碳纖維復合材料(CFRP)在新能源汽車上的應用

內容:
什么是CFRP
CFRP是新能源汽車的必然選擇
CFRP在新能源汽車開發中的成功關鍵
CFRP在國內外新能源汽車的應用

什么是CFRP?

    CFRP是英語Carbon Fibre Reinforced Plastic 的縮寫,中文譯為碳纖維增強樹脂基復合材料,簡稱碳纖維復合材料。

     碳纖維(CF)一般用聚丙烯腈(PAN)為原料,先在200~300℃的空氣中進行預氧化,繼而在惰性氣體保護下用1000℃左右的高溫完成碳化,后加熱1500~3000℃成碳纖維。

     碳纖維90%以上是碳原子,和其他金屬相比質量較輕。另外,因碳分子是按纖維方向規則排列的二維網狀結構,因而擁有強韌的特性。

上面為直徑6微米的碳纖維與下面人類頭發的比較

    按照碳纖維絲束中的單絲數量,聚丙烯腈基碳纖維又可分為小絲束(宇航級)和大絲束(工業級)兩種,單絲數量1K~24K的碳纖維被分為小絲束,而48K以上的的劃為大絲束。

    CFRP泛指由碳纖維和聚合物樹脂復合而成的碳纖維復合材料料環氧樹脂CFRP其比強度、比模量綜合指標,在現有結構材料中是高的。CFRP抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7到9倍,抗拉彈性模量為230到430Gpa亦高于鋼,但它的比重卻不到鋼的1/4;CFRP的比強度達到2000Mpa以上,而A3鋼的比強度僅為59Mpa左右,其比模量也比鋼高。
CFRP不僅輕而強,輕而剛而且具有耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、結構尺寸穩定性好以及設計性好、可大面積整體成型等一系列特點,所以在汽車輕量化中得到不斷增長的應用。

    CFRP還具有非常卓越的能量吸收性能,從而進一步保證了CFRP車輛的安全。據報道,在柱式撞擊和側面撞擊中,CFRP材料均表現出了優越的安全性能。即使在局部承受較重的點式力量時,CFRP也決不會凹陷。乘客和電池組件能得到完美地保護。CFRP零部件比同類鋼質零部件減重50%以上,比鋁制部件減重30%以上,卻能夠提供同等強度。

碳纖維復合材料(CFRP)在新能源汽車上的應用