“碳纤维材料让汽车身轻如燕”

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一、碳纤维来自哪里？

历史上，重量级人物总是出现上位的故事，碳纤维也不例外，这是大家都知道的爱迪生发明灯泡的故事。 1861年，爱迪生作为灯丝的材料，成功地让碳丝发光45小时，带领人类进入了电灯时代，碳丝也首次登上了历史舞台。

但是，随着灯泡中的碳素丝被钨丝所代替，碳素丝在历史上被丢在角落里已经将近一个世纪了。 直到20世纪50年代，碳素线再次以粉墨登场，美国空军方寻找耐烧蚀材料，因此知道碳素熔点达到3，600度，具有耐高温、强度高的特点，将碳素线再次放入实验室，吊顶 此后，经过不断的研发和改进，碳纤维外柔内刚的独特特点得到了充分展示。

碳纤维比金属铝轻，但强度比钢铁高，具有耐腐蚀、高模量的特点。 因此，碳纤维最初应用于军用飞机、航天飞机等行业，例如美军f-35战斗机，之后广泛应用于波音787等民用飞机、风力发电机的羽毛扇、豪华游艇、医疗卫生、休闲体育用品等多个行业。

二、碳纤维在汽车行业的应用现状

随着科学技术的进步，一些新技术、新材料被应用于汽车行业，对汽车工业的快速发展产生了巨大的影响，其中碳纤维材料在汽车上的应用最为典型。

1、碳纤维给汽车制造带来的优势

轻量化

碳纤维应用于汽车后，给汽车制造带来最明显利益的是汽车的轻量化，最直接的影响是节能、加速、制动性能的提高。 通常车重减少10%，油耗降低6%~8%，排放量减少5~6%，0-100km/h加速性提高8-10%，制动距离缩短2~7m。

举一个例子，在新的宝马7系车架中，碳纤维增强复合材料被用于车顶横梁结构的加固、b柱和c柱、底部侧围、中央通道和后部支撑。 与上一代车型相比，新款宝马7系最多减轻了130公斤的重量，成为大型豪华汽车市场智能轻量化结构的领头羊。

例如，宝马i3采用大量碳纤维材料制造车身，上市型号比原设计轻了300公斤。 i3模型在市场上得到认可，也验证了低价快速成型碳纤维车身批量生产制造技术的可行性和经济性。

安全性

的轻量化，降低了整车的重心，提高了汽车的操纵稳定性，车辆的运行更加安全稳定。 碳纤维复合材料具有优异的能量吸收率，冲击吸收能力是钢的6倍到7倍，铝的3倍到4倍，进一步确保了汽车的安全性。

舒适度

碳纤维复合材料具有更高的振动衰减，轻合金停止振动需要9秒，碳纤维复合材料只需要2秒就可以停止，因此碳纤维应用于汽车，对整车的nvh (噪声、振动和声振动粗糙度)的提高有很大的贡献，大大提高汽车的行驶舒适度。

可靠性

碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度，钢和铝的疲劳强度为拉伸强度的30-50%，但碳纤维复合材料可以达到70-80%。 这是因为在该汽车中应用碳纤维复合材料将大幅提高材料疲劳可靠性。

车身开发水平的提高

碳纤维复合材料的设计性比金属高，因此车身开发的平台化、模块化、集成化容易。 这种碳纤维和金属平台的混合动力车身结构相对于以前流传下来的汽车车身结构，可以实现模块化、集成化，可以大幅减少零部件的种类，减少开销，缩短开发周期

特别是在加入新能源汽车公司时，应用碳纤维车身不仅可以节约冲压、焊装线和冲模、夹具的投入，减轻固定资产的资本比例，优化公司的资产配置结构，而且对公司的营销有很大的影响。

综合碳纤维复合材料在奔驰、宝马、奥迪等高端企业品牌车企业产品线中的应用布局来看，碳纤维复合材料在汽车上的应用必然会成为快速的发展方向。

2、中国碳纤维领域面临的重大挑战

碳纤维材料的优点很多，但其核心技术牢牢掌握在少数发达国家手中。 另一方面，美日韩德等发达国家对该技术严格保密； 另一方面，海外碳纤维行业的大企业开始进入中国市场，中国本土碳纤维公司的压力大幅加大。

中国对碳纤维的研究始于20世纪60年代，从80年代开始高强度型碳纤维的研究，多年进展缓慢。 进入21世纪以后发展很快，特别是随着中国汽车工业的兴起，碳纤维材料的开发、应用得到了很大的快速发展和迅速的增长。

而且，碳纤维在汽车领域也面临着很多挑战。 一是工艺多复杂，第一是使用热压罐，真空引进等以前流传下来的工艺，该工艺生产效率低，生产周期长，产品成本高，满足汽车大量规模化生产的要求 二是价格相对较高，碳纤维材料价格是金属材料的数倍。 这不仅制约了其在汽车行业的应用和快速发展，更是无形中造成了低端和自主汽车企业品牌相距千里。 三是设计人才匮乏。 另外，由于该技术以前在国内的应用很少，所以从事碳纤维批量生产零部件设计的人才非常缺乏。

