车用碳纤维材料国内外现状及趋势
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戴姆勒公司和克莱斯勒公司采用重叠加料，混合CF和玻纤SMC材料技术。缩减了零 件数量，减轻重量，提高刚度22%。
3、已有创新及关键技术
快速铺层：三维预成型创新技术。一种为层压复合材料生产织物层 的新方法，用了像尼龙搭扣一样的可在Z轴方向上实现连接的钩-环 锁扣，将临近的织物层连接起来。
Z-pins嵌入全厚度缝合 三维预成型技术
金属部件车门（部件30余个）
复合材料部件车门（部件3个）
国内创新技术 碳纤维增强热塑性复合材料结构件成型关键技术
中科院宁波材料所在复合材料体系、热压成型工艺、液态成型工艺、设计技术、连 接技术以及关键装备等方面取得重要进展。
3、已有创新及关键技术
CFRP回收技术 CFRP碎料回用
宝马用退役战斗机的机翼等可提供足够载体的部件,切碎后，重新合成CFRP用 于汽车零部件制造。
在各国政府的大力支持下，国内外已经开始形成“碳纤维、复合材料供 应商+零部件供应商+主机厂”的联盟式产业化布局，并正不断逐一突破车 用CFRP 应用量产化的各个困扰环节，在原料及加工技术的低成本化、零部 件及车体制造技术的规模化、自动化、结构设计的先进化、一体化、报废零 部件回收循环再利用方面取得了进展。 我国由于因缺乏国外模式的密切匹配，虽已建立产业联盟，但尚未形成完 整的实质性的研究、设计、开发、制造、装备、检测、应用评价与推广应用 一条龙产业链，同时CFRP 部件及整车验证、装配技术、质量控制等方面与 国外差距较大，亟待进一步技术攻关及完善。
CFRP应用的发展趋势 高端汽车向普及型发展 装饰件向结构件发展 实现汽车燃油化向清洁能源化发展
车用碳纤维现状
1、国外
CFRP应用领域领跑全球的是德国宝马公司。 回顾该公司开发“i系列”车的简要历史: 2007年中，确定持续发展战略 2008年，宣布把碳纤复材带入汽车主流材料 2010年，宣布与SGL合作，参股SGL,并建立合资碳纤维厂 2013年7月，宝马i3纯电动车首发;同年9月，揭幕i8混合动力车 2014年底i3与i8成果,应用于宝马7系车上，底盘将使用CFRP 2015年借鉴7系车型的轻量化技术，用于新一代宝马5系和3系车 结构与水平 BMW i新能源汽车专用的LifeDrive轻量化车辆架构：由整体由碳纤 维复合材料打造的Life—乘员座舱模块以及以电驱动为核心、包括纯 电及插电式混合动力驱动的eDrive驱动模块组成。 零排放的BMW i3是最创新的纯电动汽车，采用BMW eDrive驱动实 现160~285公里的最大续航里程和百公里加速7.2秒的敏捷性能。 全新BMW i 8实现4.4秒的0-100公里/小时加速能力，综合百公里油耗仅2. 1升。
报告提纲
前言 汽车轻量化与碳纤维复合材料(CFRP) 1、汽车轻量化的途经及效益 2、CFRP的优越性及挑战性 3、已有创新及关键技术 车用碳纤维材料（CFRP）现状 1、国外 2、国内 车用碳纤维材料（CFRP）应用开发 1、国外 2、国内 几点建议 后语
前
言
汽车产业历来是全球持续发展的光辉产业之一。但由于其与日俱增的 保有量及产量的激增，对于不可再生的燃油消耗及环境污染带来了巨大 压力，迫使其必须面对油耗及废气排放相应指标的法令的无情下达，必 须采用众多创新技术，限时攻克节能减排的各类难关。 近年来，性能优良、全面的CF及CFRP 在汽车产业应用领域的扩大， 为其拓展了一条可赖以生存不断壮大的通天大道；事实雄辩表明：CFRP 是汽车工业轻量化道路上必须选择的主要材料，是汽车界“瘦身革命” 的领导者，是能帮助汽车产业通过节能减排严峻关口唯一可靠的支持者。 不仅对轻量化目标的实现可以产生革命化的作用，而且可以赋以汽车七 大绿色化性能。 但是，CFRP 的高量产应用受到成本、循环时间、材料加工回收性多 重挑战。在实施中必须精心开发众多的创新技术和采用高难度的设计技 巧才能达到理想的目标。
