高為碳纖維
汽車輕量化的推動者——碳纖維
為何選擇碳纖維？碳纖維到底有多牛？
碳纖維（carbon fiber，簡稱CF）是一種含碳量在95%以上的高強度新型纖維材料，它“外柔內剛”，同時兼具了碳材料的固有特性和紡織纖維的柔軟性兩種屬性，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有安全、耐久、耐腐蝕、高模量、美觀等特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料，在汽車上的運用也越來越廣泛。
碳纖維及其復合材料在汽車輕量化領域的優勢突出
碳纖維用于汽車輕量化的需求
2015年全球碳纖維汽車市場需求量達到了8700多噸，預計到2020年將超過20000噸，將成為增長最快和需求最大的領域之一。隨著碳纖維生產技術和工藝的進步，其生產成本將會進一步降低，使其在汽車工業的大規模量產成為可能。說到碳纖維，不得不提寶馬7系。在全新7系的車體框架中，碳纖維被用于最重要的幾個地方：加固車頂橫梁結構、B柱、C柱、底部側圍、中央通道和后部支撐，這些部件以往只能用高強度鋼材打造，換成鋼和碳纖維混合結構后重量直接減輕50%以上，而且強度是鋼的5倍以上，最終7系比上一代減輕了130kg重量。BMW i3/i8 Lif模塊由全碳纖維材質打造。該結構免去了中央通道對內部空間的占用，讓乘客擁有更多空間。同時也抵消了高壓蓄電池給車身帶來的重量，降低了汽車的重心。寶馬是目前唯一掌握在大規模生產中使用碳纖維增強復合材料(CFRP)科技的汽車制造商，成為大型豪華汽車市場智能輕量化結構的領導者。
國內外碳纖維輕量化浪潮高漲
不僅寶馬，世界主要汽車主機廠相繼在碳纖維領域大舉投入，如奔馳與東麗成立合資企業，通用與帝人成立合資企業，福特、奧迪、大眾、蘭博基尼等也紛紛與碳纖維生產企業開始合作。在國內，康得新、和邦生物、海源機械、精功科技等多家企業也爭相布局碳纖維產業鏈，推動碳纖維產業化和行業應用。
十月份，日本新能源產業技術綜合研發機構（NEDO）與新結構材料技術研究聯盟成員單位之一的名古屋大學國立復合材料研究中心成功研發了世界首個碳纖維增強熱塑性復合材料汽車底盤。該零件采用“LFT-D工藝”（即全自動長纖維增強熱塑性復合材料直接在線成型），將連續碳纖維與熱塑性樹脂顆粒進行混煉，保持較長的碳纖維長度，經過模壓成型，在短時間內制造纖維增強復合材料。
保時捷在近期推出了一款純碳纖維增強塑料車輪。車輪的中心采用交織性的碳纖維織物生產而成，通過200多個單獨的部件切割、組裝而成。該復合材料車輪重達19英鎊，比同等鋁合金車輪輕20%，該車輪的堅韌度也比同等車輪高出20%。高強度和輕量化的結合能夠大幅度提高車身性能，讓加速和制動表現更好。
近期，蘭博基尼在馬塞諸塞州的劍橋市首次揭開了其Terzo Millennio概念車的神秘面紗。這款車型由蘭博基尼與麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)共同研發出來。合作聚焦碳纖維材料的新制造路徑，在車身表面構建了先進的電容器和儲能結構，令車身變為一個超級電池，為跑車提供巨大電量并且可以快速完成充電。而不是像目前量產的純電動車那樣，將碩大、笨重的電池組安裝在車內地板下方，進一步提升了輕量化材料水平。
目前，國內多家汽車廠商已開始嘗試使用碳纖維輕量化部件。在上海車展上，北汽展出的一款即將上市的純電動汽車ARCFOX-1，其車體上半部分為康得新集團旗下康得復材公司設計開發的整體成型碳纖維復合材料上車體；觀致汽車推出了全碳纖維車身的MODEL K-EV超級電動車，其碳纖維結構車身將于2018年由康得復材批量生產；蔚來汽車展出了一輛全碳纖維車身結構的智能純電動超級跑車——EP9，此外還正在開發一款金屬、碳纖維混合車身的純電動汽車，并在不久的將來大規模量產上市。
但是，“黑色黃金”也是黃金！
目前碳纖維的高成本是汽車輕量化的最大障礙，材料成本的降低和性能的提升至關重要。雖然碳纖維材料有降重 40%～60%的潛力，價格不斷走低，但其附加制造成本仍達到為9美元/kg以上。碳纖維能否顛覆整個汽車行業迎來春天值得我們期待。
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