新能源汽车轻量化材料

新能源汽车轻量化材料（共9篇）

新能源汽车轻量化材料 篇1

项目资金申请报告

项目编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

资金申请报告编制大纲（项目不同会有所调整）

第一章 新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目概况 1.1新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目概况

1.1.1新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目名称 1.1.2建设性质

1.1.3新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目承办单位 1.1.4新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目负责人

1.1.5新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目建设地点 1.1.6新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目目标及主要建设内容

1.1.7投资估算和资金筹措

1.2.8新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目财务和经济评论

1.2新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目建设背景

1.3新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目编制依据以及研究范围

1.3.1国家政策、行业发展规划、地区发展规划

1.3.2项目单位提供的基础资料

1.3.3研究工作范围

1.4申请专项资金支持的理由和政策依据

第二章 承办企业的基本情况 2.1 概况 2.2 财务状况

2.3单位组织架构

第三章 新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身产品市场需求及建设规模

3.1市场发展方向

3.2新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目产品市场需求分析

3.3市场前景预测

3.4新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目产品应用领域及推广

3.4.1产品生产纲领

3.4.2产品技术性能指标。

3.4.3产品的优良特点及先进性

3.4.4新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身产品应用领域

3.4.5新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身应用推广情况

第四章 新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目建设方案 4.1新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目建设内容

4.2新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目建设条件 4.2.1建设地点

4.2.2原辅材料供应

4.2.3水电动力供应

4.2.4交通运输

4.2.5自然环境

4.3工程技术方案

4.3.1指导思想和设计原则

4.3.2产品技术成果与技术规范

4.3.3生产工艺技术方案

4.3.4生产线工艺技术方案

4.3.5生产工艺

4.3.5安装工艺

4.4设备方案

4.5工程方案

4.5.1土建

4.5.2厂区防护设施及绿化

4.5.3道路停车场

4.6公用辅助工程

4.6.1给排水工程

4.6.2电气工程

4.6.3采暖、通风

4.6.4维修 4.6.5通讯设施

4.6.6蒸汽系统

4.6.7消防系统

第五章 新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目建设进度

第六章 新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目建设条件落实情况

6.1环保

6.2节能

6.2.1能耗情况

6.2.2节能效果分析

6.3招投标

6.3.1总则

6.3.2项目采用的招标程序

6.3.3招标内容

第七章 资金筹措及投资估算 7.1投资估算

7.1.1编制依据

7.1.2编制方法

7.1.3固定资产投资总额 7.1.4建设期利息估算

7.1.5流动资金估算

7.2资金筹措

7.3投资使用计划

第八章 财务经济效益测算

8.1财务评价依据及范围

8.2基础数据及参数选取

8.3财务效益与费用估算

8.3.1年销售收入估算

8.3.2产品总成本及费用估算

8.3.3利润及利润分配

8.4财务分析

8.4.1财务盈利能力分析

8.4.2财务清偿能力分析

8.4.3财务生存能力分析

8.5不确定性分析

8.5.1盈亏平衡分析

8.5.2敏感性分析

8.6财务评价结论

第九章 新能源汽车高强度钢等轻量化材料的车身项目风险分析及控制

9.1风险因素的识别

9.2风险评估

9.3风险对策研究

第十章 附件

10.1企业投资项目的核准或备案的批准文件； 10.2有贷款需求的项目须出具银行贷款承诺函； 10.3项目自有资金和自筹资金的证明材料； 10.4环保部门出具的环境影响评价文件的批复意见；

10.5城市规划部门出具的城市规划选址意见（适用于城市规划区域内的投资项目）；

10.6有新增土地的建设项目，国土资源部门出具的项目用地预审意见；

10.7节能审查部门出具的节能审查意见； 10.8项目开工建设的证明材料；

新能源汽车轻量化材料 篇2

高强度钢板

轿车自重的25%在车身, 车身材料的轻量化举足轻重。20世纪90年代, 世界范围内的35家主要钢铁企业合作完成了“超轻钢质汽车车身” (ULSAB-Ultra Light Steel Auto Body) 课题。该课题的研究成果表明, 车身钢板的90%使用现已大量生产的高强度钢板 (包括高强度、超高强度和夹层减重钢板) , 可以在不增加成本的前提下实现车身降重25% (以四门轿车为参照) , 且静态扭转刚度提高80%, 静态弯曲刚度提高52%, 第一车身结构模量提高58%, 满足全部碰撞法规要求。

在普通的IF钢板的基础上相继开发了高强度IF钢板和烘烤硬化IF钢板, 在保持高成形性的同时提高了强度和抗凹陷性, 为车身钢板的减薄和实现轻量化创造了条件。

激光拼焊毛坯 (Tailored Blank) 是新近开发并应用的钢板轻量化技术。在前述ULSAB车身有18个零件采用了此技术。

铝合金

铝的密度约为钢的1/3, 是应用最广泛的轻量化材料。

(1) 铸造铝合金许多种元素都可以作为铸造铝合金的合金元素, 但只有Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Li在大量生产中具有重要意义。当然, 在汽车上广泛应用的并不是上述简单的二元合金, 而是多种元素同时添加以获得好的综合性能。

汽车工业是铝铸件的主要市场。铝合金铸件主要应用于发动机气缸体、气缸盖、活塞、进气歧管、摇臂、发动机悬置支架、空压机连杆、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、把手及罩盖壳体类零件等。

铝铸件中不可避免地存在缺陷, 压铸件还不能热处理, 因此在用铝合金来生产要求较高强度铸件时受到限制。为此在铸件生产工艺上作了改进, 铸造锻造法和半固态成形法将是未来较多用的工艺。

(2) 变形铝合金变形铝合金指铝合金板带材、挤压型材和锻造材, 在汽车上主要用于车身面板、车身骨架、发动机散热器、空调冷凝器、蒸发器、车轮、装饰件和悬架系统零件等。由于轻量化效果明显, 铝合金在车身上的应用正在扩大。