特别要注意的是，碳纤维从基础研发、产品设计、生产技术的选择到汽车零部件的生产都紧密相连，所有环节都有联系。 因此，这为碳纤维在汽车领域的快速发展确立了极高的技术壁垒，要求碳纤维制造公司具有极强的综合实力。

3、碳纤维行业、中国公司具有世界级的竞争力

目前，能为汽车领域提供碳纤维材料研发、设计、加工、制造一站式服务的中国公司不多，康得复合材料有限责任企业(简称康得复材、康得投资集团有限企业所属公司)是屈指可数的公司之一。

康得集团董事长钟玉(左一岁)与中德两国总理合影

多年来，电容器集团为了弥补国内碳纤维材料的设计、制造、加工方面的空空白，不断提高研发和生产水平。 截至目前，康迪集团完成了新能源汽车碳纤维零部件产业链布局。 产业链包括中安信的碳纤维产业、康迪复合材料工业4.0版智能化碳纤维车身与零部件制造厂、位于慕尼黑的kdx欧洲复合材料研发中心和kdx雷丁汽车轻量化设计中心、德国gfg企业和sgl企业的大量、自动化生产技术支持。 这条完善的生态链为全球整车公司提供了系统、全球有竞争力的处理方案，从设计、研发、样品试制、检测、小批量生产到大规模供货等各个方面提供服务。 年康得集团董事长金钟玉在德国访问期间，被邀请参加默克尔首相的私人午餐会，并于年陪同李克强总理接待了默克尔首相访华。

综上所述，康迪集团与德国政府和德国公司保持密切的战术合作关系，与慕尼黑工业大学碳纤维复合材料研究所合作成立了欧洲复合材料研发中心，与宝马以外唯一拥有碳纤维零部件大量生产设计经验的德国雷丁企业合资成立了汽车轻量化设计中心 4月6日，在张家港康得新光学膜二期项目奠基仪式上，宝马(中国)服务有限企业总裁飞利浦·Eller宣布将与窗膜行业在康得新开展深入合作。 开展碳纤维处理汽车轻量化和健康包复材料战术布局的探讨。

三、碳纤维在中国汽车行业的应用前景极为广阔

众所周知，目前中国正在大力推进新能源汽车的快速发展，但仅限于充电设施不完善、电池续航时间短、电动汽车售价高等问题，制约了新能源汽车的宣传和普及。

未来更好地宣传新能源汽车，除加快充电站等配套基础设施建设外，较有效地降低新能源汽车整车价格，提高整车续航能力，成为当前新能源车生产公司亟待解决的问题。

要实现新能源汽车的轻量化，最好的方法是合理采用碳纤维材料。 实验表明，用碳纤维材料代替现有的钢制车身，可以比较有效地降低60%以上的重量，使行驶距离相应地提高20%以上。 由于中国大力推动新能源汽车的快速发展，碳纤维材料在新能源汽车行业的应用前景非常广阔。

其实碳纤维材料不仅在新能源汽车行业前景广阔，而且在以前流传下来的汽车方面也得到了广泛的应用。

首先，碳纤维车身和金属平台的混合动力车身结构相对于以前流传下来的汽车车身结构，可以模块化、集成化，可以大幅减少零部件的种类，减少工件投入，缩短开发周期。

轻量化碳纤维的车身结构

其次，目前中国正在实施第三阶段油耗标准并全面落实(公司平均油耗6.9l/百公里)； 年开始引入第四阶段油耗标准，年公司平均油耗降至5l/百公里； 政府将严惩公司，据权威测算，因长安福特的年生产销量和燃油经济性将被罚款8亿元。

目前，我国汽车公司短期内不容易实现发动机升级，为了达到公司的燃油经济性，汽车轻量化已迫在眉睫，与底盘零部件多种多样的工况和性能要求相比，碳纤维车身的应用是车身轻量化的最有效方法。 因为大量采用碳纤维材料的汽车质量减少40-50%，汽车结构每减少10%，耗油量就节省7%。 车身减重为20%-30%的话，每辆车每年可以减少0.5t的co2排放量。 碳纤维没有腐蚀生锈的问题，比普通金属耐用。

据美国ajr顾问公司预测，由于碳纤维材料应用广泛，全球市场销售额将从每年161.1亿美元增加到每年487亿美元，以汽车行业为主。

所以，将来碳纤维材料在汽车行业有很大的潜力。

总的来说，从性能和环境保护的角度看，汽车轻量化已成为必然趋势，使用碳纤维材料是汽车轻量化的必由之路。 康得复材作为中国公司在碳纤维行业具有全球竞争力的旗手，前景有限。

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