1、汽车轻量化已势不可挡
减轻汽车重量是人们一直追求和探索的课题。 让汽车变得更轻一方面可以提高车辆性能，另一方面也能更好地满足节能环保的需求。 如果现在汽车的钢制部件全部更换为碳纤维复合材料，则车体重量可减轻40-50%，汽车的速度和转向性能将显着提高。
此外，我国目前机动车污染物排放量已超过4500万吨。 发展汽车轻量化是实现我国低碳经济的迫切需要。
数据显示，汽车每减轻10%的重量，就能节省7%的油耗。 目前，钢铁材料约占车身重量的3/4。 如果汽车的钢制部件全部换成碳纤维复合材料，车体重量可减轻300kg，油耗也会降低。 效率提高36%，二氧化碳排放量可减少17%。 如果重量减轻20%-30%，每辆车每年的二氧化碳排放量可减少0.5T，不仅降低了使用成本，也更加环保。
2、碳纤维复合材料是必然选择
碳纤维是以化学纤维和石油为原料，通过特殊工艺制成的纤维。 它除了具有与普通碳材料相同的耐高温、耐摩擦、导电、导热等性能外，还具有更高的强度、更轻的重量、更耐腐蚀性能。
其密度不到钢的1/4，但抗拉强度却是钢的7～9倍，拉伸弹性也高于钢。 是唯一在2000℃以上高温惰性环境下强度不下降的物质。 在有机溶剂、酸、碱中不溶、不溶胀，具有突出的耐腐蚀性。 而且外观柔软，可加工成各种面料。
从使用角度来看，碳纤维不存在腐蚀生锈的问题，比普通金属更耐用。 在极端气候条件下，碳纤维的性能几乎不发生变化。 使用碳纤维制造车身可以省去高成本且繁琐的喷漆工艺。 难怪有人说碳纤维几乎是目前已知的有助于减轻汽车重量的完美材料。
碳纤维复合材料的优点：
（1）比强度高，最好的轻质高强车辆材料，其重量仅为钢材的四分之一，但强度却是钢材的四倍以上。
(2)热膨胀系数低，在极端气候条件下尺寸稳定性非常高，不易变形。
（3）受到强大冲击力时，会破碎成无数小碎片，吸收大量冲击能量，安全性高。
(4)碳纤维兼具高强度和柔软性，可塑性强。 与树脂复合后可制成后视镜外壳、内外饰件、车身框架等各种汽车零部件。
(5)不同的零部件可以集成为一体，减少零部件数量，有利于汽车结构的模块化、集成化制造。
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进展缓慢。 迄今为止，仍缺乏真正的量产应用。 除了前途汽车这一造车新势力在其首发车型K50上大量使用碳纤维复合材料外饰车身覆盖件外，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？ 200元左右。 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。 先进材料必须考虑市场和客户的需求。 太先进、紧缺的产品不一定有市场不易变形稳定性好钢材，适合的最好。 无法针对制造和人机工程学进行设计是目前碳纤维复合材料汽车零部件生产成本居高不下并最终动摇整车企业量产应用信心的根本原因。
虽然碳纤维价格较贵，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。
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技术来制造它们。 只有遵循材料固有特性的设计不易变形稳定性好钢材，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。 综合考虑，三是让更多的厂家认识、认识、认可、认同这种先进材料。 当大家都拿起“材料”时，火焰就会很高。 只有多用了，碳纤维的价值才会有黄金的价值，它的高贵价值才会被稀释。 成本，获得“人气、人气”的复合价值和美好未来。
资料来源：飞机设计与制造
