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纤维复合材料——纤维复合材料中的实力担当
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导读：不少展商在第26届中国复合材料工业技术展览会上展示了车用复合材料的相关应用。如在电池件、板簧、轮毂、保险杠、地板、行李箱等部件上使用纤维复合材料以提高部件强度的同时减轻重量。
【塑料机械网 塑料时讯】与金属材料相比，纤维复合材料在汽车整车和零部件上的使用可实现100~350kg减重，纤维复合材料具有整体成型、可设计性强、减震性能良好等优点，是汽车轻量化的必由之路。当前，几乎所有的新能源汽车均成功批量使用纤维复合材料，减重效果明显，性能提升稳定。在汽车领域，实现车辆结构减重是大势所趋。结构减重不仅有助于大幅降低油耗，还可以提升车辆有效载荷。由此可见，整车轻量化设计对未来城市车辆或电动汽车产业至关重要。在提高燃料效率和减轻车身重量的需求下，
不少展商在第26届中国复合材料工业技术展览会上展示了车用复合材料的相关应用。如在电池件、板簧、轮毂、保险杠、地板、行李箱等部件上使用纤维复合材料以提高部件强度的同时减轻重量。
一、复合材料整车：强度更高、重量更轻
随着整车轻量化科技的进步，复合材料将会越来越多的出现在汽车的车身成型技术中。同等质量下强度更高、重量更轻的碳纤维复合材料从眼下来看无疑是一个非常靠谱的选择。
中科院宁波材料技术与工程研究所 ：碳纤维复合材料新能源汽车G10-F
中科院宁波材料技术与工程研究所打造的碳纤维复合材料新能源汽车G10-F是采用CFRP车身和铝合金底盘制造的新型EV车型。CFRP车身主结构75kg，26个CFRP零部件，整车重量为750kg，比传统配置车型零部件减少75%，车身减重30%，整车减重20%。CFRP平均单位重量的能量吸收比钢约高2.5倍，显着提高了抗冲撞性能。
蔚来 ：碳纤维后地板总成、碳纤维电池壳以及 21英寸碳纤维合金轮毂
蔚来ES6是一款高性能长续航智能电动SUV汽车，车身采用航空级铝合金和高性能碳纤维复合材料制造而成。前文介绍的其车身部件，包括碳纤维后地板总成、碳纤维电池壳以及21英寸碳纤维合金轮毂也对整车的轻量化做出巨大贡献。
蔚来ES6采用碳纤维后地板总成，包括碳纤维座椅板总成、碳纤维横梁总成和碳纤维地板总成三个分总成，共4个碳纤维复合材料零件。经过蔚来测试证明，碳纤维后地板的使用让车身整体的扭转刚度更高， 被动安全性能提高，整体耐久性也得到很大提升。遵循 “合适的材料用到合适的位置”的设计选择，碳纤维后地板嵌入到全铝车身中，比铝合金减重30%以上，与相同体积的高强度钢相比，重量仅仅是它的20%。
德国SGL为蔚来ES6配套研发了碳纤维复合材料电池外壳样件。电池上下壳体采用了三明治芯材和多层碳纤维无卷曲织物相结合的方式。模具由SGL旗下的轻量化应用研发中心研制，碳纤维由SGL位于美国和苏格兰的工厂提供，并在德国工厂加工成无卷曲织物，后部件生产和组装在奥地利工厂完成。
科思创MaezioTM热塑性复合材料为蔚来ES6配备全新21英寸碳纤维合金轮毂。轮毂采用碳纤维插片，旨在提高整车品质，带来更轻、优化的造型设计，改善轮毂的空气动力学表现。MaezioTM凭借其独特的单向纤维纹理和表面处理方式的多样性为创造理想的外观效果提供了可能性。
二、复合材料部件：汽车轻量化材料的新宠
1.电池部件 ：实现复杂结构制造
随着汽车轻量化进程的发展，纤维复合材料在汽车应用也越来越多。在汽车各部分的结构件中，使用纤维复合材料为原材料的电池部件比较受欢迎。
北京市碳纤维工程技术研究中心 ：连续纤维增强热塑性复合材料动力电池箱
北京市碳纤维工程技术研究中心推出了一款连续纤维增强热塑性复合材料动力电池箱。该产品采用连续纤维增强热塑性有机板材为主体，通过FiberForm一步成型工艺使短切纤维增强塑料包覆有机片材并形成加强筋和装配结构。与纤维增强PPS注塑产品相比减重达到50%。连续纤维有机片材能够提供更高的强度，通过铺层设计可以实现更高的结构效率。同时，连续纤维增强复合材料结构具有更好的抗冲击性。
赢创 ：VESTALITE®电动汽车电池箱体
赢创展示了VESTALITE®电动汽车电池箱体。这种多材料体系的电池箱结构设计可以满足安全性要求，实现复杂结构的制造，优化电池箱的组装设计。通过电池系统尺寸和能量的模块化实现低成本的设计和制造，可实现优异的能量密度和结构重量。
山东双一 ：PCM电池箱盖
山东双一的PCM电池箱盖采用预浸料模压工艺制造，实现了标准电池箱上盖的轻量化，产品质量≤2.3kg。该产品是为了满足新能源汽车轻量化的要求，具有结构强度高、重量轻、产品质量好等性能特点。产品已经在大巴车上应用，市场潜力巨大。
2.板簧 ：舒适性高、减震效果明显
复合材料板簧比等效钢制板簧减轻50%。同时还具有疲劳寿命高，舒适性更好，较小等优势。因此也越来越受到新能源汽车生产商的青睐。