(3) 铝基复合材料铝基复合材料密度低、比强度和比模量高、抗热疲劳性能好, 但在汽车上的应用受到价格及生产质量控制等方面的制约, 还没有形成很大的规模。目前, 铝基复合材料在连杆、活塞、气缸体内孔、制动盘、制动钳和传动轴管等零件上的试验或使用显示出了卓越的性能, 如本田公司开发成功的由不锈钢丝增强的铝基复合材料连杆比钢制连杆降重30%, 对1.2L的汽油发动机可提高燃料经济性5%;采用激冷铝合金粉末与Si C粉末 (重量百分数2%) 混合并挤压成棒材, 用此棒材经锻造成形的活塞因强度高可降重20%, 发动机功率大幅度提高;用铝基复合材料强化活塞头部而取消第一道环槽的奥氏体铸铁镶块可降重20%;铝基复合材料制动盘比铸铁制动盘降重50%。

镁合金

镁的密度约为铝的2/3, 在实际应用的金属中是最轻的。镁合金的吸振能力强、切削性能好及金属模铸造性能好, 很适合制造汽车零件。

镁合金大部分以压铸件的形式在汽车上应用。镁铸件在汽车上使用最早的实例是车轮轮辋。德国波舍尔公司1970年起使用A M60A合金压铸车轮, 镁车轮比铝车轮轻20%以上。在汽车上试用或应用镁合金的实例还有离合器壳体、离合器踏板、制动踏板固定支架、仪表板骨架、座椅、转向柱部件、转向盘轮芯、变速器壳体、发动机悬置、气缸盖和气缸盖罩盖等。与传统的锌制转向柱上支架相比, 镁制件降重65%;与传统的钢制转向轮芯相比, 镁制件降重45%;与全铝气缸盖相比, 镁制件降重30%;与传统的钢制冲压焊接结构制动踏板支架相比, 整体的镁铸件降重40%, 同时其刚性也得以改善。

钛合金

钛的密度为4.5g/cm3, 具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优点。由于钛的价格昂贵, 至今只见在赛车和个别豪华车上少量应用。尽管如此, 对钛合金在汽车上应用的试验研究工作却不少。例如用α+β系钛合金制造的发动机连杆, 强度相当于45钢调质的水平, 而重量可以降低30%;β系钛合金 (Ti-13V-11Cr-3Al等) 经强冷加工和时效处理, 强度可达2000MPa, 可用来制造悬架弹簧、气门弹簧和气门等, 与拉伸强度为2100MPa的高强度钢相比, 钛弹簧可降重20%。

钢铁材料的轻量化举措

钢铁材料在与有色合金和高分子材料的竞争中继续发挥其价格便宜、工艺成熟的优势, 通过高强度化和有效的强化措施可充分发挥其强度潜力, 以致迄今为止仍然是在汽车生产上使用最多的材料。

1.结构钢

钢铁材料的用量虽逐年减少, 但高强度钢的用量却有相当大的增加。高强度结构钢使零件设计得更紧凑和小型化, 有助于汽车的轻量化。

(1) 弹簧悬架弹簧轻量化的最有效方法是提高弹簧的设计许用应力。在传统的Si-Mn弹簧钢的基础上通过降低C并添加N i、C r、M o和V等合金元素, 开发出强度和韧性都很高的钢种, 设计许用应力可达1270MPa, 这种弹簧钢的应用可实现40%的轻量化。

气门弹簧用的Si-Cr钢中添加V, 通过晶粒细化确保韧性, 由增C提高强度。这样改进后, 可实现15%的轻量化。

(2) 齿轮汽车发动机有高功率化的趋势, 而传动器有紧凑小型化的倾向。这势必加大传动齿轮的负荷, 从而对齿轮钢的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的要求也相应提高。

2.高强度铸铁

铸铁由于其性能和成本方面的诸多优点, 在汽车材料中仍然占有一席之地。铸铁材料的进步更使之在汽车上的应用出现了新亮点。

(1) 球墨铸铁铁素体球墨铸铁拉伸强度可达500M P a, 韧性也较高, 因此多用于底盘零件, 有的车型甚至用作转向节等保安件。

(2) 蠕墨铸铁蠕墨铸铁的发现与球铁同时, 但由于蠕化工艺控制难度较大而应用受到限制, Sinter Cast工艺控制系统为蠕铁的应用开辟了广阔的前景。Ford汽车公司从1996年开始应用这套系统生产发动机气缸体。采用蠕铁制造气缸体还可改善摩擦磨损性能、降低振动和噪声、改善排放。

3.粉末冶金

粉末冶金材料成分自由度大和粉末烧结工艺的近净形特点, 其在汽车上的应用有增加的趋势, 特别是铁基粉末烧结材料在要求较高强度的复杂结构件上的应用越来越多。

组装式粉末冶金空心凸轮轴是近年来的新产品, 它是由铁基粉末冶金材料制成凸轮, 然后用烧结或机械的办法固定在空心钢管上组成。与常规的锻钢件或铸铁件相比, 可降重25%~30%。此种凸轮轴已在高速汽油机上使用, 随着柴油机凸轮轴服役工况的日益苛刻, 粉末冶金空心凸轮轴有推向柴油机的趋势。

粉末锻造连杆已经成功应用, 近年开发的一次烧结粉末冶金连杆技术的生产成本较低, 可实现11%的轻量化。

结论

汽车轻量化与材料经济选用分析 篇3

关键词：汽车；轻量化；材料；经济

随着社会经济的快速发展，汽车行业也得到了蓬勃发展，然而其对能源短缺、环境污染的负面影响也越来越严重。在“低碳”经济成为全球热点话题的形势下，怎样实现汽车的节能减排，成为了实现汽车轻量化的重要举措之一，必须予以深入思考与研究。

一、汽车轻量化

汽车轻量化就是指减轻汽车自身重量，具体而言就是在确保汽车强度和安全性的情况下，采用轻质材料、优化车型规格、计算机设计结构、减小车身板料厚度等手段减轻汽车整体质量，以此提高汽车动力性能，减少能源损耗，降低排气污染。经过多次研究实践可知，倘若汽车整体质量可降低1%，其燃油可减少0.7%；倘若汽车整体质量可降低10%，其燃油效率可提升6-8%；倘若汽车整体质量可降低100kg，其燃油损耗每百公里可减少0.3-0.6L[1]。所以，为了促进汽车行业的健康、可持续发展，一定要加大对汽车轻量化的研究力度。

