近几年来，随着低碳环保意识、高新技术的不断发展，尤其是当前汽车轻量化的发展环境中，碳纤维复合材料（CFRP）凭借其超强韧性、能量吸收性能、轻柔性、结构稳定、耐腐蚀与耐高温等特性，成为了当下汽车产业的原材料首选，在汽车上的应用日渐普及。本文将对碳纤
维复合材料（CFRP）所具有的特性、及其在汽车行业的运用情况进行了深入探讨，力求为碳纤维复合材料（CFRP）的未来运用提供一定的参考。
0 引言
随着社会经济的快速发展，低碳节能、高效低成本已经成为各个行业市场竞争的必然选择，低碳环保、节能减排也是当前政府非常重视与强调的，尤其是工业生产与汽车产业。在政府、社会相关宣传与个人环保意识不断提升的推动下，汽车等相关领域不断创新与发展，为新型
低成本三维复合材料带来发展契机。碳纤维复合材料不仅具有良好的性能，诸如：超强韧性、能量吸收性能、轻柔性、结构稳定、耐腐蚀与耐高温等，在提升性能方面具有不可替代作用，还能降低车身的总体成本，非常有利于汽车赢得消费者的青睐并抢占更多的市场份额。碳纤
维复合材料在汽车车身中的运用已经成为世界各国争相发展的一门关键技术，尤其是具有成
熟汽车产业市场的欧美国家与日本，这些国家各大车厂在进行汽车生产的过程中都大量选用
了碳纤维材料，实现优化车体结构、降低汽车车身生产成本以及提高汽车性能的目标。
本文将深入探讨碳纤维复合材料的特性及其在汽车行业运用现状，结合碳纤维复合材料在
汽车行业中的运用实例，分析碳纤维复合材料所具有的优势，展望碳纤维复合材料在汽车行
业中的运用前景。
1 碳纤维复合材料《CFRP）介绍
1.1碳纤维复合材料概念
碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新
型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处
理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且
具有耐腐蚀、高模量的特性。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可
加工性，是新一代增强纤维。碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成的结构材料简称
碳纤维复合材料。
1.2碳纤维复合材料的特征
（1）超强抗拉弹性
碳纤维复合材料具有超强抗拉弹性，通常情况下高于3 500 MPa、这种强度是钢铁的7倍。另外，不但抗拉弹性远远高于钢，其比模量也远远高于钢。
（2）耐高温、耐腐蚀
相较于其他的材料而言，CFRP具有轻量化、刚强、柔韧性外，还具有耐高温、耐腐蚀、
耐疲劳等超强性能。除此之外，独特的碳结构让其拥有大面积的整体成型特征，同时，它还
拥有良好的稳定性与设计可塑造性，正是这些独有的特征让其可以在车轻量化实现线性增长。
（3）能量吸收性能优越
优越的能量吸收性能是CFRP材料在汽车中被广泛运用的主要原因。CFRP材料是同类的
钢质零部件质量的一半不到，是同类铝制零部件质量的70％左右，质量轻，还能抵抗更大的
冲击，足见CFRP材料的优越性。
1.3碳纤维复合材料发展历史与发展现状
从20世纪70年代开始，CFRP材料开始受到世界各国相关研究人员的关注。在国内的发
展起步相对较晚，但是经过30多年的不断发展与创新，当下国内市场上已形成了一个比较完善的碳纤维复合材料产业链，碳纤维复合材料被广泛运用到航空航天、汽车生产制造等行业。但由于CFRP材料价格较高，使得其在零部件上运用量不多，大部分是运用在辅料上，而不
是主料上。另外，当前我国的CFRP材料研发能力有限，大部分的CFRP材料过于依赖进口。而相较于一般的常规材料而言，零部件的自动化、全体化、集成化可以实现减轻成品重量、
降低车身设计成本、压缩制造成本等车身制造目标，上述的三种优化比例可高达巧%～30%。因此，提高运用CFRP材料的技术水平，对我国制造行业以及航天航空行业的快速发展具有
不可忽视的重要作用。
2 碳纤维复合材料在汽车行业的运用现状
2.1碳纤维复合材料在汽车行业运用的必然性
任何事物的兴起与没落都是有道理的，是时代发展的结果。当前，面对人类生存空间环境
的不断恶化，世界各国开始强调节能减排与低碳生产，对于汽车行业来说，主要是致力于开
发清洁能源汽车，碳纤维复合材料成为车用材料轻量化的主要目标。早在2009年，我国科研院所开始致力于碳纤维电动车的相关研究，经过8年的发展，取得了明显的研究成效。而在
国外，碳纤维复合材料在汽车行业运用也得到了极大的重视。2010年，德国奔驰公司与日本
碳纤维生产商东丽公司（TO RAY）展开复合材料与汽车的资源整合，共同投资建厂生产碳
纤维汽车部件。2013年，德国宝马汽车公司就开始瞄准碳纤维的开发，投资了将近5亿欧元
进行车身的开发与设计，成功将“全球首款量产全碳纤维车体汽车”推出市场，并在市场上取
得了巨大的反响。此外，该公司还与德国碳纤维生产商SGL集团进行资源整合与开发，共同投资，在美国设立专门的碳纤维纱线生产基地。
近几年来，在政府的各种宏观调控政策的引导与规范下，汽车的生产与制造更偏向于选择CFRP材料，这样才能符合政府所制定相关政策法规的要求，诸如：车辆燃料经济性标准、
二氧化碳排放法规等。各国对汽车的规范、要求各不相同，都是根据自身国家的实际情况进
行拟定，并落实与实施。例如，美国提高了对乘用车的车身重量、燃料效率等方面的要求，
将乘用车的燃料效率要求提高到4.32 L/1 00 km，这是常规的、典型的乘用车所难以实现的，促使汽车生产企业纷纷加入到削减车身重量的队伍中去。这也大大推动企业对具备超强稳定性、抗腐蚀性、耐高温性以及高能量吸收性能的CFRP材料的选用。由此可见，碳纤维复合
材料在汽车行业运用即是时代选择的结果，也是行业发展的必然趋势。
2.2碳纤维复合材料在汽车行业的运用现状
汽车的可持续性发展目标与GFRP材料在汽车中的应用目标是一致的，主要体现在低碳环保、经济实用以及社会效益高。GFRP材料在汽车中的应用历史不是很久，但是发展的速度
却是极为迅猛的。对比国内外碳纤维复合材料在汽车行业的运用，可以发现国外企业在
GFRP材料的六十多年发展历程中已经构建了一个较为成熟的体系，而我国GFRP材料在汽
车行业的运用仍处于初级阶段，GFRP材料的自主创新能力薄弱，高端产品主要依赖进口。
下面通过实例来探讨碳纤维复合材料在汽车行业中的运用情况。
（1）中国
目前，从我国汽车行业的市场发展情况来看，中国汽车工业已经从动态的发展状态逐渐转
入稳健的发展状态，增加企业的研发能力与创新能力，降本增效是当前我国自主汽车企业抢