传动轴
CFRP应用的实施效果及源自文库展趋势
CFRP 应用的实施效果 车体轻量化 节能资源化 零件寿命化 行驶安全化 环境人性化 环保清洁化 车型个体化 七大绿色化性能 比钢及塑料轻300-400%及30~40% 最适合抵偿新能源汽车能源部分带来的增重 高强高模、耐高温、抗蠕变、耐疲劳、防腐 强度为钢及塑料的200%及400% 撞击吸收能量4倍于钢 质轻、转动惯性小，低噪音、阻尼震动，舒适度高 废气排放锐减 自润滑性免加润滑剂 加工性良好易形成多种外型
汽车轻量化与碳纤维复合材料
全生命周期内汽车轻量化技术体系构成
实现结构最优匹配和耦合 小型化薄壁化 选用低密度、高性能材料
舒适性、安全性前提 校验、分析、优化应用效果 零件失效快捷修复恢复功能 提供保证 退役轻量化汽车必须达到逆向产业链 再利用指标法定要求（95%）的 技术保证
汽车轻量化与碳纤维复合材料
连接技术
集散板熔融、震动熔融、超声波熔融一体加热、 加压连接法。对一体化加工，增加结合部CF体积 分数。提高强度避免开裂有显著效益。
3、已有创新及关键技术
一体成型设计，模块化、整体化制造创新技术
通过设计和工程开发，用自动化加工方法，使多个金属部件复合成几个部件来解 决。车身零部件数减少到1/10。材料特性既能满足自身要求，又达到减重及缩短循 环周期的目的。潜力无量。
复杂、耗时、劳动密集型 手工铺层 低强度 高成本
钩/环搭接的“互锁型”技术
快速、方便 自动化操作 巡回周期90s 撕裂、耐压、剪切、冲击强度分别提高50%～ 100%、20%、15%及60%～100% 直接生产成本及间接成本分别降低50%及30%
、
3、已有创新及关键技术
3、已有创新及关键技术
CF溶出回用
英国诺丁汉大学利用超临界流体的溶解能力，用廉价溶剂体系，溶解CFRP中的 环氧树脂，可分离出单一形式、性能几乎100％保留的碳纤维。
车用碳纤维（CFRP）现状
CFRP应用在汽车中的比例显著提升。2010 2017年，年均增长率将达到31.5%。预计2017 年，全球汽车CFRP需求量将增长至7885t。 2013年CFRP在交通工具领域产值达22亿美 元，其中汽车领域10.1亿元，占总产值46%， 卡车领域占18%,摩托车占15%，客运火车占 13%。2020年汽车市场CFRP产值将达到60亿 美元。
热塑性基体材料预浸料
通用汽车公司与帝人公司联合采用无需更长的时间来进行交联或固化的热塑性基体 材料的预浸料复合材料加工技术。
短周期RTM工艺
戴姆勒公司和东丽工业公司采用东丽公司开发的“短周期RTM（Short Cycle RTM）” 工艺，大大缩短了CFRP部件的循环周期。
SMC成型加工技术
3、已有创新及关键技术
低成本新型碳纤维制造创新技术 改性沥青 日本三菱公司通过裂解轮胎冷凝物为原料，合 成优质沥青，规模化生产廉价高性能沥青基碳纤 维及纳米碳管。 木质素碳纤维 美国橡树岭国家实验室（ORNL）从纸浆废液中提取的木质素，通过熔 纺和碳化制成了低成本碳纤维。生产成本可控制在4~5 $/kg。 聚烯烃碳纤维 陶氏化学将聚乙烯等纤维 以无氧状态“蒸烤”炭化,把碳纤维在平面上排 列或编织成片，再用树脂加固之后才成为CFRP。 35%高碳化率制备低成本 碳纤维。 降低成本1/2 (11$/kg)以下。避免大量极毒废气体排放。 低成本高强PANCF原丝的制备 东丽公司采用高与超高分子量混合聚合体，用温度致变及力致变凝胶化纺丝 方法纺丝，提高纺速百倍以上的创新工艺，制备了高强（超过T-1000)高模 （超过M-50）低成本PANCF 原丝。东华大学也在跟踪研究。并已试制出纺速 为500~1000m/min的熔融纺丝的低成本PAN原丝。