二、汽车材料的经济选用

（一）有色合金

1、铝合金。在汽车制造中，铝合金材料主要包括变形铝合金与铸造铝合金。（1）变形铝合金：工业生产中常见的挤压型材、铝合金板带材、锻造材均为变形铝合金，常用于汽车车身面板、空调冷凝器、发动机散热器、车身骨架等部位。（2）铸造铝合金：在汽车工业市场中，铝铸件十分常用，主要用于车轮、发动机气缸体、制动器零件、活塞、离合器壳体等部位。因为铸造铝合金中合金元素非常多，如锌、铜、镁、锰等元素，在经过相关加工与工艺后，可形成多种铝合金。

2、钛合金。钛的密度是4.5g/cm3，可耐高温、耐腐蚀，并且具有较大的强度[2]。尽管钛的价格非常昂贵，但是在汽车制造中，依然选用了此种原料。通过大量实践研究显示，在发动机连杆制造中，选用α+β系钛合金，可使其强度达到45钢调质水平，并且质量可减少30%；在经过超低温加工与时效处理之后，β系钛合金强度可达到2000MPa，在悬架弹簧、气门、气门弹簧等制造中得到了普遍运用，和拉伸强度2100MPa的钢相较而言，钛弹簧质量可减少20%。

3、镁合金。在应用的金属中，镁的质量最轻，密度为铝的66.7%。由镁元素构成的镁合金，具有吸振能力强、切削性能佳、易于铸造等优势，在汽车制造中得到了广泛运用。在汽车制造中，镁合金多以压铸件形式存在，其合金零件的生产效率明显高于铝，约为30%。在汽车制造中，镁铸件最早应用在车轮轮辋上。此外，镁合金还在汽车仪表板、离合器壳体、变速箱壳体、发动机悬置等部位予以应用。

（二）塑料

在汽车制造中，塑料是一种比较常用的轻质材料。汽车轻量化发展，使得尼龙、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等材料得到了广泛应用。近些年来，汽车制造的塑料材料中，聚丙烯应用最多，并且正以每年2.8%的速率增长。现今，国外汽车内装饰构件基本达到塑料化，同时也在逐步向车外装饰构件、结构构件、车身等部位发展。在以后发展过程中，塑料材料回收也将受到广泛重视。

（三）钢材料

因为汽车自重的25%都集中在车身上，所以，车身材料轻量化发展对汽车行业发展有着十分重要的意义。在20世纪90年代的时候，全世界有35家大型钢铁企业通过合作完成“超轻钢质汽车车身”研究。通过此研究显示，汽车车身制造中，90%的钢板使用的都是高强度钢板，能够在不提高制造成本的基础上实现车身质量减少25%的目标，并且可提高静态弯曲刚度25%，提高静态扭转刚度80%，提高第一车身结构模量58%，完全符合碰撞法规的相关标准。针对普通IF钢板而言，通过研究，开发了烘烤硬化IF钢板、高强度IF钢板，在维持高成型性的基础上，有效增强了钢板的抗凹陷性与强度，为实现车身轻量化与减小钢板厚度提供了可靠条件。

在汽车制造中，钢材料使用比例非常大，随着制造技术与汽车行业的快速发展，其比例也出现了一定的变化。北美汽车高强度钢使用比例（1975～2025年）详见图1所示。

从图1可以看出，高强度钢应用越来越多，尤其是先进高强度钢，而软钢应用显著降低。比如，在1975年时，软钢应用比例为91%，到2012年时，软钢应用比例为40%，预计至2025年时，软钢应用比例约为26%。

三、结束语

综上所述，在全球倡导“低碳”的形势下，汽车轻量化设计成为了热点研究话题。受到科学技术水平的制约，使得我国汽车轻量化设计还和国外水平有所差距，需要加大研究力度，引进先进技术，加强轻质材料的选用，在达到轻量化设计目标的同时，也要符合汽车制造的经济性，从而为汽车行业的健康、可持续发展提供可靠保障。

参考文献：

[1]李永兵，李亚庭，楼铭等.轿车车身轻量化及其对连接技术的挑战[J].机械工程学报，2012，48（18）：44-54.

新能源汽车轻量化材料 篇4

[摘要]介绍了车身轻量化的重要意义和相关车身性能。从轻质材料、结构设计和制造工艺3个方面阐述轻量化技术的主要途径，并通过实例重点分析采用热成型工艺的轻量化效果，最后对比3种轻量化技术的特点和应用范围。

[主题词]轻量化，车身，汽车

0 引言

安全、节能和环保已成为消费者最关心的汽车性能指标。如何开发出更安全、节能、环保的汽车也是当今汽车厂商的重点技术发展方向。汽车安全的重要性不言而喻，涉及到人身安全；节能和环保，不仅影响到用户的用车成本，也关系到可持续发展。目前，各国已有诸多安全和排放法规来强制规范汽车产品的安全和环保性能。

研究资料表明，汽车的燃油消耗与汽车的自身质量成正比，汽车质量每减轻1%，燃油消耗降低0.6%-1.0%，燃油消耗下降，排放也随之减少。因此减少汽车自身质量成为提高节能环保性能的有效途径。而白车身作为车身骨架一般占整车质量的22%—25%，其轻量化对降低整车质量意义重大。因此，汽车车身轻量化技术成为现代汽车开发技术一个重点课题。车身轻量化的基础

车身轻量化必须在保证汽车安全性的前提下，同时达到车身刚度、疲劳耐久性、操控稳定性和振动舒适性等要求。

1.1 车身结构安全

车身结构安全属于汽车的被动安全范畴，目的在于保护车内乘员的安全。

自20世纪50年代起，许多国家陆续开始制定汽车被动安全法规。目前各国汽车被动安全法规有：美国联邦机动车法规体系(FMVSS)和欧洲法规体系(ECE／EEC)。而我国强制性汽车被动安全标准(GB)主要是参考欧洲法规体系。另外还有各国的新车评价体系(NCAP)全面地为消费者提供汽车安全性能方面的信息。

车身结构安全直接影响到汽车是否满足这些被动安全法规。其包括正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、翻滚和低速碰撞等。车身结构在设计上一般分为低速行人保护区，相容吸能区和乘员保护区。

1.2 车身刚度

评价车身结构力学性能的主要指标是车身刚度，包括动态刚度和静态刚度，静态刚度又包含扭转刚度和弯曲刚度两个方面。在车身轻量化中，必须保证达到车身刚度的要求，这样才能使汽车的疲劳耐久性和振动舒适性等不受影响。

