关键词 ：热塑性复合材料；汽车应用；减重
复合材料为电动汽车和内燃机 (ICE) 车辆提供了许多与可持续性相关的好处。“一旦考虑到生产中的低碳影响和使用中的较低影响，它们的总碳足迹就比金属低，因为它们更薄，更轻，更坚固。与钢等传统材料相比，复合材料具有较低的密度，较高的强度重量比，并且根据材料的不同，具有较高的刚度。更少的原材料意味着更少的运输重量和更少的加工所需的能源，因此车辆的碳足迹减少。
生命周期优势
车辆部件的可回收性始终是有关汽车可持续性的讨论的一部分。热塑性复合材料已经是可回收的，复合材料行业也在回收热固性材料方面取得进展。“汽车行业越来越关注生命周期分析 (LCA)，而复合材料在这方面做得很好在生产过程中，复合材料制造商可以模制零件并将其运送给他们的汽车客户，而金属零件必须从毛坯到冲压模具再到喷漆，这需要更多的时间和精力。复合材料部件也比金属材料具有更长的寿命，进一步增加了它们的LCA优势
突破性的汽车应用
汽车制造商已经在最近的几个尖端应用中获得了复合材料的好处，例如这里强调的三个获得了塑料工程师协会汽车部门2023年汽车创新奖 (SPE®)。这些组件减少了部件和质量，都有助于增强可持续性。
A级复合车前行李箱
2024年福特F-150闪电电动卡车的车前行李箱重量比以前的车型少48%。从模制，涂漆SMC版本到注塑亚稳态分子间复合材料，长纤维增强聚丙烯 (lft-pp) 的转换还减少了37% 的生产周期时间，并消除了喷漆和二次布线孔的需要。废品现在在生命结束时完全回收。
图一 A级复合车前行李箱
热塑性塑料分体门后背箱关闭系统
采用了世界上第一个全热塑性分体式门后关闭系统。由注塑lft-pp和热塑性聚烯烃制成的后挡板具有比金属等效物更低的质量，成本更低，并且降低了噪音、振动。尾门的零件数量从九个减少到两个。
图二 热塑性分体式门后关闭系统
电池模块侧板
Corvette E-Ray侧板，由注塑聚芳酰胺制成，非常平坦，具有很高的尺寸精度，刚度和强度。复合材料的使用使得可以将四种成分减少到一种，并允许结合许多金属无法实现的功能特征。侧板的质量减少了37%，成本降低了55%。
图三 电池模块侧板
总结
碳纤维复合材料用于汽车结构件，优势显著。它轻质高强，能大幅减重同时保证刚度与稳定性，抗冲击、耐疲劳且吸振降噪，设计自由度高。其发展前景广阔，应用范围不断拓展，制造工艺持续改进，成本逐渐降低，更注重可持续性与性能提升，未来将在汽车领域发挥更大作用 。
参考文献：
[1]https://compositesmanufacturingmagazine.com/2024/05/driving-toward-a-greener-future/