北京中材汽车复合材料有限公司 ：玻纤板簧
北京中材汽车复合材料有限公司的玻纤板簧整体工艺路线采用预浸料模压技术路线，通过结构设计和优化保证零件的刚度值要求，接口尺寸、弧高要求、安装空间要求等；轻量化效果明显，减重率达到61%~65%。
ACTC公司 ：板簧
ACTC公司的板簧通过多部件一体化设计开发，有效平衡成本控制和性能提升。耐疲劳，抗腐蚀，比传统金属板簧轻50%。设计灵活性高，紧凑型设计可提高75%的车内空间。减震效果明显，可提升车辆驾驶性能。
萨泰克斯 ：复合材料板簧
萨泰克斯展示的复合材料板簧用于纯电动轻卡，由于使用了超级耐疲劳织物，相比传统板簧，具有质量轻(减重60%)、安全性高、寿命长(金属板簧3倍)、舒适性高等优点，大幅提升了整车产品竞争力。
擎弓科技 ：全新复合材料板簧
擎弓科技自主知识产权研发的全新复合材料板簧更轻盈，复合材料比重1.972，可提高燃油效率和续航里程。以30t的物流车举例：19kg重的复合材料板簧，可替换原重123kg的钢板弹簧，单簧减重85%。整车优化后减重达到434kg，轻量转化为直接的经济效益为6.84万/年。
3.复合材料轮毂 ：减轻重量、增加汽车制动
汽车制动是保障人们安全的重要前提，复合材料轮毂不仅具有减轻重量的效果，还能很大程度上增强汽车的制动，除此之外，复合材料轮毂还可以减少燃料消耗，目前在汽车上也具有良好的应用前景。
中化 ：新能源轮毂盖
中化的新能源轮毂盖采用碳纤维增强聚烯烃树脂，具有优异的喷涂性能，不需要机械处理即可达0级油漆附着力，冲击韧性显着提高，满足汽车轻量化的需求，降低应用成本，提高生产效率，为汽车复合材量产难题提供了新的解决方案。
赢创和同济电车队 ：一体式碳纤维轮毂
赢创和同济电车队打造了一款全新赛车，在同济电车队首次推出的一体式碳纤维轮毂的轮辐部分，使用ROHACELL·110WF硬质结构泡沫。该产品良好的力学性能以及可观的轻量化表现为轮毂、车辆轮边的重量减轻做出了贡献。
4.保险杠 ：重量轻、抗冲击
保险杠系统是汽车低速碰撞时的主要承载和吸能构件，对保护汽车其他零部件和乘员安全起着至关重要的作用。因此，高强度的复合材料保险杠也越来越得到消费者的重视。
东丽 ：RC-F的复合保险杠
东丽展示了面向雷克萨斯RC-F的复合保险杠，这是一种基于AL挤出材料 CFRP粘结保险杠的概念，该产品使用T700S/#2300快速固化型150℃预浸料，
用铝BumpRP内侧的手工铺层，固化炉固化粘结成型。针对冲撞时产生的张力，使用CFRP材料补强。与加厚铝材补强相比，增加重量控制在20%，适用于要求短时间内完成加工成型的汽车部件的快速固化预浸料。
能海模塑 ：高强度汽车黑色保险杠能海模塑替江淮汽车制造了一款高强度汽车黑色保险杠，采用PDCPD工艺，此模具生产的保险杠具有高强度，重量轻，防腐蚀和易喷涂的作用。在设计模具结构上牢固不易产生变形，从而提高模具的使用寿命。
5.地板 ：减轻重量、降低能耗
车身是汽车重要的组成部分，而地板又是车身的主要承力部件，新型碳纤维复合材料地板解决方案在不降低性能的前提下减轻重量，对于降低能耗、增加续航里程具有重要意义。
重庆长安汽车股份有限公司 ：一体化快速模压碳纤维
前地板
重庆长安汽车股份有限公司基于国家重点研发计划“轻量化纯电动轿车集成开发技术”，打造了一款一体化快速模压碳纤维前地板，将原有11个钢制件集成为1个零件，减重率达59.2%，强度更高，成型时间短，尺寸精度高。
该地板通过了C-NCAP碰撞五星要求，获得3项国家专利，具有较大应用潜力。
6.其他部件
卡涞科技 ：热塑性刹车踏板
卡涞科技的热塑性刹车踏板采用PA66基体材料和玻璃纤维增强材料打造，该产品证明了玻璃纤维连续增强有机板可以用在结构部件和安全部件的可行性。与钢材相比，重量减轻了52%，目前正在进行验证并通过了概念测试(弯曲测试3kN)。
华阳新材料研发有限公司 ：碳纤维行李箱护板
华阳新材料研发有限公司的碳纤维行李箱护板致力于车型的行李箱护板的轻量化，从结构刚度、碰撞性能和工艺成型出发，对产品结构进行优化。国内首次设计出同时满足HP-RTM和WCM两种工艺要求的行李箱护板成型模具，成功制备出碳纤维增强复合材料行李箱护板，满足技术要求的同时，同比减重53%。
北京中材汽车复合材料有限公司 ：大马力发动机油底壳
北京中材汽车复合材料有限公司的大马力发动机油底壳采用PA 玻璃纤维注塑，实现结构功能一体化，可降低部件重量，降低产品噪音，提高产品性能，形状设计自由度，增强产品竞争力。目前这款油底壳已经实现量产。
随着环保意识的增强，各国纷纷推行降低汽车油耗的政策，并将突破口放在了汽车轻量化方面。纤维复合材料是目前汽车轻量化解决方案中前沿且具有潜力的材料。尤其是近两年，新能源汽车的快速发展给纤维复合材料的发展提供了巨大机遇。未来，纤维复合材料将继续为汽车轻量化创造出更大的价值。
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