1.3 车身轻量化系数

为了评价轻量化的效率，引申出了车身轻量化系数的概念，其可通过如下公式计算：

式中，Lq为轻量化系数；MBIW为白车身质量；CT为白车身静态扭转刚度；A为白车身投影面积，由整车轴距与轮距相乘获得。轻量化系数Lq值越小，表示车身轻量化做得越好。车身轻量化的途径

2.1 采用轻质材料

2.1.1 超高强度钢板

按照抗拉强度的不同，钢材一般分为普通钢、高强度钢和超高强度钢。抗拉强度小于210MPa的称为普通钢；抗拉强度在210—550MPa之间的成为高强度钢；抗拉强度超过550MPa的称为超高强度钢。

超高强度钢主要有：相变诱导塑性钢TRIP，双相钢DP，复相钢CP，以及马氏体钢Mart等。由于马氏体钢抗拉强度约为1200MPa，其一般采用滚压成型工艺制造，用于车门防撞杆和门槛加强板等零件。目前车身上使用的超高强度钢，主要是称为先进高强度钢(AHSS)的，其是利用金相组织强化得到的钢种，具有强度、延伸和塑性的各方面优良的综合性，其抗拉强度范围为500—1500MPa。另外还比较多地采用热成型钢，成型后零件的材料抗拉强度达到1800MPa。

图1为目前某一较新车型的不同强度钢材分布，可以看出，目前该车型的超高强度钢比例已经达到11%，高强度钢比例为11%，普通钢只占27%。而从保证车身碰撞安全性的角度来看，高强度钢的用量将直接决定车身轻量化的水平。

2.1.2 铝合金

铝合金是在汽车轻量化中应用相对成熟的轻质材料。奥迪汽车公司最先在Audi80和Audi100两款车型上采用了铝车门。1994年开发了第一代全铝空间框架结构(ASF)。ASF车身超过了现代同类钢板车身的车身刚度和被动安全性，但汽车自身质量却减轻了大约40%。

但是铝材价格相对较高，是钢材价格的3倍左右，且铝制产品成型工艺相对复杂，这是制约铝合金轻量化应用的因素。除开发低成本的铝合金和先进的铝合金成型工艺，发展回收再生技术以进一步降低铝的成本之外，扩大铝合金应用的另一个研究方向是开发新的各种联接技术，如铸铁—铝连接、铝—钢连接、铝—镁连接等。

2.1.3 镁合金

镁合金是比铝合金密度更小的轻质材料。其耐热耐压耐腐蚀且易于回收利用。欧洲正在使用和研制的镁合金汽车零部件有60多种。驶多飞集团与德国大众合作，准备将其专利产品镁合金MnE21替代某车型白车身上的多个钢板零件，如前后保险杠、车顶横梁和车门防撞杆等。如果替代成功，将大大减轻该车的车身质量。

2.1.4 工程塑料

目前已有采用工程塑料的车身翼子板，其相比金属可以实现40%的减重，且其能耐侵蚀和轻微碰撞，在低速碰撞的情况下无需维修，从制造角度相比金属有更大的造型自由度提升，也便于零件集成，从满足行人保护方面考虑，也是理想的选择。

2.2 结构优化设计

利用有限元法和优化设计方法可对结构力学性能进行分析和优化设计。在车身结构优化设计中，通常采用的优化方法有：拓扑优化、形貌优化、形状和尺寸优化。其中拓扑优化在结构的概念设计阶段应用较多。形貌优化可以对加强筋的形式、走向和位置深度等参数进行优化，形状和尺寸优化可以对饭金件的型面和板厚进行优化。

一般优化问题可以通过下列关系表述：

式中

在设定优化变量时，可以通过车身钣金零件的灵敏度分析，选择对目标函数贡献较大零件尺寸参与优化设计计算，作为优化设计变量。变量的变化范围则结合实际经验中的零件尺寸限制而定。

在发动机舱盖内板和车门防撞杆的设计中，可以应用拓扑优化、形貌优化和形状优化的组合，选择更合理的内板上开孔位置、筋的走向和深度，优化车门防撞杆的型面。

为一个n维向量，XL和XU分别是设计变量的上限和下限。

2.3 制造工艺

2.3.1 热成型

热成型工艺中，是将材料加热到再结晶温度以上，使板料在奥氏体状态时进行成形，降低板料成形时的流动应力，由此来提高成形性。把材料放在加热炉加热5+10min使其温度达到900—950℃，之后进行冲压加工及冷却。

通过热成型工艺加工出的零件优势明显，其具有很高的强度和延伸性，可以大幅的减轻零件重量，能保持高的形状精度，冲压时无回弹，可加工成复杂形状。在车身中采用一定数量的热成型零件后，可以大幅提高车身防撞安全性能。

图2为某车型热成型零件分布，该车型采用热成型的零件有：前保险杠横梁、前围下框前地板横梁、中央通道左右B柱加强板、左右A柱加强板。8个零件所在区域正是从充分满足碰撞安全性要求而设计布置的，保险杠可增强正面碰撞和低速碰撞安全性，而其它7个零件其构成乘员保护区，在侧面碰撞和正面碰撞中都可以很好地保护车内乘员。

如图3和图4所示，原方案采用B柱加强板和B柱加强内板两个零件组合，板厚均为2.5mm；而热成型方案采用B柱加强板一个热成型零件，板厚为1.85mm。左右两侧B柱都采用热成型方案之后，可减重接近10kg。从设计选择的过程可知，其轻量化效果十分显著，采用更多的热成型零件，尤其在乘员保护区采用热成型零件，是车身轻量化设计的方向。

2.3.2 液压成型

液压成型，是指利用液体作为传力介质或模具使工件成型的一种塑性加工技术，也称为液力成型。其按介质可分为水压成型和油压成型两种；按加工坯料分为管材液压成型、板料液压成型和壳体液压成型。液压成型与冲压焊接工艺比较，其仅需要凸模或凹模，液体介质作为凸模或凹模，当液体作为凸模可以制造很多刚性模无法成型的复杂零件。且液体作为传力介质具有可控性，具有很高的工艺柔性。