占市场份额的主要手段。奇瑞、长城、江淮、长安等国内车企近两年都非常重视汽车的开发。2014年，奇瑞汽车率先在北京市场推出了汽车，这是一款由奇瑞和中国科学院联合打造的汽
车产品，由碳纤维复合材料构成的车型非常的流畅与人性化。另外，长城自主研发了一款纯电动跑车一．长城华冠EVENT，这款跑车采用了较多的GFRP材料，削减电动车的质量，同时也实现了节能、环保的设计诉求。GFRP材料的使用也保证了产品的安全性、抗暴力等指标。
（2）德国
相较于全球其他国家的汽车行业，德国的汽车行业发展较快，汽车车身重量的管理与控制情况比较良好，诸如：德国宝马的0纯。车身的构造非常稳定，实现了重量、质量的反比增长，其车身重量是传统电动车的50%～70%，具有更好的底盘。宝马全新X7系列从整体车身的结构设计出发，切入轻量化结构设计与质量分布，实现了全面的“瘦身”。
（3）日本
日本是一个非常强调高新技术与文化传承的国家，这点极大地推动了汽车行业的建设与发展。例如，东丽CFRP材料单体车身构造为中空构造一体成型，重量在钢制EV车体的50％以下，总重量仅为4 5 kg，提高了汽车的各种性能，很好的实现了节能减排，推动了该公司汽车的创新与设计。
3 结束语
纵览当前汽车产业与产业的发展情况，可以发现，CFRP材料在汽车中的广泛运用是一种必然结果，也是汽车企业进行汽车生产与制造的必然选择。未来，随着节能减排、生态环保理念的不断推广，再加上技术的开发与运用，碳纤维复合材料（CFRP）在汽车行业中的运用范围与运用比例将会有很大程度上的提升，朝着经济性与动力性方向发展。
纯电动汽车制动能量回 收技术 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
纯电动汽车制动能量回收技术 电动汽车制动能量回收技术是利用汽车在踩动刹车进行减速时将制动效能转变为电能储存并回收到电池当中，摩擦能量没有被浪费掉而是变相扩充了电池的容量，增加了纯电动汽车的续航里程，并且减少了刹车系统耗材的磨损。 电动汽车在“新能源”话题备受瞩目的今日已经不是个陌生词语，但是电动汽车的历史比大多数人想像得要长很多。1896年还推出了为电动车换电的服务，也就是我们今天所说的“充电桩”的雏形[仇建华，张珍，电动汽车制动能量回收方式设计[J].上海汽车.2012，12.]；在十九世纪末二十世纪初的交通大变革中，电动汽车作为一种新型事物快速成长但又迅速陨落。有社会环境的影响也有自身条件的限制。 目前常见的纯电动汽车，其动力电池组、电池变换器和电动机之间为电气连接，电动机、减速器和车轮之间为机械连接。 纯电动汽车制动能量回收技术研究背景 ?动车从登上历史的舞台开始，续航性能如何提升一直是人们争议很大的点。从根本上来说，续航能力可以通过
改进蓄能和驱动方式来提高，除此之外，制动能量回收也是重要的方式之一。 制动能量回收，简单来说，就是把电动汽车的电机组中无用的部分、不需要的部分，甚至有害的惯性转动带来的动能转化为电能，并返回给蓄电池，与此同时产生制动力矩，使电动机快速停止惯性转动，这整个过程也就成为再生制动过程[叶永贞，纯电动汽车制动能量回收系统研究[D].山东：青岛理工大学，2013.]。 电动汽车发展至今，已有大部分安装了类似装置以节约制动能，经过研究发现，在行驶路况频繁变化的路段，制动能量回收技术可以增加20%左右的续驶里程。 制动能量回收方法 制动能量回收方法有常见三种： 飞轮蓄能。特点：①结构简单；②无法大量蓄能。 液压蓄能。特点：①简便、可大量蓄能；②可靠性高。 蓄电池储能。特点：①无法大量蓄能②成本太高。 电动汽车制动能量回收系统的结构 无独立发电机的制动能量回收系统。①前轮驱动制动能量回收系统；②全轮驱动能量回收制动系统。有独立发电机的制动能量回收系统。 系统传动方式
《能源工程材料》 课外拓展阅读报告 《碳纤维复合材料在汽车工业中的应用》 姓名：XX 指导教师：XX 学号：XXXXXXXX 专业班级：XXXXXXXX 2016年6月 碳纤维复合材料在汽车工业中的应用 摘要：节能减排是当前汽车工业可持续发展迫切需要解决的问题，采用碳纤维复合材料等轻质材料使汽车轻量化是一个有效的解决办法。介绍了碳纤维复合材料的性能特点和在汽车上的应用现状，从材料、设计和成型工艺3个方面分析了其在国内汽车工业应用中的问题，提出了促进碳纤维复合材料广泛应用的发展建议，并展望了其在汽车工业中的应用前景。 进入21世纪以来，能源危机日趋严重，世界各国的排放法规日益严格，如何在保证安全性和动力性的前提下降低油耗和减少排放是目前汽车工业迫切需要解决的问题。采用各种轻质材料取代金属等传统材料，使汽车轻量化是实现节能减排的重要途径。碳纤维复合材料凭借轻质、高强度、高刚度、抗振性能好、抗疲劳、耐腐蚀等众多优点[1]越来越受到汽车工业的重视，在汽车中的应 用也越来越多。碳纤维及其复合材料是支撑国家高科技产业发展的关键材料，经过40多年的积累与发展，我国碳纤维及其复合材料研发拥有众多突破性进展，但在汽车领
域的应用还远落后于航空航天和其他工业领域[2]。因此有必要分析碳纤维复合材料在我国汽车工业应用中存在的问题，提出合理的发展对策，以适应汽车工业对材料发展的迫切需求。 1.碳纤维复合材料的性能特点和使用优势 与金属材料相比，碳纤维复合材料具有许多优良性能，应用于汽车上有明显的优势，主要表现在：1）密度小，强度高，CFRP在常用材料中比强度和比模量最高，用于车身及底盘能在减轻车重的同时不损失强度或刚度，汽车安全系数不降低。2）韧性好，具有良好的抗冲击性和能量吸收能力，用于车身及其结构件具有良好的碰撞安全性。3）阻尼高，抗振性能好，用于车身、传动系统及发动机部件具有良好的减振、隔音效果，提高了乘坐舒适性。4）抗疲劳性能极佳，用于承受疲劳载荷的汽车零部件能有效延长其使用寿命。 5）优秀的耐热性、抗腐蚀与抗辐射性能，在电动汽车和其他新能源汽车领域应用具有很强的竞争力。6）成型工艺多，可设计性好，易于实现零部件一体化生产，极大缩短开发周期，节约成本。 2.碳纤维复合材料在汽车上的应用 碳纤维复合材料用于汽车部件上不仅可以实现汽车轻量化，而且在安全性与乘用舒适性等方面也有很大提高，因此越来越受到汽车工业的重视，很多汽车制造商生产的高档、豪华轿车（如通用、宝马、大众、奔驰、福特、奥迪、本田、日产等）几乎都开始试用或已经采用了各种碳纤维复合材料。 1）碳纤维复合材料应用于汽车车身、底盘及承力部件，在保证安全性的同时具有十分明显的减重效果。在各种材料制造的车身中碳纤维复合材料是最轻的，尤其是与钢制车身相比，轻量化效果达53%以上。 美国通用汽车公司1992年展出了由碳纤维复合材料制造车身的超轻概念车，车身质量为 kg，整车质量降低68%，节油40%。兰博基尼汽车2011年推出了Mucilage替代车型，该车采用了全碳纤维复合材料单壳体车身，质量仅有kg。目前，碳纤维复合材料制成的车身结构件已在德国宝马公司开发的Z-9和Z-22系列中大量采用。德国大众汽车公司的“2L车”CC1 研究项目，碳纤维复合材料用于车身的比例高达
