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玻纤复合材料与汽车轻量化 长城汽车股份有限公司 杨 洁　 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 目 录 轻量化设计中复合材料应用趋势 1 长城公司复合材料应用现状 2 复合材料应用遇到的问题 3 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 车辆类型使用条件 重量 平均油耗 减重节油 全寿命 周期里程 减重 全寿命节油 t L/100km L/100km 1000km L 小型轿车 长途为主 1 6 0.36 200 720 小型轿车 市区为主 1 8.5 0.55 150 829 中型轿车 长途为主 1.6 9 0.28 300 844 中型轿车 出租 1.6 11 0.52 500 2578 豪华轿车 长途为主 2 12 0.30 100 300 研究表明，轿车减重减重100kg与节油效果关系如下所示： 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 172 193.6 241.3 367.9 车身侧围 底板 横梁 横梁 车顶 碳纤维复合材料 碳纤/玻纤复合材料 玻纤复合材料 钢 塑料复合材料越来越多的用来替代传统金属材料，成为实现汽车轻量化用材主要趋势之一。 各种材料车身质量对比 各种材料能量吸收性能比较 制造工艺创新 结构设计优化 热压成型、液压成型、 内高压成型、激光拼焊等 高强钢、镁合金、铝合金、 塑料及其复合材料等 材料轻量化 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 同时，还有零部件数量集成及功能集成，实现整车轻量化 与整车价位有关的材料轻量化设计技术路线 1、低价位车型（＜ 10万）： 以钢为主+玻纤增强材料的应用； 2、中等价位车型（10-20万）： 以钢为主+少量的铝合金+玻纤增强材料的应用； 3、高价位车型（20-80万）： 以钢为主+多量的铝合金+玻纤增强材料的应用； 4、高端车型（＞80万）： 以铝合金为主+玻纤增强材料和碳纤复合材料的应用； 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 数据来源 /news/content-350518.aspx 据必威体育精装版统计，汽车行业的纤维增强塑料复合材料消耗量约占其世界总消耗量的80%。其中欧美消耗量大约占95%(欧洲占80%，美国占15%)。 地区 2004年产量/百万kg(百万磅) 2009年产量/百万kg(百万磅) 年平均增长率/% 全球 108(239) 245(541) 18 北美洲 44(96) 77(169) 12 西欧 34(74) 73(163) 17 亚洲 31(69) 95(210) 25 在复合材料价值链中，原材料、 浸渍、结构件制造等中间产品加工成本占50%以上。其原材料和浸渍成本具有相对稳定性，降低结构件的制造成本成为关键。 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 典型塑料复合材料汽车零部件： 涉及前端模块、侧门模块、后尾门骨架、备胎舱、座椅骨架、仪表板骨架、顶棚、底护板和发动机罩盖等部件 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 项 目 材 料 采用工艺 是否产业化 软质仪表板骨架 PP-LGF 注塑工艺 正在研发 电池支架 油底壳 PA-GF 注塑工艺 后防撞梁 GMT 模压工艺 开发完成 后排座椅靠背 PP-LGF/GMT 注塑及模压工艺 已产业化 进气歧管 PA-GF 注塑工艺 加油口盖 PPO/PA 注塑工艺 换档底座 PP-LGF 座椅骨架 GMT 电池包壳体 PP-LGF 模压成型 正在开发 后背门内板 模压成型 前段模块 注塑成型 以前端模块为例，分析玻纤增强材料在整车轻量化方面的应用。传统前端模块采用10-20个钢板冲压件焊接而成，为此，需要开发多达65套以上的模具，最终产品的重量为5.5Kg。 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 选用长玻纤增强热塑性聚丙烯（PP-LGF30）制作前端模块，其材料性能要求如下表所示，应用模压成形技术可以将20多个冲压件进行有效地组合集成化，且只需开发一套模具，就可完成整个产品的一次性成形。 检测项目 单位 技术要求 密度 g/cm3 1.12±0.02 拉伸强度 MPa ＞120 弯曲强度 MPa ＞95 缺口冲击强度 KJ/m2 ＞18 热变形温度 ℃ ＞130 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 相对金属冲压件，玻纤复合材料(PP-LGF30)制作的前端模块部件，其产品重量仅为3.5 Kg，实现部件减重30%。同时，还减少150万元的前期模具投入费用，减少了焊接、涂装等生产工序。 第六届国际汽车轻量化塑料及创新材料发展论坛 在