3、已有创新及关键技术
节能加工能源
美国ORNL用新型微波等离子源碳化技术高速制备低成本CF。 宝马利用成本仅3美分/kwh(降低成本4/5)水力发电能源制碳纤维。
挑战循环周期的创新工艺 高压树脂传递模塑成型技术（HP-RTM）
宝马与西格里合作开发了固化时间为2min及5min的环氧树脂。采用压力高达 2900psi（203kg/cm2），注射速率为200g/s的HP-RTM技术，优化了树脂系统、工艺 和模具设计正确组合的RTM工艺，实现了“一分钟循环周期”。
（4）增加特色 （5）提升制动性能 （可增加更舒适功能） （制动安全距离可减少10英尺）
2、CFRP的优越性与挑战性
CFRP在汽车中应用的十大优越性
比强度高，最佳轻质高强车体材料 轴向强度、模量高，无蠕变，制作传动轴 正面碰撞时成无数细小碎片，吸收大量的撞击能（4倍于钢结构）高安全性 兼备纺织纤维的柔软，可加工性强 有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性好，寿命长，维修费用低 冷热膨胀系数小，极端气候条件下尺寸稳定性高 活性碳纤维超级电容器可提高能量密度，又可降低成本 适用于电动车制动 复合材料容易成型，制得满足空气动力学原理及美观需求的外形曲面 表皮光滑美观，制造车身，可以省去高成本、繁琐的涂装工艺 可将不同零件一体成型，便于汽车结构的模块化、整体化制造
CFRP汽车零配件应运而生
2、CFRP的优越性与挑战性
高量产五大挑战： CF成本高（20%） 钢材 0.8~1$/kg 树脂 5~15 $/kg 铝材 2.4~2.6$/kg 碳纤维 20~30$/kg 钢材20倍
循环周期长 加工成本高（70~80%） 循环周期：金属冲压部件 1个/60s (几十年不变） “60s工艺” CFRP 热固性树脂 固化交联时间：数小时（上百倍） 设计和工程开发难度大，缺少成熟数据库 CFRP 铺层数量、角度、层间结合、零部件集成方式、脆性材料， 应 力集中，连接部位力学分布、连接位置及强度需充分考虑等均需 复杂设计 材料回收： 95%报废零部件需回收再利用，热固性树脂CFRP不溶不熔，难以达到 其它问题：材料表征、虚拟模拟、废料水平
1、汽车轻量化的途径与效益
轻量化的效益
（8）提高碰撞安全性 （减小10%惯性能量） （7）提升操控稳定性 （底盘反振力量减弱， 减少噪音和振动） 减轻重量10% （6）提升耐久性 （降低零件疲劳） （3）增强加速性能 （0至60英时/小时的加速所 需时间可缩短0.5秒） （1）提升燃油效率 （每加仑汽油增加2英里行程） （2）降低排放污染 （降低油耗6%）
车用碳纤维现状
碳纤维复合材料（CFRP）在汽车车体及零部件中的广泛应用已成为当下 一大市场主流，德国宝马公司率先全面开启CFRP在汽车领域的应用模式： 车身、底盘、车顶、车门、头盖、引擎盖、尾翼、压尾翼、中控台、装饰 条、仪表盘、传动轴、特殊动力传动系统、座椅、座椅套垫、前扩散器、尾扰 流板、后扩散器、后视镜外壳、悬挂臂、前唇、侧裙、侧格栅、车用箱包、导 流罩、A柱、遮阳罩、散热器面罩、侧护板、低位踏板、副保险杠等外部和车 身、内饰和外饰配件等系统，都用CFRP制造。