中国航空报/2015年/7月/18日/第S02版 工程 汽车用碳纤维复合材料产业现状和对策 中航复合材料有限责任公司仝建峰 碳纤维复合材料的材料性能及发展趋势顺应了汽车工业的发展需求，特别是随着新能源汽车的发展，碳纤维复合材料在汽车上将得到越来越广泛的应用。在欧美国家，车辆中复合材料的用量约占本国复合材料总产量的三分之一，主要应用在汽车覆盖件（四门两盖等）、次承力构件、车身等部位，其用量呈逐年上升趋势。 碳纤维复合材料在国内外汽车领域的应用现状 碳纤维复合材料由于其独具的强度和刚度特性，可以取代钢用于汽车的主承力结构。世界知名汽车制造商纷纷采用碳纤维复合材料零部件制造车型。 2014年，宝马i3和i8的上市不仅开创了碳纤维复合材料在量产车型大规模应用的新纪元。宝马i3和i8作为一款零排放电动车，正是由于采用了碳纤维复合材料打造的车身，使整车质量仅为1255千克，完美解决了由于电池质量而带来的车辆质量大增，车辆驾控敏捷度降低的问题，并创造了百公里7.2秒的加速时间。 随着我国汽车工业的发展，复合材料在我国汽车工业中的应用广度有了突破，汽车复合材料的年用量为10万吨左右，但主要是应用于非承力结构的玻璃钢复合材料，汽车复合材料厂家普遍规模较小。碳纤增强环氧树脂复合材料在大型商用飞机和高性能汽车（如特斯拉、宝马i3和i8）及F1赛车主承力结构件上的成功应用表明，复合材料完全可以取代金属被用于汽车车身结构中。目前，国内整车企业也纷纷开始尝试采用碳纤维复合材料零部件替换传统金属零件。 国内整车厂纷纷开始着手调研国内复合材料研发和制造企业，着手启动面向量产的复合材料零部件的设计和研制，逐步开始为量产做充分准备。由于有承力要求，汽车用复合材料零部件（尤其是承力件，如传动轴等）需要对材料以及部件进行重新设计。近年来，中航复材充分发挥自身在设计、材料、制造等方面的优势，先后为整车厂研发了汽车前舱盖、后备厢盖、尾翼、重载汽车板簧、客车板簧、重载汽车传动轴、全复材承载式大巴车身、全复合材料油罐等产品，部分产品已经通过了测试验证。 国内汽车复合材料产业现状与差距分析 “十一五”、“十二五”期间，国内车企与科研单位联合先后研发出四代碳纤维复合材料示范电动车。前两代通过逆向工程设计技术，采用碳纤维复合材料对已有车型的覆盖件以等代设计法进行替代，验证了碳纤维复合材料的减重效果，以及碳纤维复合材料覆盖件的制备与装配技术；在前两代车的设计制造基础上，后两代车通过正向设计制造，对整车进行结构设计，验证了全碳纤维复合材料主结构部件的设计、制备和装配连接技术，进一步探索了碳纤维复合材料整车的设计、制造、装备和性能测试技术。这四代车的研发为碳纤维复合材料在汽车工业的产业化应用积累了宝贵的经验，开启了国内碳纤维复合材料汽车应用的新起点。 近期，中航复材在国内率先采用快速固化预浸料结合快速模压工艺、真空辅助成型工艺制备了承载式全复合材料纯电动客车车身，在兼顾复合材料构件的整体化制造、成本控制和制造效率等方面取得了较好的效果。目前国内各汽车主机厂以及零部件供应商都在进行碳纤维复合材料研究，主要集中在零部件的轻量化上，采用非连续性纤维成型工艺，制备的汽车零部件已实现了量产及规模化应用。然而，由于自动化生产装备的缺乏，连续纤维复合材料尚未形成量产水平，尤其是车身量产技术。虽然有企业推出了碳纤维复合材料车身电动车样车，但部件、整车的设计、验证以及量产技术，自动化装配技术，质量控制等均尚处于探索中，离碳纤维复合材料在汽车工
纯电动汽车制动能量回收技术 电动汽车制动能量回收技术是利用汽车在踩动刹车进行减速时将制动效能转变为电能储存并回收到电池当中，摩擦能量没有被浪费掉而是变相扩充了电池的容量，增加了纯电动汽车的续航里程，并且减少了刹车系统耗材的磨损。 电动汽车在“新能源”话题备受瞩目的今日已经不是个陌生词语，但是电动汽车的历史比大多数人想像得要长很多。1896年还推出了为电动车换电的服务，也就是我们今天所说的“充电桩”的雏形[仇建华，张珍，电动汽车制动能量回收方式设计[J].上海汽 车.2012，12.]；在十九世纪末二十世纪初的交通大变革中，电动汽车作为一种新型事物快速成长但又迅速陨落。有社会环境的影响也有自身条件的限制。 目前常见的纯电动汽车，其动力电池组、电池变换器和电动机之间为电气连接，电动机、减速器和车轮之间为机械连接。 纯电动汽车制动能量回收技术研究背景 ?动车从登上历史的舞台开始，续航性能如何提升一直是人们争议很大的点。从根本上来说，续航能力可以通过改进蓄能和驱动方式来提高，除此之外，制动能量回收也是重要的方式之一。 制动能量回收，简单来说，就是把电动汽车的电机组中无用的部分、不需要的部分，甚至有害的惯性转动带来的动能转化为电能，并返回给蓄电池，与此同时产生制动力矩，使电动机快速停止惯性转动，这整个过程也就成为再生制动过程[叶永贞，纯电动汽车
制动能量回收系统研究[D].山东：青岛理工大学，2013.]。 电动汽车发展至今，已有大部分安装了类似装置以节约制动能，经过研究发现，在行驶路况频繁变化的路段，制动能量回收技术可以增加20%左右的续驶里程。 制动能量回收方法 制动能量回收方法有常见三种： 飞轮蓄能。特点：①结构简单；②无法大量蓄能。 液压蓄能。特点：①简便、可大量蓄能；②可靠性高。 蓄电池储能。特点：①无法大量蓄能②成本太高。 电动汽车制动能量回收系统的结构 无独立发电机的制动能量回收系统。①前轮驱动制动能量回收系统；②全轮驱动能量回收制动系统。有独立发电机的制动能量回收系统。 系统传动方式 液压混合动力系统的系统传动方式有四种：串联式；并联式；混联式；轮边式。 串联式混合动力驱动系统。串联式混合动力驱动系统，动力源有：发动机和高压蓄能器。 这种方式只适合整车质量小、车速不能过高的小型公交车等。 并联式混合动力驱动系统。并联式混合动力驱动系统动力源是发动机和高压蓄能器。但并联式车辆在制动能量再生系统不工作或出故障时可以由发动机单独直接驱动车辆。 并联式系统的驱动路线有两条，一条是由发动机传给变速器，