车身结构中应用较多的是板料液压成型。采用液压成型除了能实现轻量化，同时增强车身刚强度和结构安全性之外，还能减少零件数量，从而也减少了模具数量和费用，减少了后续机加工和焊接等加工工序，降低了总制造费用。因此，液压成型工艺近年来得到快速发展。

目前车身中已有仪表板横梁、散热器支架、座椅骨架、保险杠横梁、顶侧框等零件采用了液压成型工艺制造。

2.3.3 变截面板技术

在车身上应用的变截面板有激光拼焊板(TWB)，连续变截面板(TRB)和搭接板(PB)。

TWB技术是指在零件冲压成形前将两块或多块具有相同厚度或不同厚度的相同钢种材料或不同钢种材料的板件通过激光焊接连接起来的一项新技术。

采用激光焊接板不仅是一种轻量化途径，还可以减少汽车零部件的数量。车身结构的精度可以得到很大提高，许多冲压设备和加工工序可以得到缩减。另外，采用激光焊接板可以提高原材料利用率，通过在落料工序中采用排料技术，将型号和板厚不同的钢板合理组合从而降低材料废料率。

目前，国内合资厂已有很多车型采用激光拼焊板，主要集中在上纵梁、前纵梁、前围板、中央通道、后纵梁、前地板、前门内板、B柱加强板、侧围内板等零件。

如图5为前纵梁，前面部分板厚为1.75mm，属于车身结构的相容吸能区，中间部分板厚为2.6mm，属于车身结构的乘员保护区，后面部分板厚为1.35mm，这样的板厚分布既保证了碰撞安全性，又达到了轻量化的效果。同样地，中央通道前部板厚为1.5mm，后部板厚为1.2mm，前部属于乘员保护区。

TRB是通过计算机实时控制和调整轧辊的间距，以获取沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板材。

与TWB相比，TRB成型性能更佳，有连续、光滑的表面，可作车身外覆盖件。但受设备的限制，连续变截面板厚度变化有局限，而且不能把不同材料轧在一起。因此目前激光焊接板应用更广，将来连续变截面板的应用也会越来越多。

PB是指将两块钢板先搭接在一起然后一起放入模型进行冲压成型的工艺。目前在某车型的门槛加强板上也得到应用，如图6所示。这样使车身具有更好的碰撞安全性，同时还节省了使两个零件连接的焊接工序。结语

新能源汽车轻量化材料 篇5

11类战略性新兴产业项目重点发展目录

一、高端新型电子信息产业

加快高世代液晶面板、有机发光二极管（OLED）、主动式电子纸显示器件等重大项目建设；加强新一代宽带无线移动通信和下一代互联网关键技术研发，推进物联网、传感网技术攻关和产品开发；加快建设信息网络基础设施，推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发及产业化；加快推进三网融合，促进物联网、云计算的研发和示范应用；积极推进空间基础设施建设，促进卫星及其应用产业发展；着力发展集成电路、高端软件、高端服务器等核心基础产业，提升关键元器件、专用电子设备的产品研发与产业化。

二、新能源汽车产业

积极推进液化天然气（LNG）汽车等新能源汽车在城市公交等领域的应用；着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车的推广应用和产业化；开展燃料电池汽车前沿技术研发，大力推进高能效、低排放节能汽车发展。

三、半导体照明（LED）产业

重点突破大功率半导体照明芯片制造技术；做强LED封装技术；加快LED生产设备研发及产业化、LED配套原材料

材料等新型功能材料。

九、节能环保产业

重点开发推广高效节能技术装备及产品，实现重点领域关键技术突破，带动能效整体水平的提高；加快资源循环利用关键共性技术研发和产业化示范，提高资源综合利用水平和再制造产业化水平。

十、航空航天产业

以通用航空制造业为核心，大力发展航空及关联制造业、航空服务业，做大做强航空产业；积极谋划布局航天产业。

十一、海洋产业

新能源汽车轻量化材料 篇6

包海涛 范钦满 王军

淮阴工学院交通工程系

江苏淮安 223003

摘要：简要介绍了目前汽车轻量化技术的背景和意义，阐述了油罐车罐体实施轻量化的基本要求和途径，最后通过实例说明油罐车罐体轻量化研究是可行的，为油罐车轻量化的研究提供了依据。

关键词：油罐车 罐体 轻量化

1研究的背景和意义

所谓汽车轻量化，就是采用科学方法和手段对汽车产品进行优化设计，在确保汽车综合性能指标的前提下，通过使用新型材料，尽可能降低汽车产品自身重量，达到减重、降耗、环保、安全的综合目标。研究表明，汽车所用燃料约60%消耗于汽车自重，汽车的质量每减轻100 kg，每公里的燃油消耗将减少0.4 L～0.8 L，CO2排放量也将减少。燃油效率提高，意味着降低汽车的耗油量和排污量，改善人类生存环境。同时汽车轻量化也提高了车辆性能，在同样的输出功率下，较轻的车对于发动机来说就是较轻的负载，汽车的操控稳定性也有所提高。所以减少汽车车体重量对降低发动机的功耗和减少汽车总重量具有双重的效应。

国家标准对汽车的设计进行了严格的规定，特别是轴荷和总质量的限制。对于油罐车而言，罐体自重占整车重量比例较大，减轻罐体的重量已成为企业关注的焦点。由于铝的比重约为钢的1/3，铝合金被公认是汽车轻量化的理想材料。近年来，在欧美发达国家，使用铝合金制作的液罐车已非常普遍。而在我国通常使用钢板制作罐体。由于钢罐体自重很大，无形中加大了燃油的消耗，使得运输成本大大提高。铝合金除了重量轻之外，它还具有优良的抗腐蚀性。与同样用钢做成的部件相比，用铝及铝合金制成的部件再利用价值更高。95%的铝合金都能实现再利用。如果使用铝合金制作油罐车的罐体，可大大降低车辆的自重，节约燃油，减少能源的浪费。2 实现油罐车罐体轻量化的途径

实现油罐车罐体轻量化的途径一般有两种：一是从结构的设计入手，通过有限元法和优化设计法对现有钢结构罐体进行结构分析和结构优化，在保证承载能力和可靠性的前提下减轻其质量；二是从材料入手，通过采用轻材料或现代复合材料等低密度材料替代现有的钢材料，达到罐体轻量化的目的。2.1 合理的结构设计