汽车轻量化：采用优化现代设计方法和使用新材料有效手段，在确保汽车 综合性能指标的前提下，尽可能减重，以达到节能、减排、安全的综合指标。 它是未来汽车构件的主要发展方向。也是衡量汽车设计和制造水平高低的重 要标志。 节能减排的两大途径
1、汽车轻量化的途径与效益
使用清洁燃料、轻量化、提高发动机及驱动系统效率、和减少风阻是传统汽 车节能减排的最有效的四大要素。 改换石油能源为零毒排放的新能源汽车，固然是节能减排的最优选择，但电 源系统的明显增重，采用增大电源的做法只能“恶性循环”节能难以见效。 提高发动、驱动效率及减少风阻对于节能减排具有一定功效。 “轻量化”是与传统及新能源汽车都密切相关的最基本最重要的因素。 轻量化两大要素：材料及部件设计 材料：在没有找到汽车用钢合适的替代材料时，只有寄希望于汽车结构的优 化或钢材性能的提高上。但钢材的比重是无法逾越的天敌。故成效不大。寻找 最佳的钢材替代材料是汽车界有史以来始终孜孜以求的目标。 部件设计：模块化、整体化的设计，可以大大节省连接件的数量和重量。
其他CFRP零部件加工创新技术
CFRP零部件3D打印技术 美国橡树岭国家实验室（ORNL）用熔融沉 积制造技术将碳素纤维颗粒打印成一体式汽 车底盘。刚度、强度分别提高了5-7倍与3倍 不但提高零件的属性，还减少了加工时间。
虚拟手势识别系统
用两台3D摄像机、红外传感器等部分组成的 图像识别系统，只需几个手势，即可完成检验工 作：可加速检测过程，精确记录偏差数据。提升 了检验员工作的舒适度及工作效率。
CFRP在汽车零部件的应用比例
前后保险杠
车门
CF 车体
汽车部件
3D CF 空气阻力调向器
车用碳纤维现状
车身 车顶
车架
底盘
车用碳纤维现状
中控台 引擎盖
空气阻力调向器
座椅
车用碳纤维现状
轮毂 挡板 方向盘
后视镜
避震器
安全带
汽 车 零 部 件
内部部件
新型后视镜
CF安全带
齿轮
扰流尾翼
CNG储气瓶
刹车盘
3、已有创新及关键技术
快速铺层：三维预成型创新技术。一种为层压复合材料生产织物层 的新方法，用了像尼龙搭扣一样的可在Z轴方向上实现连接的钩-环 锁扣，将临近的织物层连接起来。
Z-pins嵌入全厚度缝合 三维预成型技术
金属部件车门（部件30余个）
复合材料部件车门（部件3个）
国内创新技术 碳纤维增强热塑性复合材料结构件成型关键技术
中科院宁波材料所在复合材料体系、热压成型工艺、液态成型工艺、设计技术、连 接技术以及关键装备等方面取得重要进展。
3、已有创新及关键技术
CFRP回收技术 CFRP碎料回用
宝马用退役战斗机的机翼等可提供足够载体的部件,切碎后，重新合成CFRP用 于汽车零部件制造。
在各国政府的大力支持下，国内外已经开始形成“碳纤维、复合材料供 应商+零部件供应商+主机厂”的联盟式产业化布局，并正不断逐一突破车 用CFRP 应用量产化的各个困扰环节，在原料及加工技术的低成本化、零部 件及车体制造技术的规模化、自动化、结构设计的先进化、一体化、报废零 部件回收循环再利用方面取得了进展。 我国由于因缺乏国外模式的密切匹配，虽已建立产业联盟，但尚未形成完 整的实质性的研究、设计、开发、制造、装备、检测、应用评价与推广应用 一条龙产业链，同时CFRP 部件及整车验证、装配技术、质量控制等方面与 国外差距较大，亟待进一步技术攻关及完善。
CFRP应用的发展趋势 高端汽车向普及型发展 装饰件向结构件发展 实现汽车燃油化向清洁能源化发展
车用碳纤维现状
1、国外
