在當(dāng)今全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展高度聚焦之際，新能源汽車以其綠色出行的特質(zhì)，勇立汽車行業(yè)發(fā)展潮流的潮頭。而輕量化材料無疑在新能源汽車的蓬勃發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色，其中纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用更是格外耀眼。現(xiàn)階段，新能源汽車頻繁使用的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料主要分為以下幾大類：
一、碳纖維增強(qiáng)復(fù)材（CFRP）
CFRP 由碳纖維與聚合物樹脂精妙復(fù)合而成，具備質(zhì)量輕盈、比強(qiáng)度與比模量超群、耐疲勞、耐摩擦、耐水蝕、耐腐蝕、易成型以及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)勁等諸多閃光點(diǎn)，堪稱目前輕量化成效最為卓越的材料之一。
其應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，全面覆蓋汽車車身、內(nèi)外飾、底盤以及動(dòng)力系統(tǒng)等各個(gè)方面。然而，由于成本高昂且零部件加工難度巨大，當(dāng)前僅在少數(shù)高端車型中得以應(yīng)用。
二、玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)材（GFRP）
GFRP 由玻璃纖維和聚合物樹脂完美融合。與碳纖維相比，玻璃纖維成本更低，雖力學(xué)性能略遜一籌，但相較于傳統(tǒng)塑料，優(yōu)勢(shì)依然十分顯著。憑借其低密度的特性，GFRP 順勢(shì)成為當(dāng)下輕量化的理想材料之一。
目前在眾多汽車零部件上實(shí)現(xiàn)了大量應(yīng)用，涵蓋車身結(jié)構(gòu)件、覆蓋件、電池系統(tǒng)等。例如，部分新能源汽車的車身覆蓋件采用 GFRP，既成功降低了車身重量，又有效提高了車輛的耐久性。
三、玄武巖纖維復(fù)材
玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)材是以天然玄武巖拉制連續(xù)纖維增強(qiáng)樹脂的復(fù)合材料，乃是近幾年迅速崛起的新興熱點(diǎn)。玄武巖纖維在輕量化、性能和成本方面實(shí)現(xiàn)了完美兼顧，其制備過程相較于傳統(tǒng)纖維更加環(huán)保，強(qiáng)度高于一般玻纖復(fù)材，成本低于碳纖維，綜合優(yōu)勢(shì)一目了然。
盡管目前玄武巖纖維復(fù)材尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，技術(shù)儲(chǔ)備也稍顯不足，零件實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較為匱乏，但隨著近幾年在該領(lǐng)域的持續(xù)投入，未來在新能源汽車上的應(yīng)用前景必將大幅拓展。
新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車的最大差異集中在三電系統(tǒng)，而纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在該系統(tǒng)中的動(dòng)力電池、儲(chǔ)氫罐、電機(jī)等方面均已擁有成熟的應(yīng)用。
動(dòng)力電池
動(dòng)力電池作為三電系統(tǒng)的核心部件，其質(zhì)量占整車系統(tǒng)質(zhì)量的 18% - 30%。為了實(shí)現(xiàn)輕量化并提高電池包的能量密度，部分車型的電池箱體上蓋和底護(hù)板采用了樹脂纖維復(fù)材。
目前，大部分樹脂纖維復(fù)材上蓋采用 SMC 模壓成型，但 SMC 的力學(xué)性能稍低且防火性能相對(duì)較弱。為了提升力學(xué)性能和防火性能，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化，近幾年部分車型開始采用連續(xù)纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。
電池箱底護(hù)板當(dāng)前主要是鋼板沖壓成型。隨著輕量化技術(shù)的不斷發(fā)展，一些車型開始嘗試樹脂纖維復(fù)材 + 鋼板復(fù)合結(jié)構(gòu)的方案，如復(fù)材鋼護(hù)板、蜂窩鋼護(hù)板、GMT 鋼護(hù)板等。
儲(chǔ)氫罐
氫能源作為新能源汽車的重要發(fā)展方向之一，通過高壓儲(chǔ)氫瓶?jī)?chǔ)存的氫氣作為動(dòng)力來源。目前 III 型瓶?jī)?nèi)襯采用鋁合金材料，IV 型瓶?jī)?nèi)襯采用高性能塑料（質(zhì)量更輕），纖維纏繞層則多選用碳纖維纏繞成型。
早在 2018 年就有相關(guān)報(bào)道，豐田的氫燃料電池轎車 Mirai 的眾多核心部件使用了碳纖維或其復(fù)合材料。例如氫燃料電池中的碳纖維紙作為正極材料，以及碳纖維儲(chǔ)氫罐和地板材料等都采用了碳纖維復(fù)合材料，充分展示了碳纖維復(fù)合材料在新能源汽車高端車型中的卓越應(yīng)用，為新能源汽車的輕量化和高性能發(fā)展指明了方向。
電機(jī)
CFRP 在高性能電極上的應(yīng)用已然成為熱點(diǎn)。CFRP 具有不導(dǎo)磁、高比強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)小、密度低以及電導(dǎo)率低等優(yōu)點(diǎn)，是未來電機(jī)小型化、高速化、高效率的主要解決方案。
車身應(yīng)用
樹脂纖維復(fù)材非常適合大型結(jié)構(gòu)件的輕量化應(yīng)用。車身結(jié)構(gòu)件對(duì)強(qiáng)度、剛度要求較高，因此主要選用模量、強(qiáng)度更高的 CFRP。但由于成本較高，普通車型開發(fā)難以承受，目前一些車型采用 CFRP 補(bǔ)強(qiáng)車身的混合結(jié)構(gòu)方案。車身覆蓋件則傾向于成本更低的方案，如熱塑性 CFRP 材料或短纖維增強(qiáng)塑料材料。
汽車內(nèi)外飾件基本以傳統(tǒng)的 PP、ABS 等塑料件為主，對(duì)采用高強(qiáng)度纖維增強(qiáng)復(fù)材實(shí)現(xiàn)輕量化的需求較小。但 CFRP 零部件成本高、技術(shù)難度大，往往代表著科技與豪華，許多車型在高配車型上開發(fā) CFRP 運(yùn)動(dòng)套件。
CFRP 由于其極高的強(qiáng)度和模量，一直是底盤零件輕量化的主要研究對(duì)象，但因成本較高，在新能源車型上量產(chǎn)應(yīng)用較少。GFRP 則更適合底盤的運(yùn)動(dòng)零部件，如板簧、制動(dòng)踏板等，都有成熟的量產(chǎn)應(yīng)用。（來源：互聯(lián)網(wǎng)）
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