现代汽车制造工业中，CAD/CAE/CAM技术涵盖了汽车设计和制造的各个环节。运用该技术可以准确实现车身的结构和布局设计，实现对汽车零部件的整体化和轻质化，实现汽车的轻量化设计、制造。近几年来，我国在压力容器新产品的开发中已成功地应用了ANSYS有限元分析软件。

实现汽车轻量化合理的结构设计常有三种方法：一是通过结构优化设计，减小车身骨架、车身钢板的质量，优化后对车身强度和刚度进行校核，确保汽车在满足性能要求的前提下降低自重；二是通过结构的小型化，促进汽车轻量化，主要通过其主要功能部件在同等使用性能不变的情况下，缩小结构尺寸；三是采取运动结构方式的变化来达到目的，如采取发动机前置、前轮驱动等使结构更紧凑，采取发动机后置、后轮驱动使整车或局部结构变小。2.2 轻质材料

目前国内外汽车应用较多的轻质材料有铝合金、镁合金、高强度钢、塑料及复合材料等。

研发轻质高强度汽车用钢材，已经成为降低汽车车身自重，减少汽车耗能和尾气排放有效的根本性控制方式。

铝是最早用于汽车制造的轻质金属材料，也是结构材料中最为经济实用、最具竞争力的汽车用轻金属材料。从生产成本、零件质量、材料利用率等方面，铝合金具有多种优势，如密度较小，用其替代传统钢铁，可减小整车重量的30%～40%。回收率高，仅次于钢铁，目前可达87%，符合环保要求。它还具有优良的抗腐蚀性、压力加工和铸造加工性，也为专用汽车生产企业所认可。

综上所述，采用轻质材料轻量化的效果明显，减重幅度较大，但具有研发成本高，工艺复杂等缺点；而采用合理的结构设计，成本低、容易实现，但轻量化的效果一般不显著。应用实例

我校与某公司合作开发出新油罐车，通过对油罐车的罐体选用铝合金轻质材料，使用ANSYS软件进行分析，满足强度和刚度要求。在罐体产品的结构开发中，主要考虑二方面：罐体外壳能承受一定外压，通过调整加强圈的数量和尺寸，减小壁厚；容器的设计，在防波板的结构、安装的位置及改变材料等方面进行优化。

该车达到的主要性能指标：铝合金油罐车在能实现轻量化的基础上，油罐的防腐性能与不锈钢罐相当，罐身的强度在优化设计的基础上满足要求。通过可靠性道路试验和罐体密封性试验。铝合金油罐车，应用铝合金来制作罐体，不仅大大减轻整车质量，原来采用钢制作的罐体重量为8 850 kg，现在用铝合金制作的罐体只有7 570 kg。这样每行驶百公里可节约燃油4 L以上。在提高汽车动力性的同时，污染物排放比原来减少10%以上。该技术国内领先，与欧美国家技术持平。该车售价为26万，第一批50辆该车已完成出口。

参考文献

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新能源汽车轻量化材料 篇7

镁是极重要的非铁金属, 它比铝轻, 能够很好地与其他金属构成高强度合金, 其密度约为1.8g/cm3, 仅为钢材的1/4左右, 因而镁合金成为汽车减轻自重、提高节能性和环保性的重要材料。我国原镁产量目前居世界第一位, 占全球总产量的1/3。虽然是世界产镁大国, 但在镁合金材料生产、研究及应用领域与北美、西欧、日本还有相当大的差距, 处于起步阶段。

镁及镁合金特点

(1) 比强度、比刚度高, 能够承受一定的负荷。

(2) 阻尼减振性能好, 具有较强的抗振性能。

(3) 具有良好的铸造效果和尺寸稳定性, 容易加工, 废品率低。

(4) 可以全回收, 无污染。

(5) 资源丰富, 开采技术成熟。

镁合金在汽车应用中的优势

(1) 汽车质量减轻、提高载荷及有效承载能力 (与铝相比, 镁可使重量减轻21%, 与灰铸铁相比, 可减轻50%) 。

(2) 降低废气排放及燃油成本, 提高燃油经济性综合指标。

(3) 减振性能好, 降低汽车噪声及振动。

镁合金在汽车上的应用

国外近几年镁合金在汽车上的应用, 以年平均25%的速度快速增长。国外镁合金在汽车上的用量增长如图1所示。国外汽车应用镁合金的主要部件系统有车内构件 (如仪表盘、座椅架、坐位升降器、操作台架、气囊外罩、转向盘、锁合装置、转向柱、转向柱支架、收音机外壳、小工具箱门、车窗马达罩、制动与离合器踏板托架、气动踏板托架等) 、车体构件 (如门框、尾板、车顶板、IP横梁等) 、传动系统 (如阀盖、凸轮盖、四轮驱动变速器箱体、手动换挡变速器、离合器外壳与活塞、进气管、机油盘、交流电动机支架、变速器壳体、齿轮箱壳体、油过滤器接头、电动机罩、前盖、气缸头盖、分配盘支架、油泵壳、油箱、滤油器支架、左侧半曲轴箱、右侧半曲轴箱、空压机罩、左抽气管、右抽气管等) 、底盘系统 (如轮毂、引擎托架、前后吊杆、尾盘支架等) 。

据资料介绍, 汽车上有60多种零部件可以采用镁合金生产, 我国经过“十五”和“十一五”科技攻关, 也有20余种汽车零部件可以采用镁合金生产。如仪表盘骨架、座椅骨架、进气歧管、赛车车轮、支架、转向盘骨架、缸体、壳体类零件等, 目前镁合金件正向着大型集成化发展。图2所示为汽车上采用镁合金的常见零部件。

典型镁合金零件应用

(1) 减速器外壳镁合金减速器外壳 (见图3) 采用压铸的方法制造, 具有重量轻, 噪声低的优点。

(2) 变速器1999年奥迪采用了第一款镁合金自动变速器。镁合金应用到变速器壳体上, 除能体现其密度小、抗振动、降低噪声等优势外, 主要体现散热和金属切削加工的优势。镁合金、铝合金的热扩散系数分别为3.97×10-5m2/s和3.64×10-5 m2/s, 体积比热容分别为1.90J/ (cm3·K) 、2.64 J/ (cm3·K) 。在相同体积下, 镁合金的蓄热能力要远比铝合金低, 但两者的散热能力却相差无几。因此, 采用镁合金的变速器壳体能更好地散热, 从而降低齿轮的高温磨损和咬死的概率。镁合金变速器壳体在桑塔纳车上的应用如图4所示。