CFRP应用领域领跑全球的是德国宝马公司。 回顾该公司开发“i系列”车的简要历史: 2007年中，确定持续发展战略 2008年，宣布把碳纤复材带入汽车主流材料 2010年，宣布与SGL合作，参股SGL,并建立合资碳纤维厂 2013年7月，宝马i3纯电动车首发;同年9月，揭幕i8混合动力车 2014年底i3与i8成果,应用于宝马7系车上，底盘将使用CFRP 2015年借鉴7系车型的轻量化技术，用于新一代宝马5系和3系车 结构与水平 BMW i新能源汽车专用的LifeDrive轻量化车辆架构：由整体由碳纤 维复合材料打造的Life—乘员座舱模块以及以电驱动为核心、包括纯 电及插电式混合动力驱动的eDrive驱动模块组成。 零排放的BMW i3是最创新的纯电动汽车，采用BMW eDrive驱动实 现160~285公里的最大续航里程和百公里加速7.2秒的敏捷性能。 全新BMW i 8实现4.4秒的0-100公里/小时加速能力，综合百公里油耗仅2. 1升。
报告提纲
前言 汽车轻量化与碳纤维复合材料(CFRP) 1、汽车轻量化的途经及效益 2、CFRP的优越性及挑战性 3、已有创新及关键技术 车用碳纤维材料（CFRP）现状 1、国外 2、国内 车用碳纤维材料（CFRP）应用开发 1、国外 2、国内 几点建议 后语
前
言
汽车产业历来是全球持续发展的光辉产业之一。但由于其与日俱增的 保有量及产量的激增，对于不可再生的燃油消耗及环境污染带来了巨大 压力，迫使其必须面对油耗及废气排放相应指标的法令的无情下达，必 须采用众多创新技术，限时攻克节能减排的各类难关。 近年来，性能优良、全面的CF及CFRP 在汽车产业应用领域的扩大， 为其拓展了一条可赖以生存不断壮大的通天大道；事实雄辩表明：CFRP 是汽车工业轻量化道路上必须选择的主要材料，是汽车界“瘦身革命” 的领导者，是能帮助汽车产业通过节能减排严峻关口唯一可靠的支持者。 不仅对轻量化目标的实现可以产生革命化的作用，而且可以赋以汽车七 大绿色化性能。 但是，CFRP 的高量产应用受到成本、循环时间、材料加工回收性多 重挑战。在实施中必须精心开发众多的创新技术和采用高难度的设计技 巧才能达到理想的目标。
传动轴
CFRP应用的实施效果及源自文库展趋势
CFRP 应用的实施效果 车体轻量化 节能资源化 零件寿命化 行驶安全化 环境人性化 环保清洁化 车型个体化 七大绿色化性能 比钢及塑料轻300-400%及30~40% 最适合抵偿新能源汽车能源部分带来的增重 高强高模、耐高温、抗蠕变、耐疲劳、防腐 强度为钢及塑料的200%及400% 撞击吸收能量4倍于钢 质轻、转动惯性小，低噪音、阻尼震动，舒适度高 废气排放锐减 自润滑性免加润滑剂 加工性良好易形成多种外型
汽车轻量化与碳纤维复合材料
全生命周期内汽车轻量化技术体系构成
实现结构最优匹配和耦合 小型化薄壁化 选用低密度、高性能材料
舒适性、安全性前提 校验、分析、优化应用效果 零件失效快捷修复恢复功能 提供保证 退役轻量化汽车必须达到逆向产业链 再利用指标法定要求（95%）的 技术保证
汽车轻量化与碳纤维复合材料
连接技术
集散板熔融、震动熔融、超声波熔融一体加热、 加压连接法。对一体化加工，增加结合部CF体积 分数。提高强度避免开裂有显著效益。
3、已有创新及关键技术
一体成型设计，模块化、整体化制造创新技术
通过设计和工程开发，用自动化加工方法，使多个金属部件复合成几个部件来解 决。车身零部件数减少到1/10。材料特性既能满足自身要求，又达到减重及缩短循 环周期的目的。潜力无量。
复杂、耗时、劳动密集型 手工铺层 低强度 高成本
钩/环搭接的“互锁型”技术
快速、方便 自动化操作 巡回周期90s 撕裂、耐压、剪切、冲击强度分别提高50%～ 100%、20%、15%及60%～100% 直接生产成本及间接成本分别降低50%及30%
