碳纖維增強復合材料有著絕佳的物理特性:比鋁輕30%、比鋼輕50%,強度卻是鋼的7至9倍,最早用于航空、航天、軍工等科技高精尖領域。業界公認,CFRP(碳纖維增強復合材料)是目前解決新能源汽車減重的最好方法,碳纖維的應用可使汽車減重30%~60%,被譽為“輕量化之王”,是新能源汽車“瘦身革命”的領導者,在汽車輕量化方面發揮著關鍵作用。
一、輕量化
碳纖維復合材料具有其他材料不可比擬的比強度和比模量,密度只有1.6g/cm3左右,遠低于鋼鐵和鋁,將其應用于車身及其它零部件的設計可降低整車質量的35%左右,降低燃油消耗。如大眾新推出的采用碳纖維復合材料年身和零部件的XL1車型總質量只有795kg,結合混動技術,百公里油耗僅0.9升。
表·碳纖維復合材料與其他材料的性能對比
圖 Polestar 1使用碳纖維增強復合材料,車身減重230公斤,圖片Polestar官網
二、耐久性
碳纖維復合材料主要由碳纖維絲束和樹脂材料組成,碳元素化學性質穩定,無需進行表面防腐處理,其耐候性及耐老化性極好,壽命一般為鋼材的2-3倍。采用CFRP材料生產的功能性零部件的疲勞強度也遠高于鋼材。
圖 碳纖維復合材料具有優異的力學性能、耐熱性和耐久性,可替代金屬作為輪轂材料,圖片來自環球網
三、安全性
碳纖維復合材料的抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是普通鋼材的5倍,由碳纖維材料制作的駕駛艙在碰撞中變形極小,可有效保護駕乘者的生存空間。經特殊編織的碰撞吸能結構在高速碰撞中碎裂為較小的碎片,吸收大量撞擊能量(能量吸收性為一般鋼材的3倍以上),能有效提高車輛被動安全。
圖 碳纖維復合材料與其他材料的能量吸收率對比
圖 碳纖維汽車碰撞試驗
四、美觀性
表面只噴涂一層清漆,可以清晰的看見內部的碳纖維絲束經緯或者斜線交叉排列,顯得致密規整。將碳纖維復合材質應用到車尾擾流板,后視鏡,車頂,儀表板,副儀表板,門芯板和方向盤等可視化較高的零部件上,營造出車輛科技運動的視覺效果。
圖 東麗PAN碳纖維車頂,碳纖維絲束致密規整,科技感十足
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