镁合金铸件可以直接进行切削加工, 获得光亮的表面, 而铝合金铸件则需要热处理后才能进行金属切削加工。不同金属材料的切削能量消耗指数见下表。由附表可见, 铝变速器壳体的切削能量消耗是镁变速器壳体的1.8倍。

(3) 轮毂采用镁合金轮毂能达到轻量化的目的, 与铝合金轮毂相比, 重量减轻30%左右。同时还能提高汽车的使用性能。因此在赛车及某些高档车上开始使用镁合金轮毂 (见图5) 。

镁合金轮毂特点: (1) 高减振特性:镁合金材料具有较高的阻尼系数, 是铝合金的15倍, 钢的60倍。 (2) 高热传导率:对汽车来说, 镁合金轮毂具有高热导率 (较铝合金轮毂略差) , 可降低制动系统温度, 延长制动轮毂使用寿命。 (3) 提高汽车性能:较轻的镁合金轮毂有利于改善汽车的加速与制动性能。 (4) 改善燃油效率与降低污染。 (5) 高的刚性:同铝合金轮毂相比, 刚性大大提高, 因为镁合金轮毂尽管壁厚增加但对重量影响不大。因此, 当受到障碍物冲击时能保持轮毂的形状, 从而提高轮胎的寿命。

(4) 刹车踏板支架图6所示为上海通用别克君威制动踏板支架, 材料为AM60B, 重量仅为1.29kg。

镁合金加工技术

镁合金加工技术主要有铸造成形和塑性成形。铸造成形分为重力浇注、压铸 (最为成熟, 在汽车领域压铸件达80%) 和触变注射成形。塑性成形分为挤压、等温锻造 (专门用于成形铝、镁合金, 大部分合金必须采用等温成形, 应用前景最大) 和冲压。

结语

通用汽车轻量化的秘密武器 篇8

实验证明，在确保性能的基础上，汽车重量每降低1%，油耗可降低0.7%，或者每减少100千克，百公里油耗降低0.3升-0.6升。为此，全球汽车制造大国皆推出了各自的汽车轻量化政策，各大车企巨头也把轻量化研发作为重中之重。而美国通用汽车公司一直致力于汽车轻量化的研发，并取得了相当不错的进展2012年凯迪拉克ATS亮相，此款新车比宝马3系轿车减轻了数百公斤；2016款雪佛兰科鲁兹比2015款减轻113公斤；2016款雪佛兰迈锐宝比2015款车型减重136公斤；2016款雪佛兰科迈罗比2015款车型减重181公斤；2016款别克君越比2015款车型减重136公斤.2017款凯迪拉克XT5作为SRX的替代车型，较前者减重127公斤。而这些成绩的取得与通用汽车沃伦技术中心打造的汽车轻量化秘密武器密不可分。

通用轻量化研发进展显著

坐落于美国密歇根州底特律市郊外的通用汽车沃伦技术中心的“通用设计穹顶”，在汽车业界以其标志性的穹顶造型闻名遐迩。自1956年落成以来，通用汽车沃伦技术中心承担着通用汽车全部的设计研发工作。如今，这里的工程师正在致力于汽车轻量化的研发，并取得了显著的进展。

过去100多年来，低碳钢一直是汽车制造材料的标准选材。事实上，低碳钢由于其价格低廉、易于锻造和塑形，抗磨损等特性，一直是汽车制造的最优之选。不过其缺点也同样突出——易腐蚀和重量大。随着现代工艺技术的发展，喷漆和电镀几乎已弥补了其第一大缺点，但天生重量过大的物理特性却无法改变。

以前，乘用车车重问题并不是汽车制造商的担心所在，制造商更关心的是乘用车的舒适性和动力性，他们可以通过增加动力来对冲车重。但是，随着各国对燃油效率的立法日趋严格以及业界对汽车轻量化带来性能提高的认识逐步深入，轻量化已经成为全球汽车制造商研发的重中之重。而通用汽车在轻量化研发方面已取得了显著进展。

焊接工艺突破熔合难点

通用汽车在轻量化方面的研发采取了多种方式综合的做法，包括采用新型制造材料和新型制造方式。

铝合金是通用汽车轻量化的第一件秘密武器。铝合金一直是制造商用飞机的基础材料，近年来引入到汽车制造业，成为汽车制造商的轻量化首选材料。铝合金的特点是重量轻、易于加工、耐用性强，而且比低碳钢更抗腐蚀。但其缺点是工具加工成本过高，并且很难与其他异种材料装配在一起。这大大增加了整车制造成本。

通用的做法是使用铝板制作车身外板、挤制铝制作汽车框架，复杂的铝铸件制作零部件，这大大降低了车重、增强了硬度，提升了汽车的碰撞性能。在雪佛兰克尔维特C7和雪佛兰Malibu两款车的制造材料中都大量使用铝。新款凯迪拉克CT6也使用大量的轻量化铝合金代替低碳钢，使得这款全尺寸车型的整体重量比中大型车型宝马5系轿车的重量还要轻。

有些情况下，单独使用铝并非最好的材料，高强度钢与铝合金一起能更好增加强度、抗腐蚀性和吸波性能。但这两种材料金属属性不同，这就要求通用汽车工程师们研发出新型工艺来结合这两种材料。

解决方案之一就是高级点焊技术。通用工程研发团队开发的这项特殊工艺能令不同熔点的金属材料焊接在一起。这样，通用就可以制造出拥有轻量化铝合金车身（如引擎盖或后备箱盖）和坚固钢框架的汽车，这既增强了汽车的坚固性同时又减轻了整体车重。据悉，通用有望将这一技术授权给其他汽车制造商使用。