?３? ２０１５年１０月３０日 第１０期 严成平 （重庆理工大学 ４０００５４） 碳纤维及其复合材料在 汽车上的应用 ０ 引言 碳纤维是在２０世纪６０年代开始迅速发展起来的一种高科技新材料，是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至１５００℃形成的纤维状碳材料，碳含量在９０％以上。碳纤维具 摘 要：在汽车行业，碳纤维及其复合材料运用越来越广泛，正逐步取代金属材料，极大的提高了汽车的性能。介绍了碳纤维及其复合材料在国内外研发进展，例举了碳纤维复合材料在汽车行业的运用现状。 关键词：碳纤维 复合材料 汽车 运用 有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高热导、低热膨胀、耐化学辐射等一系列优异性能，在２０００℃以上的高温惰性环境中，是唯一能保持强度不下降的材料，而且还同时具备了纤维的柔曲 【试验?研究】
?４? ２０１５年１０月３０日 第１０期 性和可编性。 作为在在国际上备受称誉为“黑色黄金”， 碳纤维从原丝到成品需要经过预氧化、高温碳化、石墨化、表面处理等诸多工艺。以碳纤维为增强体，树脂、陶瓷、金属等为基体，经过特殊复合成型工艺制得性能优异的碳纤维复合材料，既可作为承载负荷用的结构材料又可作为功能材料满足一些功能性要求，已经成为一种军民两用的高科技纤维材料，在汽车领域也在随着成型工艺的完善和成本的压缩而不断提高市场占有率。碳纤维复合材料应用在车身结构件中，减轻质量效果明显，比钢铁材料轻５０％，比铝材轻３０％，油耗下降４０％，在动力系统不变的前提下，减重的车身会带来更出色的加速感受，相对于扔掉空调、音响等配置的减重方法，碳纤维材料的应用在保留舒适配置的同时达到了更好的效。围绕“碳纤维汽车”，全世界的汽车企业展开了激战，国际碳纤维巨头也纷纷扩能，抢占这一具有巨大潜力的市场，碳纤维复合材料需求增长最快的也将是汽车工业［１］。 １ 成型工艺及开发现状 碳纤维复合材料的成型工艺主要有手糊成型、缠绕成型、拉挤成型和树脂传递模塑成型。树脂传递模塑工艺（ＲＴＭ）是复合材料较为常用的一种成型工艺，该工艺是将纤维增强材料或预成坯铺放到闭模模腔内，用压力将树脂液注入模腔，浸透纤维或预成型 坯，然后固化，脱模成型制品［２］。日本新能源产业技术综合开发机构（ＮＥＤＯ）在“汽车轻量化碳纤维强化复合材料开发”项目（２００３－２００７）中，对超高速树脂传递模塑成型（ＲＴＭ）进行了深入的研究，主要指超高速硬化成型树脂、立体成型造型技术、高速树脂含浸成型技术等。宝马ｉ３使用的碳纤维增强树脂基复合材料（ＣＦＲＰ）通过ＲＴＭ可在１０分钟以内成型。各汽车厂商针对自己的车型及车身各部位需求不同，也在对ＣＦＲＰ的成型工艺进行不断优化和细致筛选。如兰博基尼Ａｖｅｎｔａｄｏｒ ＬＰ７００－４采用单体构造车身（图１），这种结构是构成车身的核心部件，整个单体车身仅１４７ｋｇ，车舱完全用碳纤维复合材料制造而成，并配以硬壳式结构。设计过程中，兰博基尼团队根据各个元件的外形、功能及要求，分别对以下三种成型方法进行了细致筛选，这些方法在生产工艺、碳纤维及其织物类型以及树脂化学成分都各不相同。 树脂传递模塑法（ＲＴＭ）：该方法经兰博基尼完善后，实现了重大突破，发展成 为 图 １ 兰博基尼Ａｖｅｎｔａｄｏｒ ＬＰ７００－４单体构造式车身 【试验?研究】
碳纤维助力汽车轻量化 C H I N A F A W，T H E F I R S T C A R 2018/8
目录 C o n t e n t 一、轻量化背景与碳纤维复合材料性能特点 二、碳纤维复合材料的行业应用与新技术 三、一汽在碳纤维复合材料方面的技术开发工作 四、汽车行业对碳纤维的需求和展望
?我国汽车行业飞速发展，能源安全、节能减排成为汽车产业可持续发展面临的重要问题。 6.9 5 20162020 四阶段油耗法规：5L/100Km ?2020年四阶段油耗达到5.0L/100km ?2025年五阶段油耗预计4.0L/100km ?预计减少CO 2排放约1.13亿吨 ?动力电池模块比能量达到300瓦时/公斤以上 《节能与新能源汽车产业发展规划》 《乘用车企业平均燃料消耗量》 2015年12月12日，各国在巴黎气候大会上通过《巴黎协定》，联合治理CO2排放问题。我国承诺将于2030年左右，使二氧化碳排放达到峰值，并尽早实现。 中国CO 2排放量居世界首位，已经占到CO 2排放总量的20%以上，远高于其他国家。 各国全球CO 2排放量 汽车排放占全球CO2排放量25%，已经成为温室效应和环境污染重要来源之一。 全球CO 2排放量行业占比 《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》 ?“双积分”制度将加速汽车业向低油耗低碳排放发展 ?按照政策要求，国内所有年销量3万辆以上的汽车制造企业和汽车进口商都要满足平均燃料值积分和新能源汽车积分这两项积分政策 国家法规政策 环境压力与政策背景
?汽车轻量化对整车性能提升和为用户创造价值，都有着重要的意义。 ?汽车轻量化，是汽车节能减排的关键手段，是企业满足国家法规的重要途径。 整车降重10% 油耗减少6-8% 排放减少6-7% 制动距离减少3-4% 加速时间减少6-8% 提高轮胎寿命7% 提高耐久性能提高操控性能 降低电池成本 ?降重100kg 后，可实现降油耗6-8% ?底盘、传动系的旋转零件每降重1kg 的效果是其他零部件的5~10倍 乘用车： 降低油耗，增加CAFC 积分 新能源汽车： 提高续航，增加新能源积分 ?降重100kg ，相当于续航里程提升6-8%左右 ?降重100kg 后，可增加用户利润5000元 商用车： 降低油耗，增加经济效益 轻量化的现实意义
教学设计
教学过程 教学环节教师讲授、指导（主导）内容 学生学习、 操作（主体）活动 时间 分配 一、二、三、组织教学： 组织学生起立，师生问好。 导课部分： 作为一名新能源汽车售后服务人员，你知道纯电动汽车、混 合动力汽车制动系统于传涛的汽车制动系统有什么区别吗？ 新授部分： 1.混动汽车制动系统的工作原理 电源开关打开后，蓄电池想控制器供电，控制器开始工作， 此时Emb信号灯显示系统应正常工作。驾驶员进行制动操作 时，首先由电子制动踏板行程传感器弹指驾驶员的制动意图， 把这一信息传给ECU。ECU汇集轮转速传感器、制动踏板行 程传感器等各路信号。根据车辆行驶状态计算出每个车轮的 最大值动力，在发出指令给执行器，让其执行哥车轮的制动， 电动机械制动器能快速而精确的提供车轮所需制动力，从而 保证最佳的整车减速和车辆的制动效果 2.制动能量回收系统 制动能量回收是电动汽车与混合动力汽车重要技术之一, 也 是它们的重要特点。在普通内燃机汽车上,当车辆减速、制动 时,车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能,并向大气中 释放。而在电动汽车与混.合动力汽车上,这种被浪费掉的运动 能量已可通过制动能量回收。 3.制动能量回收系统的原理 一般情况下,在车辆非紧急制动的普通制动场合,约1/5的能量 可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的工作方式 不同而有所不同。在发动机气门不停止工作场合,减速时能够 回收的能量约是车辆运动能的1/3。通过智能气门正时与升程 控制系统使气门停止工作,发动机本身的机械摩擦(含泵气损 失)能够减少约70%。回收能量增加到车辆运动能量的2/3。 班长报告出勤人数、 事由 学生进行回答 多媒体课件、动画演 示，制冷系统各部件 的作用。 2分 5分 15分 15分 15分 15分
