合理造成的。

例如，传统的钢制发动机罩通常包括内板和外板，两者之间有加强板、铰链、支架和锁，以及NVH和隔热设施。这种设计在钢构件的生产方法上几乎没有问题。

但如果将其应用于碳纤维复合材料，将带来工艺复杂性和可制造性的挑战，增加不必要的工艺步骤和生产难度，并导致应用碳纤维复合材的固有优势得不到充分利用。它还放大了生产效率低的缺点，大大降低了产品的一次性合格率，最终导致生产成本增加，市场难以打开。

业内人士认为，任何新技术或新材料，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。有必要在适当的地方使用适当的材料，然后使用适当的工艺来制造。只有在设计中遵循材料的固有财产，才能实现工艺可制造性，并最大限度地发挥材料的固有优势，以实现具有最佳结构、性能、效率和成本的替代应用。

大规模应用……

新能源汽车中碳纤维复合材料的离子需要考虑碳纤维材料本身的成本、性能和工艺。汽车零部件的大规模应用需要综合考虑生产、制造、产品成本和全生命周期。三是让更多的制造商认可、认可、认可和认同这种备受大家追捧、需要更多使用的先进材料。只有碳纤维的价值才有黄金价值，它的高贵成本才能被稀释，才能获得“赞美和钦佩”的复合价值和光明未来。

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