、
3、已有创新及关键技术
3、已有创新及关键技术
CF溶出回用
英国诺丁汉大学利用超临界流体的溶解能力，用廉价溶剂体系，溶解CFRP中的 环氧树脂，可分离出单一形式、性能几乎100％保留的碳纤维。
车用碳纤维（CFRP）现状
CFRP应用在汽车中的比例显著提升。2010 2017年，年均增长率将达到31.5%。预计2017 年，全球汽车CFRP需求量将增长至7885t。 2013年CFRP在交通工具领域产值达22亿美 元，其中汽车领域10.1亿元，占总产值46%， 卡车领域占18%,摩托车占15%，客运火车占 13%。2020年汽车市场CFRP产值将达到60亿 美元。
热塑性基体材料预浸料
通用汽车公司与帝人公司联合采用无需更长的时间来进行交联或固化的热塑性基体 材料的预浸料复合材料加工技术。
短周期RTM工艺
戴姆勒公司和东丽工业公司采用东丽公司开发的“短周期RTM（Short Cycle RTM）” 工艺，大大缩短了CFRP部件的循环周期。
SMC成型加工技术
3、已有创新及关键技术
低成本新型碳纤维制造创新技术 改性沥青 日本三菱公司通过裂解轮胎冷凝物为原料，合 成优质沥青，规模化生产廉价高性能沥青基碳纤 维及纳米碳管。 木质素碳纤维 美国橡树岭国家实验室（ORNL）从纸浆废液中提取的木质素，通过熔 纺和碳化制成了低成本碳纤维。生产成本可控制在4~5 $/kg。 聚烯烃碳纤维 陶氏化学将聚乙烯等纤维 以无氧状态“蒸烤”炭化,把碳纤维在平面上排 列或编织成片，再用树脂加固之后才成为CFRP。 35%高碳化率制备低成本 碳纤维。 降低成本1/2 (11$/kg)以下。避免大量极毒废气体排放。 低成本高强PANCF原丝的制备 东丽公司采用高与超高分子量混合聚合体，用温度致变及力致变凝胶化纺丝 方法纺丝，提高纺速百倍以上的创新工艺，制备了高强（超过T-1000)高模 （超过M-50）低成本PANCF 原丝。东华大学也在跟踪研究。并已试制出纺速 为500~1000m/min的熔融纺丝的低成本PAN原丝。
3、已有创新及关键技术
节能加工能源
美国ORNL用新型微波等离子源碳化技术高速制备低成本CF。 宝马利用成本仅3美分/kwh(降低成本4/5)水力发电能源制碳纤维。
挑战循环周期的创新工艺 高压树脂传递模塑成型技术（HP-RTM）
宝马与西格里合作开发了固化时间为2min及5min的环氧树脂。采用压力高达 2900psi（203kg/cm2），注射速率为200g/s的HP-RTM技术，优化了树脂系统、工艺 和模具设计正确组合的RTM工艺，实现了“一分钟循环周期”。
（4）增加特色 （5）提升制动性能 （可增加更舒适功能） （制动安全距离可减少10英尺）
2、CFRP的优越性与挑战性
CFRP在汽车中应用的十大优越性
比强度高，最佳轻质高强车体材料 轴向强度、模量高，无蠕变，制作传动轴 正面碰撞时成无数细小碎片，吸收大量的撞击能（4倍于钢结构）高安全性 兼备纺织纤维的柔软，可加工性强 有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性好，寿命长，维修费用低 冷热膨胀系数小，极端气候条件下尺寸稳定性高 活性碳纤维超级电容器可提高能量密度，又可降低成本 适用于电动车制动 复合材料容易成型，制得满足空气动力学原理及美观需求的外形曲面 表皮光滑美观，制造车身，可以省去高成本、繁琐的涂装工艺 可将不同零件一体成型，便于汽车结构的模块化、整体化制造
CFRP汽车零配件应运而生
2、CFRP的优越性与挑战性