碳纤维材料的性能及应用 摘要：介绍了碳纤维及其增强复合材料，详细介绍了碳纤维复合材料的分类和特性,着重阐述了碳纤维及其复合材料在高新技术领域和能源、体育器材等民 用领域的应用，并对未来碳纤维复合材料的发展趋势进行了分析。 关键词：碳纤维性能应用 0引言 碳纤维复合材料具有轻质、高强度、高刚度、优良的减振性、耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。以高性能碳纤维复合材料为典型代表的先进复合材料作为结构、功能或结构/功能一体化材料，不仅在国防战略武器建设中具有不可替代性，在绿色能源建设、节约能源技术发展和促进能源多样化过程中也将发挥极其重要的作用。若将先进碳纤维复合材料在国防领域的应用水平和规模视作国家安全的重要保证，则碳纤维复合材料在交通运输、风力发电、石油开采、电力输送等领域的应用将与有效减少温室气体排放、解决全球气候变暖等环境问题密切相关。随着对碳纤维复合材料认识的不断深化，以及制造技术水平的不断提升，碳纤维复合材料在相关领域的应用研究与装备不断取得进展，借鉴国际先进的碳纤维复合材料应用经验，牵引高性能碳纤维及其复合材料的国产化步伐，对于改变经济结构、节能减排具有重要的战略意义。 1碳纤维材料 1.1何为碳纤维材料 碳纤维是一种含碳量在9 2% 以上的新型高性能纤维材料, 具有重量轻、高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、导电、导热和远红外辐射等多种优异性能, 不仅是21 世纪新材料领域的高科技产品, 更是国家重要的战略性基础材料, 政治、经济和军事意义十分重大。碳纤维分为聚丙烯睛基、沥青基和粘胶基 3种, 其中90 % 为聚丙烯睛基碳纤维。聚丙烯睛基碳纤维的生产过程主要包括原丝生产和原丝碳化两部分。用碳纤维与树脂、金属、陶瓷、玻璃等基体制成的复合材料, 广泛应用于航空航天领域体育休闲领域以及汽车制造、新型建材、
汽车迎来碳纤维复合材料时代 2011/11/08 【日中环保生态网】碳纤维复合材料（CFRP）——帝人利用热可塑性树脂技术突破“1分钟屏障”。东丽也发布试制车。各原材料厂商促动汽车厂商采用碳纤维复合材料。 今年10月，日本国土交通省及经济产业省制定了以2020年度为目标的更加严格的轿车新燃效标准。欧洲也将于明年大幅度强化汽车的二氧化碳排放规制。 随着规制的强化，电动汽车（EV）、混合动力车（HV）等环保车的普及已进入人们的视野。想改善燃效，延长行驶距离的车体轻量化必不可少。 在钢铁企业及化学企业致力于原料开发的背景下，碳纤维复合材料（CFRP）被寄予厚望。碳纤维复合材料的重量是铁的四分之一，强度却是10倍。东丽以及三菱丽阳、帝人这3家日本企业掌握着7成的世界市场份额。 碳纤维复合材料虽被采用于丰田高档车“雷克萨斯LFA”的骨架等，但其成型时间长成为瓶颈，一直被认为不适用于量产车。但是今年，碳纤维复合材料企业相继发布了着眼于实现量产的试制车。 车体骨架的重量为铁制骨架的五分之一 车体骨架的重量为铁制骨架的五分之一 今年3月，帝人公司公布已成功掌握以世界最快速度——在1分钟之内成型的量产技术。使用的是加热即融化、冷却即凝固的“热可塑性树脂”。做法是对树脂中含有碳纤维的中间材料进行冲压成型。 以往的碳纤维复合材料主要是使用加热即凝固的“热硬化性树脂”。热硬化性碳纤维复合材料一般必须有烧结工序，成型过程最短也要花费5分钟。通过采用热可塑性树脂便可省去烧结工序，从而缩短成型时间。由此突破了决定能否进入量产车生产线的“1分钟屏障”。 此次试制的电动汽车的车体骨架为47公斤。两个成年人就能抬起来。既保持了可与铁制骨架匹敌的强度，而重量又只有铁制骨架的五分之一。 为了提高强度，帝人开发出了3种中间材料。对限定方向具有高强度的材料、对所有方向强度均等的材料等，根据使用部位的需要区分使用，由此实现了全部热可塑性碳纤维复合材料的车体骨架。
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用林德春潘鼎高健陈尚开 （上海市复合材料学会）（东华大学）（连云港鹰游纺机集团公司） 碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。具有十分优异的力学性能，与其它高性能纤维相比具有最高比强度和最高比模量。特别是在2000℃以上高温惰性环境中，是唯一强度不下降的物质。此外，其还兼具其他多种得天独厚的优良性能：低密度、高升华热、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、高震动衰减性、低热膨胀系数、导电导热性、电磁屏蔽性,纺织加工性均优良等。因此，碳纤维复合材料也同样具有其它复合材料无法比拟的优良性能,被应用于军事及民用工业的各个领域，在航空航天领域的光辉业绩，尤为世人所瞩目。 可以明显看出，在航空航天领域碳纤维的用量有大幅度增加，2006年比2001年增长约40%，2008年增长约76%，2010年和2001年相比增长超过100%。 本文将介绍碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）在航空航天领域应用的新进展。 1 航空领域应用的新进展 T300 碳纤维/树脂基复合材料已经在飞行器上广泛作为结构材料使用，目前应用较多的 为拉伸强度达到5.5GPa，断裂应变高出T300 碳纤维的30％的高强度中模量碳纤维T800H 纤维。 （1）军品 碳纤维增强树脂基复合材料是生产武器装备的重要材料。在战斗机和直升机上，碳纤维复合材料应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件。