汽车零部件通常需要更好的接合紧固性。当熔合同种材质的金属时，这并非难事。但当熔合铝和钢时，就变得十分困难。铝的熔点为648摄氏度，而钢的熔点为1426摄氏度。通用研发团队研发出的特别工艺能够使不同属性的金属材料焊接在一起而不破坏其原有属性，采用这种工艺，通用汽车制造部门能将铝和铝、钢和铝以及钢和钢焊接在一起，并极大地提高了装配速度。而且采用这种不同材料的焊接工艺后，通用汽车不再需要使用质量重、价格高的铆钉，每生产一辆整车就节省上游铆钉成本100美元。

新型制造材料降低车重

铝和高强度钢并非通用汽车使用的唯一金属，这家车企巨头正在研发将金属镁用于汽车制造。镁是最轻的金属，比铝还要轻33%，但其强度和抗腐蚀性都远远优于铝。镁易于铸造和机器加工，其更低的工作温度延长了以镁制造的零部件的使用寿命。但镁与大多数其他金属相比，熔点更低，而且其强度不够，特别是与钢相比，这些致命缺陷限制了其应用。不过，作为大型铸件和某些特别零部件，镁的优点可以得到充分发挥。通用汽车目前正在试验将镁板用于制造车门和后备箱，希望能使整车重量减轻1千克。

据美国汽车材料联盟预计，到2020年，每辆汽车材料中将会应用158.8千克的镁来替代226.8千克钢材和59千克铝，使得车辆整体重量减轻15%。这样的车身轻量化措施可实现节省燃油达9%到12%。

通用汽车公司全球车身工程部执行总监格雷格·沃顿表示：“就改善燃油经济性而言，每一克的重量减轻都至关重要。能够利用最轻质的金属之一来替代较重的金属有助于我们为全世界的消费者提供更好的车辆燃油经济性，同时提供消费者所期待的安全性与耐用性。”说道。

碳纤维是汽车轻量化制造材料中最具使用前景的一种材料。碳纤维的强度是钢的5倍，硬度是钢的2倍，而其重量又非常之轻，非金属特性令其极易塑形。而且碳纤维极其强硬，耐腐蚀性极高，但与大多数金属相比，其耐热性较差。

赛车和飞机制造过去几十年一直使用碳纤维，但其高昂的成本被认为不适合用于大规模生产的汽车制造。但通用正在进行的碳纤维车轮项目研发将改变这一现状。据悉，该项目有望降低车重近18千克，而车轮重量一直被认为是“旋转的非簧载质量”，这意味着每减轻0.02千克，将极大提高汽车的能效和驾驶动力。

新能源汽车轻量化材料 篇9

高速铁路列车重要技术之一是要运用车辆轻量化技术。传统的车体材料是碳素钢，其份量重，再考虑腐蚀的预留量较大，因此车辆自重大和寿命短。另外，随着车辆的速度的提高,轨道承受的负荷及能耗将随之增大,如列车以时速200公里运行的时候，每牵引一吨重的重量，大约要消耗电力12千瓦，到时速300公里的时候，每牵引一吨要消耗16至17千瓦，因此，世界各国都在轻量化的技术上进行研究。要实现车辆的高速化,一定要使车辆轻量化。其主要途径是采用高性能的新材料和改进车辆结构、缩小尺寸等优化构设计。同时，采用了车辆轻型化技术,还可以有效地抑制地基振动的增加，降低噪声,减少因速度的提高而带来的空气动力声的显著增加。在近代，高速车辆的车体材料主要有不锈钢、高强度耐候钢和铝合金。用铝合金制造车体的尝试早在20世纪上半期就已经开始，最早用于地铁和市郊列车，后来应用于普通列车上。自进入上世纪90年代，与车体等长的多品种大型中空挤压型材的出现，使铝合金成为生产高速列车的主导材料，由于铝合金的重量大大低于碳素钢，有利于高速列车减重提速。因此，各国高速列车在车体设计制造中已基本采用铝合金挤压型材或不锈钢材质，使车体结构具有无涂装，免维修或少维修特点。尤其是铝合金挤压型材，包括异型或大截面空腹断面型材，其优势主要有：制造工艺简单，节省加工费用；减重效果好；有良好的运行品质；耐腐蚀，可降低维修费。于当时，日本新干线高速电动车辆,法国TGV、德国ICE列车等采用不锈钢、铝合金、复合材料,使车体大幅度轻量化,取得了显著效益。不锈钢车辆具有高耐蚀性、美观、强度高等特点。60年代初,日本率先研制出不锈钢车辆,其外板:不需涂装,防腐性好,尤其是轻量、节能,可提高列车牵引能力。前苏联也相继研制出含镍或无镍的不锈钢车辆;德国生产的不锈钢客车车体也成功地应用于高速电气化铁路。各类不锈钢车辆按照使用不锈钢的程度分为：全不锈钢车,除车底架部分零件外,均采用不锈钢；半不锈钢客车,外皮或骨架、梁选用不锈钢；表皮不锈钢车,车的外壳为不锈钢三种。法国生产的一部分TGV高速电气列车车体采用了半不锈钢结构,其骨架、车底架梁采用优质不锈钢(车体蒙皮用铝材),由于可以不考虑腐蚀的预留量。我国生产的动车组，车体的重量比传统的客车减轻了一半，轻量化技术达到了世界先进水平。为了进一步减轻重量，改善隔声性能，以及便于设计、制造，国外已开始试用纤维增强塑料夹层结构代替金属制造车体。纤维增强塑料具有质轻，强度高，疲劳强度高、裂纹扩展速率低，较好的结构阻尼性、隔热和耐蚀性能等优点。其缺点是弹性模量低，抗弯扭刚度比金属差，价格贵。因此，当前大量采用高分子非金属材料作为车厢内部设备材料也有较好的减重效果。如水箱、集便器、整体厕所、座椅等。

碳素纤维是在上世纪80年代的初期进入一级方程式赛车后，就完全取代了原来的铝合金车身，是给赛车运动带来革命性发展的材料。若用碳素纤维（carbon fiber简称CF）制造动车组车体，又将比铝合金车体减重30%，这是下一代高速列车的理想材料。这也是在国际上被誉为“黑色黄金”，它继石器和钢铁等金属后，被国际上称之为“第三代材料”，因为用碳纤维制成的复合材料具有极高的强度，且超轻、耐高温高压。其另一大好处在于它的加工的自由性，可以象裁缝一样将碳素纤维剪切成一块一块的，然后加上树脂层进行强化。