高量产五大挑战： CF成本高（20%） 钢材 0.8~1$/kg 树脂 5~15 $/kg 铝材 2.4~2.6$/kg 碳纤维 20~30$/kg 钢材20倍
循环周期长 加工成本高（70~80%） 循环周期：金属冲压部件 1个/60s (几十年不变） “60s工艺” CFRP 热固性树脂 固化交联时间：数小时（上百倍） 设计和工程开发难度大，缺少成熟数据库 CFRP 铺层数量、角度、层间结合、零部件集成方式、脆性材料， 应 力集中，连接部位力学分布、连接位置及强度需充分考虑等均需 复杂设计 材料回收： 95%报废零部件需回收再利用，热固性树脂CFRP不溶不熔，难以达到 其它问题：材料表征、虚拟模拟、废料水平
1、汽车轻量化的途径与效益
轻量化的效益
（8）提高碰撞安全性 （减小10%惯性能量） （7）提升操控稳定性 （底盘反振力量减弱， 减少噪音和振动） 减轻重量10% （6）提升耐久性 （降低零件疲劳） （3）增强加速性能 （0至60英时/小时的加速所 需时间可缩短0.5秒） （1）提升燃油效率 （每加仑汽油增加2英里行程） （2）降低排放污染 （降低油耗6%）
车用碳纤维现状
碳纤维复合材料（CFRP）在汽车车体及零部件中的广泛应用已成为当下 一大市场主流，德国宝马公司率先全面开启CFRP在汽车领域的应用模式： 车身、底盘、车顶、车门、头盖、引擎盖、尾翼、压尾翼、中控台、装饰 条、仪表盘、传动轴、特殊动力传动系统、座椅、座椅套垫、前扩散器、尾扰 流板、后扩散器、后视镜外壳、悬挂臂、前唇、侧裙、侧格栅、车用箱包、导 流罩、A柱、遮阳罩、散热器面罩、侧护板、低位踏板、副保险杠等外部和车 身、内饰和外饰配件等系统，都用CFRP制造。
汽车轻量化：采用优化现代设计方法和使用新材料有效手段，在确保汽车 综合性能指标的前提下，尽可能减重，以达到节能、减排、安全的综合指标。 它是未来汽车构件的主要发展方向。也是衡量汽车设计和制造水平高低的重 要标志。 节能减排的两大途径
1、汽车轻量化的途径与效益
使用清洁燃料、轻量化、提高发动机及驱动系统效率、和减少风阻是传统汽 车节能减排的最有效的四大要素。 改换石油能源为零毒排放的新能源汽车，固然是节能减排的最优选择，但电 源系统的明显增重，采用增大电源的做法只能“恶性循环”节能难以见效。 提高发动、驱动效率及减少风阻对于节能减排具有一定功效。 “轻量化”是与传统及新能源汽车都密切相关的最基本最重要的因素。 轻量化两大要素：材料及部件设计 材料：在没有找到汽车用钢合适的替代材料时，只有寄希望于汽车结构的优 化或钢材性能的提高上。但钢材的比重是无法逾越的天敌。故成效不大。寻找 最佳的钢材替代材料是汽车界有史以来始终孜孜以求的目标。 部件设计：模块化、整体化的设计，可以大大节省连接件的数量和重量。
其他CFRP零部件加工创新技术
CFRP零部件3D打印技术 美国橡树岭国家实验室（ORNL）用熔融沉 积制造技术将碳素纤维颗粒打印成一体式汽 车底盘。刚度、强度分别提高了5-7倍与3倍 不但提高零件的属性，还减少了加工时间。
虚拟手势识别系统
用两台3D摄像机、红外传感器等部分组成的 图像识别系统，只需几个手势，即可完成检验工 作：可加速检测过程，精确记录偏差数据。提升 了检验员工作的舒适度及工作效率。
CFRP在汽车零部件的应用比例
前后保险杠
车门
CF 车体
汽车部件
3D CF 空气阻力调向器
车用碳纤维现状
车身 车顶
车架
底盘
车用碳纤维现状
中控台 引擎盖
空气阻力调向器
座椅
车用碳纤维现状
轮毂 挡板 方向盘
后视镜
避震器
安全带
汽 车 零 部 件
内部部件
新型后视镜
CF安全带
齿轮
扰流尾翼
CNG储气瓶
刹车盘