国外将碳纤维/环氧和碳纤维/双马复合材料应用在战机机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了明显的减重作用，大大提高了抗疲劳、耐腐蚀等性能，数据显示采用复合材料结构的前机身段，可比金属结构减轻质量31.5%，减少零件61.5%，减少紧固件61.3%；复合材料垂直安定面可减轻质量32.24%。用军机战术技术性能的重要指标——结构重量系数来衡量，国外第四代军机的结构重量系数已达到27～28%。未来以F-22为目标的背景机复合材料用量比例需求为35%左右，其中碳纤维复合材料将成为主体材料。国外一些轻型飞机和无人驾驶飞机，已实现了结构的复合材料化。目前主要使用的是T300级和T700级小丝束碳纤维增强的复合材。 美国在歼击机和战斗机上大量使用复合材料：F-22的结构重量系数为27.8%，先进复合材料的用量已达到25%以上，军用直升机用量达到50%以上。八十年代初美国生产的单人
碳纤维，又称碳化纤维，泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。因为它又轻又坚硬，所以它的用途很广泛。碳纤维在汽车领域的应用率先从赛车开始，近年来在民用汽车中得到了广泛的引用。涂着清漆，故意露出深沉的黑色编织花纹的碳纤维组件已不单单只是为了看上去拉风，“高碳”之风越刮越烈。 一般碳纤维的密度为1750 kg/立方米，如此低的密度让其更是广泛被使用于大型飞机，例如空中客车的A350与A380，波音787均利用碳纤维复合材料来减轻耗油量。另外大型风力发电机的叶片，赛车、高端自行车的车身均为碳纤维复合材料需求量增加的重要因素。 碳纤维预浸料备受赛车青睐 今年美国Brammo公司生产的Empulse电动摩托赛车的主要特征是其结构件采用蔼科颂复合材料公司生产的碳纤维预浸料。 美国俄勒冈州的电动车公司Brammo制造的Empulse赛车今年在设计上有一些改进，包括新座椅的安装以及使用英国复合材料制造商蔼科颂生产的8020预浸料制造的储罐。 先前自行车使用碳纤维是为了美观，今年Brammo使用预浸料生产的碳纤维结构件极大地减轻了摩托车的重量，以提高其性能。 “使用蔼科颂复合材料公司的预浸料，可以减轻重量的30%，”Brammo产品开发总监 Brian Wismann说，“另外的好处是模具表面光洁度很好，不必清除涂层或喷漆，进一步节省了重量。” F1车队采用碳纤维制造赛车车身和碰撞缓冲构件 数年来，F1车队一直采用碳纤维复合材料制造赛车车身和碰撞缓冲构件，从而显著减少赛事中的重伤事故。 碳纤维制成汽车的身体，除了更轻盈外，车辆的抗挤压能力也令人惊叹，因为碳纤维复合材料的能量吸收能力比金属材料高4倍到5倍左右；因为身轻如燕，车辆连油耗的烦恼也没有了；因为不受传统车身结构的限制，车辆造型可以像做发型一样，多样变化。 有意思的是，在对车头车尾进行的抗冲击测试发现，铝制底盘受到挤压会变形，也会吸收部分能量。然而，由坚硬的碳纤维制造的乘客区却安然无恙，甚至侧面来的强力冲击也只能让车厢内的假人模型和电池毫发无伤（当然，当安全气囊装置启动时，电池会自动断电）。 另外，即便车辆受到猛烈的撞击，车体有所损伤也不用担心，切掉碳纤维受损的部分再粘上新部件，完全可以让车辆恢复原状。 早在1992年，美国通用汽车公司就提出了超轻概念车，该车车身采用碳纤维复合材料，由手工碳纤维预浸料工艺制造，整体车身的质量为191公斤。用碳纤维取代钢材制造车身和底盘构件，可减轻质量68%，从而节约汽油消耗40%。
碳纤维在汽车上的应用 摘要：碳纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它具有许多优良性能，密度低，强度大，耐超高温，耐疲劳性好，耐腐蚀性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。因为其优良的性能，从而在汽车上得到广泛的使用，推动了汽车工业的变革。 关键词：碳纤维汽车轻量化 一：什么是碳纤维 碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一 种含碳量在95%以上的高强度、高模量 纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨 微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而 成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶 石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比 金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具 有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工 和民用方面都是重要材料。它不仅具有 碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。 碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。 碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型。 现今，碳纤维是军民两用新材料，属于技术密集型和政治敏感的关键材料。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。 1994年至2002年左右，随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究，使用碳纤维制作发热材料的技术和产品也逐渐进入军用和民用领域。车用碳纤维复合材料可用作汽车传动轴、板簧、构架和刹车片等制件。目前钢铁材料约占车体重量的3/4，如果汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换，车体重量可减轻300kg，燃油效率提高36%，二氧化碳排放量可削减17%。我国汽车年产量将突破2000 万辆，预计今后还会继续上升。研制轻量化汽车是实现我国低碳经济的迫切需求，汽车应用碳纤维是轻量化的新选择。 二．碳纤维在汽车上的应用
复合材料基础 姓名：梁雨 专业：化学 学号：2014122
