哪些汽车零部件可采用碳纤维复合材料？

一、碳纤维复合材料在汽车零部件上的应用

随着节能减排和汽车轻量化发展的要求，碳纤维复合材料在汽车零部件中的优势逐渐显示出来。目前碳纤维复合材料在汽车零部件的制作中越来越常见了，比如刹车片、传动轴、车体外壳、燃油箱、电池箱、汽车轮毂、汽车内饰等。

先对碳纤维制品在汽车领域中的应用案例展开分享。

1.碳纤维汽车电池箱体

动力电池是新能源汽车的重要动力部件，而电池箱体作为保护电池的承载件，一般被安装在汽车下部，用来保护锂电池不受外界侵蚀损伤。传统电池箱体采用的是金属材质，会加大新能源汽车的自重，降低汽车续航能力。碳纤维复合材料轻质高强，用于制作汽车电池箱体轻量化效果明显。以博实为某汽车品牌定制的碳纤维汽车电池箱体为例，与原金属材质箱体比较，质量减少了60%，这对于降低汽车能耗、增加续航能力有着很好的提升作用。碳纤维复合材料的耐腐蚀性、低蠕变和抗老化等优秀性能，对于电池的保护也起到很好的作用。

2.碳纤维汽车座椅

我们在生活中所遇到的汽车座椅内部支架结构多为钢铁结构，质量较为笨重，内部减震装置多为弹簧，时间久了弹簧容易生锈，减震效果会大大降低，同时又造成大量资源浪费。碳纤维复合材料座椅骨架具有耐冲击、耐腐蚀、强度高、耐疲劳等性能优势，不仅能充分满足复杂工况要求，而且安全系数更高。

3.碳纤维后视镜外壳

碳纤维复合材料也能够用来制作汽车的后视镜壳，但轻量化意义并不大，主要是为了满足客户对于碳纤维车品的需求，起到一个美观的作用，类似的部件有碳纤维汽车车牌框，碳纤维汽车内饰件等。

4.碳纤维防撞梁与吸能盒

防撞梁与吸能盒是碰撞发生时保险杠系统吸收能量的主要部件，传统的防撞梁和吸能盒一般由钢、铝等金属材料制成，这在一定程度上限制了车辆的轻量化水平。碳纤维复合材料面对冲击时的能量吸收率非常高，甚至比钢、铝等材料要高出4倍以上，因此非常适合用于汽车容易发生撞击的部位，如正面的防撞梁以及吸能盒。使用碳纤维材料制作汽车吸能盒，不仅使构件质量比原金属材料降低60%-80%，还能使弹性变形成为低速碰撞下的主要变形形式，增加能量吸收率。

二、碳纤维复合材料的应用优势

鉴于汽车行业的发展趋势，碳纤维复合材料在汽车零部件的应用必将有广阔的应用前景。现在再对碳纤维的一些应用优势做个简单的阐述。

1.质轻高强

碳纤维复合密度较小，其质量比铝合金还要轻，与普通的钢材相比，只有其密度的1/4-1/5，但是碳纤维材料的力学性能却远远优于传统金属材料。碳纤维材料与传统的钢材相比，其抗拉强度是钢材的3-4倍，刚度则是钢材的2-3倍，耐疲劳性则是钢材的2倍，热膨胀系数则较钢材小4-5倍。因此，使用碳纤维材料能够使车身的质量显著减轻，从而使汽车的功率需求降低，进而采取更小的驱动引擎和悬挂装置，通过减少动能进而减少了汽车的冲击危险。因此，采取碳纤维材料进行汽车零部件的制造，能够显著地减轻汽车的整体质量，实现汽车的轻量化。

2.良好的可塑性

碳纤维材料具有非常好的可塑性，能够加工各种汽车零部件，也能够制作成一体式的整体结构。例如，目前汽车中使用的铁制汽车座位，其在安装过程中需焊接50-60个部件，但是如果使用碳纤维材料设计成整体成型的座位，不仅能够缩短加工时间，同时其精度也能够得到有效保证。例如目前已经得到应用的树脂转移模塑成型技术，该碳纤维材料制造方法具有成本低、效率高、绿色环保等优势，该制造技术能够将传统成型所需的数天时间缩短到几分钟。

3.良好的耐腐蚀性

汽车上的很多零部件在使用的过程中都要承受机油、汽油以及汽车传动液等化学制剂的腐蚀。并且要经受高温.严寒以及盐雾等等恶劣环境的考验。传统的金属材料零部件在这些恶劣条件下，其使用寿命会受到影响，并且在不同的环境条件下，不能保证其质量的一致性。但是碳纤维材料却不存在传统金属材料的生锈和腐蚀问题。碳纤维材料具有非常好的耐腐蚀性，具有良好的耐酸性能、耐海水性能、耐碱性能.耐盐和有机溶剂等性能。因此，应用碳纤维材料制造的汽车零部件，其使用寿命较长，且维修费用较低。

4.结构一体化

模块化和整体化是汽车结构发展的一种必然趋势，传统的金属材料很难实现这一点。但是碳纤维材料本身所具备的优良特性，使汽车结构的模块化和整体化成为了可能，只用应用合理的模具，就可以将不同厚度的汽车零部件、凸起部、筋、楞等全部一体成型。因此，对于传统的钢制薄板不易制造、生产效率低下.难以保证精度的汽车零部件，使用碳纤维材料能够克服上述问题。目前很多汽车都开始将碳纤维复合材料应用于车身，不仅可以使其整车实现了轻量化，同时增加了其零部件的刚度和强度，使得整车的性能也得到了显著提升。

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