在當今全球?qū)Νh(huán)境保護與可持續(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)展中扮演著關鍵角色，其中纖維增強樹脂基復合材料的應用更是格外耀眼。現(xiàn)階段，新能源汽車頻繁使用的纖維增強樹脂基復合材料主要分為以下幾大類：
一、碳纖維增強復材（CFRP）
CFRP 由碳纖維與聚合物樹脂精妙復合而成，具備質(zhì)量輕盈、比強度與比模量超群、耐疲勞、耐摩擦、耐水蝕、耐腐蝕、易成型以及可設計性強勁等諸多閃光點，堪稱目前輕量化成效最為卓越的材料之一。
其應用領域極為廣泛，全面覆蓋汽車車身、內(nèi)外飾、底盤以及動力系統(tǒng)等各個方面。然而，由于成本高昂且零部件加工難度巨大，當前僅在少數(shù)高端車型中得以應用。
二、玻璃纖維增強復材（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，雖力學性能略遜一籌，但相較于傳統(tǒng)塑料，優(yōu)勢依然十分顯著。憑借其低密度的特性，GFRP 順勢成為當下輕量化的理想材料之一。
目前在眾多汽車零部件上實現(xiàn)了大量應用，涵蓋車身結構件、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、玄武巖纖維復材
玄武巖纖維增強復材是以天然玄武巖拉制連續(xù)纖維增強樹脂的復合材料，乃是近幾年迅速崛起的新興熱點。玄武巖纖維在輕量化、性能和成本方面實現(xiàn)了完美兼顧，其制備過程相較于傳統(tǒng)纖維更加環(huán)保，強度高于一般玻纖復材，成本低于碳纖維，綜合優(yōu)勢一目了然。
盡管目前玄武巖纖維復材尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，技術儲備也稍顯不足，零件實際應用經(jīng)驗較為匱乏，但隨著近幾年在該領域的持續(xù)投入，未來在新能源汽車上的應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)，而纖維增強樹脂基復合材料在該系統(tǒng)中的動力電池、儲氫罐、電機等方面均已擁有成熟的應用。
動力電池
動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板采用了樹脂纖維復材。
目前，大部分樹脂纖維復材上蓋采用 SMC 模壓成型，但 SMC 的力學性能稍低且防火性能相對較弱。為了提升力學性能和防火性能，并進一步實現(xiàn)輕量化，近幾年部分車型開始采用連續(xù)纖維增強的復合材料。
電池箱底護板當前主要是鋼板沖壓成型。隨著輕量化技術的不斷發(fā)展，一些車型開始嘗試樹脂纖維復材 + 鋼板復合結構的方案，如復材鋼護板、蜂窩鋼護板、GMT 鋼護板等。
儲氫罐
氫能源作為新能源汽車的重要發(fā)展方向之一，通過高壓儲氫瓶儲存的氫氣作為動力來源。目前 III 型瓶內(nèi)襯采用鋁合金材料，IV 型瓶內(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 年就有相關報道，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，以及碳纖維儲氫罐和地板材料等都采用了碳纖維復合材料，充分展示了碳纖維復合材料在新能源汽車高端車型中的卓越應用，為新能源汽車的輕量化和高性能發(fā)展指明了方向。
電機
CFRP 在高性能電極上的應用已然成為熱點。CFRP 具有不導磁、高比強度、熱膨脹系數(shù)小、密度低以及電導率低等優(yōu)點，是未來電機小型化、高速化、高效率的主要解決方案。
車身應用
樹脂纖維復材非常適合大型結構件的輕量化應用。車身結構件對強度、剛度要求較高，因此主要選用模量、強度更高的 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 補強車身的混合結構方案。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，對采用高強度纖維增強復材實現(xiàn)輕量化的需求較小。但 CFRP 零部件成本高、技術難度大，往往代表著科技與豪華，許多車型在高配車型上開發(fā) CFRP 運動套件。
CFRP 由于其極高的強度和模量，一直是底盤零件輕量化的主要研究對象，但因成本較高，在新能源車型上量產(chǎn)應用較少。GFRP 則更適合底盤的運動零部件，如板簧、制動踏板等，都有成熟的量產(chǎn)應用。（來源：互聯(lián)網(wǎng)）
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