碳纤维复合材料 碳纤维是由碳元素组成的一种高性能增强纤维。不仅强度高，密度小，并且具有低热膨胀、高导热、耐磨、耐高位等优异性能，是一种很有发展前景的高性 能纤。这些优异的性能使得人们对它的重视到了一个很高的高度。那么接下来我就来介绍一下有关碳纤维复合材料在各方面的的一些知识。 一、碳纤维复合材料发展史 碳纤维复合材料的发展史应包含碳纤维的发展史何其复合材料应用史。碳纤维是碳材料的一种新形式。我们已经知道碳材料结构由四种类型，一是无定形碳、而是石墨、三是金刚石、四是白碳。碳纤维含碳99%以上，主要是石墨和无定形碳，纤维形状是一种新的应用形式。1880年人类制造了第一批电灯泡，那是电 灯泡的灯丝就是当时人类研制的第一批碳纤维，直到1901年发明钨丝后才不用它做灯丝了。到1950年美国空军材料研究所由于军工的需求，加紧对碳纤维研究，1959年由联合碳化合物公司实现了高强碳纤维的生产工艺。与此同时，1962年日本旭炭公司在远藤教授研究的基础上实现以聚丙腈纤维为原料，经过预氧化（不熔化）、1300℃以上高温炭化而得到有实用价值的通用碳纤维的工业生产线。1970年以后东丽公司、东邦公司相继参加聚丙烯腈基碳纤维的生产开发，形成2吨╱年的规模。1978年产量达1000t。20世纪80年代后期批量生产的M30、M60、T1000等石墨化程度更高的碳纤维。随后碳纤维在全世界需求量随年逐增 中国碳纤维的发展 我国从1968年开始研究碳纤维，很快研究出碳纤维1#，相当于T200的水平，1976年建成中试线，那是与日本东丽公司的差距为5年。后来碳纤维2#的研究久攻不下。差距已拉大20多年，无竞争可言。同时由于发达国家对我国几 十年的技术封锁，至今没能实现大规模工业化生产，工业及民用领域的需求长时 间依赖进口，严重影响了我国高技术的发展，尤其制约了航天及国防军工事业的 发展，与我国经济社会发展的进程极不相称。所以，研究生产高性能、高质量的 碳纤维，以满足军工和民用产品的需求，扭转大量口的局面，是当前我国碳纤维工业发展的迫切任务。
我的玩车经历以及对碳纤维车架的使用心得 字数比较多，希望有兴趣的车友耐心看完。 一、玩车经历篇 转眼间，上大学已经3年多了，从一开始上大学就开始接触真正的“玩车”！从开始的几百块的攀爬，接着开始烧MONTY，ECHO TEAM，然后转型到山地，从开始MERIDA超级重的组装山地，到万把块左右的兰色MERIDA迈阿密。由于武汉的比赛绝大多数都是公路比赛，自己也想通过比赛提高自己。然后又转型的公路，06年4月，等了4个月以后终于把心爱的全碳CKT装起来（具体配置下面再说）！幸运的成为武汉第一批用碳架的人。然后俱乐部帮我搞到了我3年一直的梦想--MERIDA队版的全碳山地整车，再加上已经有的 DA BOMB街车，我已经玩过大部分的自行车车种和目前手头的3台车！我不是专业车手，也没有经过专业训练，我只是一个很普通的大学生，一个自行车爱好者，发烧友，也受到过前国家队队员的指点！在湖北的联赛上，也就总是第6名左右的成绩，在湖北的大学生比赛上比较光彩，也小有点名气。 这里说说我车的配置： 1：CKT-168全碳公路。台湾国家队（我绝对支持祖国统一，但是台湾省他们自己称为“国家队”）用的架子。CKT-168全碳坐管前叉，全套SHIMANO UT套件UT6610脚踏，台湾六毅全碳肌肉把，SHIMANO R550轮组，SLR 坐板，所以车子在装的时候大大超出预算，本来想买套好点的轮组，但是搞到这个样子花了2XXXX，我已经没有能力再继
续搞好轮组了。装起来不包括脚踏整车7。7公斤。但是R550轮组用它的实力告诉我，除了重量，这队轮子也不差，而且性价比非常之高，平时骑行和训练比赛，多少会拿来飞一下，1万多公里了还是非常好！ 2。MERIDA全碳车队版山地。MERIDA硬山地车架里最高档次，奥运会冠军用的架子。从一开始玩山地就非常喜欢那个架子的造型，颜色，尤其是MERIDA标志性的绿色火焰。06年8月，湖北永光极限单车俱乐部汉口旗舰店开业，老板费了好大力气把这个车的整车搞来一台。3年的追寻，我当然不会放过。整车当初是9。4公斤，到目前被我乱七八糟的换，已经减肥到8。7公斤了！全套V刹版XTR，DT240花鼓，DT革命钢丝，MAVIC517车圈，MAXXIS 310外胎，KCNC超轻把立把横坐管，SLR 135克坐板！ 3。DA BOMB街车。DB的16寸土腾架，其他零件是由以前山地升级换下来的乱七八糟拼起来的，平时小飞一下还是没问题的。配置不多说。 二。对碳纤维的一些使用心得 我不是个有钱人，但是我爱车，我也喜欢去烧装备，去玩技术。一个学生，2台全碳，中国也没几个吧！使用CKT已经有一年的时间了，MERIDA也有6个月了。虽然我不像专业队那样可以去更大的发挥碳纤维车架的极限工作状态，但是我也有我作为一个爱好者一个使用很长时间的心得！碳纤维的优点很多，重量轻，强度高（特别是纵向强度），美观大方。缺点就是怕尖利的物体碰撞，这样车架整体强度没了，基本就可以放到家里当摆设了~~~
近几年来，随着低碳环保意识、高新技术的不断发展，尤其是当前汽车轻量化的发展环境中，碳纤维复合材料（CFRP）凭借其超强韧性、能量吸收性能、轻柔性、结构稳定、耐腐蚀与耐高温等特性，成为了当下汽车产业的原材料首选，在汽车上的应用日渐普及。本文将对碳纤 维复合材料（CFRP）所具有的特性、及其在汽车行业的运用情况进行了深入探讨，力求为碳纤维复合材料（CFRP）的未来运用提供一定的参考。 0 引言 随着社会经济的快速发展，低碳节能、高效低成本已经成为各个行业市场竞争的必然选择，低碳环保、节能减排也是当前政府非常重视与强调的，尤其是工业生产与汽车产业。在政府、社会相关宣传与个人环保意识不断提升的推动下，汽车等相关领域不断创新与发展，为新型 低成本三维复合材料带来发展契机。碳纤维复合材料不仅具有良好的性能，诸如：超强韧性、能量吸收性能、轻柔性、结构稳定、耐腐蚀与耐高温等，在提升性能方面具有不可替代作用，还能降低车身的总体成本，非常有利于汽车赢得消费者的青睐并抢占更多的市场份额。碳纤 维复合材料在汽车车身中的运用已经成为世界各国争相发展的一门关键技术，尤其是具有成 熟汽车产业市场的欧美国家与日本，这些国家各大车厂在进行汽车生产的过程中都大量选用 了碳纤维材料，实现优化车体结构、降低汽车车身生产成本以及提高汽车性能的目标。 本文将深入探讨碳纤维复合材料的特性及其在汽车行业运用现状，结合碳纤维复合材料在 汽车行业中的运用实例，分析碳纤维复合材料所具有的优势，展望碳纤维复合材料在汽车行 业中的运用前景。 