碳纖維是由有機纖維經(jīng)過一系列熱處理轉化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工型，是新一代增強纖維。近幾年碳纖維復合材料在汽車領域中也大展拳腳，應用十分廣泛。

碳纖維復合材料特性

汽車車身的輕量化主要從車身結構設計和材料的選擇與替代兩個方面著手。在材料輕量化方面，目前仍以高強度鋼、鎂、鋁和塑料作為主要汽車材料組合，其中尤其以碳纖維最為出色，其優(yōu)越性幾乎可以完全替代鋼材料。其中以樹脂和金屬為基體的復合材料在車身上的應用較為成熟，具有應用于車身制造的諸多優(yōu)勢。

(1) 具有較高的強度。碳纖維復合材料具有目前常用材料中最高的比模量和比強度，用其制成與高強度鋼具有同等強度和剛度的構件時，重量可減輕70%左右。

(2)  具有良好的抗疲勞性。碳纖維復合材料的抗疲勞性能極佳。由于在疲勞載荷作用下的斷裂是材料內部裂紋擴展的結果，碳纖維復合材料中碳纖維與基體間的界面能有效阻止疲勞裂紋擴展，而外加載荷由增強纖維承擔，因而疲勞強度極限比金屬材料和其他非金屬材料高很多。

(3)  碰撞吸能性好。碳纖維復合材料是汽車金屬材料最理想的替代材料，在碰撞中對能量的吸收率是鋁和鋼的4～5倍，減輕車身質量的同時還能保證不損失強度或剛度，保持防撞性能，極大地降低了輕量化帶來的汽車安全系數(shù)降低的風險。

(4)  制造工藝性好。碳纖維復合材料的工藝性和可設計性好，通過調整CFRP材料的形狀、排布、含量，可滿足構件的強度、剛度等性能要求，能用模具制造的構件可一次成型，減少緊固件和接頭數(shù)目，可以大大提高材料利用率。

車身輕量化對續(xù)駛里程的影響

目前汽車車身重量的3/4是鋼材，輕量化空間很大。研究表明，碳纖維增強復合材料車身質量僅172kg，而鋼制車身為367.9kg，碳纖維增強復合材料輕量化效果達53%以上。

由于純電動汽車受安裝的動力電池的容量限制，其一次充電后的續(xù)駛里程過短，成為影響純電動汽車推廣使用的一個重要因素。如果用碳纖維復合材料來制造車身，將車身減輕的質量用于增加電池數(shù)量，在保持整車質量不變的情況下，可以大大提高續(xù)駛里程。

應用碳纖維復合材料可以極大地實現(xiàn)電動汽車輕量化來平衡電池組的重量，增加純電動汽車的續(xù)駛里程。當然，蓄電池組的安裝需要合適的空間，在不減小乘用空間的基礎上，合理控制碳纖維復合材料輕量化程度，可增加蓄電池組容量，既保證一定的續(xù)駛里程，同時也避免過分CFRP化帶來的的高成本問題。

碳纖維復合材料車身大規(guī)模應用前景

制約碳纖維復合材料大范圍應用的主要因素包括性價比、供應商的結構和能力、汽車發(fā)展和產(chǎn)品環(huán)境等影響。同時它的生產(chǎn)和加工技術還不夠成熟，應用和研發(fā)成本較高，相關部門缺乏一定的長遠發(fā)展規(guī)劃等。

電動汽車，尤其是純電動汽車，對整車輕量化的迫切性比傳統(tǒng)內燃機汽車更強烈。整車輕量化可以車身輕量化為突破口。迄今為止的研究表明，碳纖維復合材料是最理想的車身輕量化材料。將碳纖維車身用在純電動汽車上，可以在一定程度上抵消目前動力蓄電池比能量不夠的問題。