指标：百公里油耗约2.8L，极速144km/h。
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
•二、碳纤维增强复合材料在汽车工业中的产品应用
典型的碳纤维汽车部件 碳纤维增强复合材料在汽车工业中
典型的碳纤维汽车部件
Lamborghini引擎罩，采用 碳纤维+环氧树脂，RTM工艺 制造
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
• 碳纤维增强复合材料在碰撞中的能量吸收能力是钢或铝的4~5倍， 用于车身结构部件具有良好的碰撞安全性。
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
Aston Martin 复合材料防撞 吸能结构
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
SLR的车身壳体、车门和 发动机罩均由耐腐蚀的碳纤 维复合材料制成，主体结构 的重量降低了30%左右
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
二、碳纤维增强复合材料在汽车工业中的产品应用
2003款 Dodge Viper 是最早应用碳纤维增强乙 烯基SMC部件的量产车（ 年产量大于10000辆）。
8公斤碳纤维复合材料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应用于车身9个部件。
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
Dodge Viper 短切碳纤维SMC性能表
典型的碳纤维汽车部件
•碳纤维复合材料车门
•碳纤维复合材料进气歧 管
•碳纤维增强热塑性复合材料前端支架
•碳纤维复合材料座椅
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
碳纤维车轮毂
•碳纤维车轮毂2.76Kg
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
•碳纤维传动轴
•CFRP传动轴它不仅减轻 了60%的重量，而且具有 更好的耐疲劳性和耐久性。
钢
模量（GPa）
设计厚度（mm）
1
材料密度（g/cm3)
7.8
减重比例
1
玻纤复合材料
碳纤复合材料
3 1.8 30%
2 1.6 49%
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
• 英国材料系统实验室 曾对碳纤维复合材料减重 效果进行研究，结果表明， 碳纤维增强聚合物材料车 身重172 kg，而钢制车身 质量为368 kg，减重约50 ％。
Specific Gravity Tensile Strength (MPa) Tensile Modulus (GPa) CTLE (mm/mm/°C) Heat Deflection Temp. @ 1.80 MPa Stress (°C)
Solvent Wash
ISO 1183 ASTM D 3039 ASTM D 3039 ASTM D 696
ISO 75
Specimens Cut From Panel, Machine/Fiber Direction
55
1.49 1200 120 9.47 x 10-7
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
•宝马mini E电动车碳纤维车身 宝马mini E 车重：1465Kg 0-100Km/h 8.5s 最高车速150Km/h 续驶里程120-180Km
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
兰博基尼碳纤维车身结构
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
全碳纤维车身的一级方程式赛车
碳纤维增强复合材料在 汽车工业中
2020/11/30
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
提纲
一、碳纤维增强复合材料应用于汽车工业的特点 二、碳纤维增强复合材料在汽车工业中的产品应用 三、碳纤维复合材料在汽车工业中的应用前景
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
一、 碳纤维增强复合材料应用与汽车工业的特点
•更高的轻量 化效果
两个圆锥形碳纤维构件， 每个大约620毫米长，重量 仅为3.4公斤。
碳纤维梁用螺栓固定于 发动机悬置件的铝质结构上， 其前端通过碳纤维复合材料 制成的横梁和水平夹层板与 车身壳体结构的其余部分相 连接。
•新款梅赛德斯-奔驰SLR迈凯轮
•全球率先采用碳纤维制成的前端碰撞缓冲构件的量产轿车
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
55
ASTM D 696
6.17 x 10-6
5.54 x 10-6
Heat 1.80
Deflection MPa Stress
Temp. (°C)
@ ISO
75
>260
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
Dodge Viper 连续定向碳纤维复合材料性能表
Property
Method
Fiber Content (% by weight)
Solvent Wash
55%
Specific Gravity
ISO 1183
1.48
Tensile Strength (MPa) ISO 527
212
134
ASTM D 638 287
Tensile Modulus (GPa) ISO 527
42.2
32.5
CTLE (mm/mm/°C)
ASTM D 638
•英国的Cranfield大学制作 的Aerocarbon概念车
车体骨架采用一种Coretex的新型碳素纤维材料，制作过程围绕一种独创的芯料纵横
交错地编织碳纤维矩阵，并在真空环境下浇灌环氧树脂流体，从而在固化后形成一种内
含多重微型蜂巢的梁构件，从而可以大量吸收撞击能量。
骨架重80kg，车身总重140kg,整车空载自重600kg，
Property
Net Shape Specimens Cut From Specimens CutFrom
Method Molded Panel, Machine Panel, Cross-
Specimensa Direction
MachineDirection
Fiber Content (% by weight)
•高结构承载 能力
•汽车工•碳业纤发展
维复合 材料优
势
•抗冲吸能
•大型部件整 体成型
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
碳纤维复合材料是汽车轻量化的理想选择
由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度， 是制造汽车车身和底盘等主要结构件的最轻材料。预计碳纤维 复合材料的应用可使汽车车身和底盘减轻质量40％～60％，相 当于钢结构质量的1／3～1／6。
碳纤维增强复合材料在汽车工业中
• CFRP汽车零部件轻量化实例
钢 零件名称
车身
209
车架
128
前端
44
发动机罩
22
罩盖
19
保险杠
56
车轮
42
车门
71
其他
31
共计
622
CFRP
94 94 13 8 6 20 23 28 16 302
质量减轻
115 34 31 14 13 36 19 43 15 320