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复合材料赋能汽车制造:轻量化升级助力节能续航跃升

放大字体  缩小字体 发布日期:2025-12-08 15:14:12    浏览次数:35    评论:0
导读

在新能源汽车产业高速发展与双碳目标引领下,节能降耗、提升续航里程已成为汽车制造产业升级的核心诉求。汽车重量每降低10%,燃

在新能源汽车产业高速发展与“双碳”目标引领下,节能降耗、提升续航里程已成为汽车制造产业升级的核心诉求。汽车重量每降低10%,燃油车油耗可减少6%-8%,新能源汽车续航里程可提升5%-10%,轻量化因此成为破解节能与续航难题的关键路径。复合材料凭借“高比强度、轻量化、可设计性强”的核心优势,逐步替代传统金属材料,在汽车车身、底盘、内饰及动力系统等领域实现规模化应用,通过精准减重推动汽车制造向“高效、低碳、长效”转型,为节能续航提升提供核心支撑。

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复合材料的性能优势与汽车轻量化需求形成精准适配,为减重增效奠定基础。常用汽车复合材料主要包括碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)及玄武岩纤维增强复合材料等,其密度仅为钢材的1/4-1/3、铝合金的2/3,比强度是传统钢材的5-6倍、铝合金的3-4倍。在保证结构强度与安全性能不降低的前提下,采用复合材料替代金属材料可实现零部件重量减轻30%-60%,整车重量降低10%-30%。此外,复合材料还具备优异的耐腐蚀性、抗疲劳性与减震降噪特性,能减少零部件磨损与运维成本,同时提升驾乘舒适度,进一步拓展其在汽车制造中的应用场景。

复合材料在汽车核心部件的应用的,构建多维度轻量化体系,直接推动节能续航升级。在车身结构领域,车身框架、车门、引擎盖、后备箱盖等关键部件采用碳纤维或玻璃纤维增强复合材料一体化成型,不仅实现减重35%-50%,还能优化车身气动外形,降低行驶阻力。例如,某新能源车型采用碳纤维复合材料车身框架后,整车重量降低22%,续航里程较同级别金属车身车型提升18%;燃油车采用复合材料引擎盖与后备箱盖,单车重量可减少15-20kg,百公里油耗降低0.8-1.2L。

 
 

在底盘与动力系统领域,复合材料的应用进一步提升能源利用效率。底盘的悬挂系统部件、传动轴、轮毂等采用复合材料制造,可减轻非簧载质量,提升车辆操控稳定性,同时降低动力传输损耗,其中传动轴采用碳纤维复合材料后,重量减轻40%以上,动力传输效率提升5%-8%。新能源汽车的电池包外壳是减重关键,采用玻璃纤维增强环氧树脂复合材料制造的电池包外壳,重量较钢制外壳减轻50%以上,且具备优异的阻燃、防水、抗冲击性能,既降低整车能耗,又保障电池安全;配合复合材料电池托盘,可进一步实现减重增效,间接提升续航里程。

在内饰领域,座椅骨架、仪表盘骨架、门板内板等部件采用轻质复合材料,可实现减重25%-40%,同时通过一体化成型工艺减少零部件数量,降低装配成本。例如,复合材料座椅骨架较钢制骨架重量减轻50%,不仅降低整车重量,还能优化车内空间布局;仪表盘骨架采用玻璃纤维增强PP复合材料,重量减轻30%,且具备良好的隔音减震效果,提升驾乘体验。

技术革新与成本优化持续拓宽复合材料在汽车制造中的应用边界。材料层面,通过纤维混配、树脂改性及纳米填料添加,进一步提升复合材料的力学性能与耐候性,降低生产成本;生物基复合材料、可降解复合材料的研发应用,更契合低碳制造理念。工艺层面,高压树脂传递模塑(HP-RTM)、自动化铺层(AFP)、3D打印等先进工艺的规模化应用,提升复合材料部件成型效率与精度,推动批量生产。未来,随着复合材料成本逐步降低(预计5-10年内成本下降30%-50%),其将在中低端车型中实现更广泛应用,同时结合智能传感、数字孪生技术,实现复合材料部件全生命周期健康监测,进一步提升使用可靠性。

 
 

综上,复合材料已成为汽车轻量化升级的核心材料支撑,其规模化应用不仅推动汽车制造工艺革新,更直接实现节能降耗与续航提升,助力汽车产业破解能源与环境难题。随着技术持续迭代,复合材料将深度赋能汽车制造向高端化、低碳化转型,为新能源汽车产业高质量发展与“双碳”目标实现注入强劲动力。

 
(文/小编)
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