1 碳纤维复合材料《CFRP）介绍 1.1碳纤维复合材料概念 碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新 型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处 理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且 具有耐腐蚀、高模量的特性。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可 加工性，是新一代增强纤维。碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成的结构材料简称 碳纤维复合材料。 1.2碳纤维复合材料的特征 （1）超强抗拉弹性 碳纤维复合材料具有超强抗拉弹性，通常情况下高于3 500 MPa、这种强度是钢铁的7倍。另外，不但抗拉弹性远远高于钢，其比模量也远远高于钢。 （2）耐高温、耐腐蚀 相较于其他的材料而言，CFRP具有轻量化、刚强、柔韧性外，还具有耐高温、耐腐蚀、 耐疲劳等超强性能。除此之外，独特的碳结构让其拥有大面积的整体成型特征，同时，它还 拥有良好的稳定性与设计可塑造性，正是这些独有的特征让其可以在车轻量化实现线性增长。 （3）能量吸收性能优越 优越的能量吸收性能是CFRP材料在汽车中被广泛运用的主要原因。CFRP材料是同类的 钢质零部件质量的一半不到，是同类铝制零部件质量的70％左右，质量轻，还能抵抗更大的 冲击，足见CFRP材料的优越性。 1.3碳纤维复合材料发展历史与发展现状 从20世纪70年代开始，CFRP材料开始受到世界各国相关研究人员的关注。在国内的发
目录 前言 (1) 一、制动法规基本要求 (1) 二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 (2) 2.1整车基本参数 (2) 2.2样车制动系统主要参数 (2) 三、前、后制动器制动力分配 (3) 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 (3) 3.2理想前后制动力分配曲线及 曲线 (4) 3.2.1理想前后制动力分配 (4) 3.2.2实际制动器制动力分配系数 (4) 五、利用附着系数与制动强度法规验算 (8) 六、制动距离的校核 (10) 七、真空助力器主要技术参数 (11) 八、真空助力器失效时整车制动性能 (11) 九、制动踏板力的校核 (13) 十、制动主缸行程校核 (15) 十一、驻车制动校核 (16) 1、极限倾角 (16) 2、制动器的操纵力校核 (17)
前言 BM3车型的行车制动系统采用液压真空助力结构。前制动器为通风盘式制动器，后制动器有盘式制动器和鼓式制动器两种，采用吊挂式制动踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线（X型）布置，安装ABS系统。 驻车制动系统为后盘中鼓式制动器和后鼓式制动器两种，采用手动机械拉线式操纵机构。 一、制动法规基本要求 1、GB21670《乘用车制动系统技术要求及试验方法》 2、GB12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》 3、GB13594《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》 4、GB7258《机动车运行安全技术条件》 序号项目设计要求 （商品定义） 国标要求 1 试验路面——干燥、平整的混凝土或具 有相同附着系数的其路面 2 载重满载满载 3 制动初速度100km/h 100km/h 4 制动时的稳定性——不许偏出2.5m通道 5 制动距离或制动减速 度空载≤42mm 满载≤44mm ≤70m或≥6.43 2 / m s 6 踏板力110~130（0.6g 减速度） ≤500N 7 驻车制动停驻角度——20%( 12 ) 8 驻车制动操纵手柄力180—210 ≤400N
碳纤维复合材料汽车B柱性能研究 节能、环保和安全是汽车工业的发展方向，汽车轻量化是实现节能減排的重要手段。碳纤维复合材料的比强度和比模量高，密度仅为钢的1/5左右，在等刚度和或等强度下，碳纤维复合材料比钢可减重50%以上，比镁铝合金可减重30%左右，具有独特的轻量化效果，是实现汽车轻量化的理想材料。以汽车B柱为研究对象，基于经典层合板理论，采用ABAQUS分析研究了碳纤维复合材料B 柱的碰撞性能。研究结果表明，与金属材料汽车B柱相比碳纤维复合材料汽车B 柱重量降低约33%，达到了较好的轻量化效果。同时碳纤维复合材料汽车B柱入侵量与吸能比金属材料小。 标签：轻量化；碳纤维复合材料；性能；汽车B柱 1 概述 近年来，我国汽车工业得到了快速的发展，汽车产销量位居世界第一，汽车工业已成为我国经济发展的支柱产业。汽车给我们的出行带来了便利，但也造成了环境污染等问题。在全球温室效应、能源危机和环境污染等日益严重的情况下，节能与环保成为摆在世界各国面前最重要的命题[1]。目前，汽车行业面临的挑战是，为了汽车工业的可持续发展，必须减少环境污染、节约资源。为应对挑战各国都开始研究和开发新能源汽车，就现阶段技术而言，汽车轻量化是实现降低油耗和减少排放的有效途径。有试验表明，汽车总体重量减轻10%，可提高6%-8%的燃油效率。降低1%汽车重量可降低0.7%的油耗[2]。由此可见汽车轻量化对于节能与环保有显著效果，使其成为我国汽车行业大力发展的趋势。对于乘用车来说，车身占整车质量的40%-60%[3]，对于汽车油耗来说，约70%的油耗是用在了车身质量上，因而车身的轻量化对于整车的节能、减排具有更为显著的作用。 2 碳纤维复合材料汽车B柱模型建立 文章采用等代设计方法建立碳纤维复合材料汽车B柱模型，通过Hypermesh 对B柱模型完成几何清理并采用四面体单元划分网格，网格大小10mm。将画好网格的B柱导入ABAQUS进行碰撞分析。 碳纤维复合材料B柱铺层方式为[0/45/90/-45]，铺层层数为18层，每层厚度0.33mm。复合材料单向层合板的力学性能如表1所示。其中p为密度，E1、E2分别为单向层合板的纵向、横向弹性模量，u12为泊松比，G12为剪切模量，Xt、Xc为纵向拉伸、压缩强度，Yt、Yc为横向拉伸、压缩强度，S为剪切强度。 3 碳纤维复合材料汽车B柱性能分析 以碳纤维复合材料汽车B柱的质量、入侵量、吸能为响应分析碳纤维复合材料汽B柱的综合性能。并与金属材料汽车B对比分析，与金属材料汽车B柱相比碳纤维复合材料汽车B柱重量降低约33%，最大入侵量比金属材料汽车B