纖維加強聚合物（Fiber Reinforced Polymer，簡單稱呼FRP）由塑料聚合樹脂及加強纖維復(fù)合而成，這類復(fù)合資料合一了原有資料的特性，力學(xué)功能較好，具備抗沖撞性好、耐腐蝕性強、密度低等優(yōu)點，曾經(jīng)被廣大利用于航空航天、風力發(fā)電、飛體制造等范疇。近年來則被不停推廣利用至車子產(chǎn)業(yè)，助推車身構(gòu)造的改良及減重，此中，碳纖維復(fù)合資料（CFRP）和玻璃纖維復(fù)合資料（GFRP）是車身輕量化利用中的兩大主流。

HRC團體位于復(fù)合資料研發(fā)范疇的產(chǎn)業(yè)前列，具有全球領(lǐng)先進步的復(fù)合資料加工成型制造技藝，麾下江蘇亨睿碳纖維科技局限企業(yè)則著力于車子碳纖維部件和總成的工程設(shè)置和量產(chǎn)。HRC團體技藝探討院常務(wù)副院長、江蘇亨睿碳纖維科技局限企業(yè)總工程師宋東輝博士顯示，將碳纖維復(fù)合資料與玻璃纖維復(fù)合資料用于車子掩蓋件、構(gòu)造零部件、座艙輕量化等范疇，可行發(fā)生十分顯著的減重成果。

宋東輝博士 HRC團體技藝探討院常務(wù)副院長、江蘇亨睿碳纖維科技局限企業(yè)總工程師

宋東輝進一步講明，日前，HRC團體匹配主機廠和Tier1區(qū)別達成了半包式椅子靠背輕量化、孩童椅子設(shè)置兩類名目，均已經(jīng)過臺架測試，實現(xiàn)減重超越30%。

CFRP/GFRP資料上車 帶來的“遠不止是輕質(zhì)”

源于密度小于鋼、鋁、鎂等金屬，CFRP/GFRP等復(fù)合資料上車，起首完成的是全車減重的成果，干脆作用功耗、提速性、制動等功能，這也是CFRP架構(gòu)多用于賽車的原因。值得注意的是，CFRP/GFRP在磕碰吸能、觸動阻尼等其它功能上同樣體現(xiàn)優(yōu)異，能給車子帶來的遠不止“輕質(zhì)”一個優(yōu)勢。

相片來自：HRC團體 官網(wǎng)

宋東輝推薦，比較于金屬資料腰鼓型的樣片構(gòu)造，復(fù)合資料的樣片常常是上下同寬。在靜態(tài)彎曲實驗中，復(fù)合資料在失效時表現(xiàn)出分層分裂的樣式。以CFRP為例，盡管是一體成型構(gòu)造，但資料脆性大，磕碰吸能是鋼的6~7倍、鋁的3~4倍，可行在遭到?jīng)_撞時消化多數(shù)能量，對汽車內(nèi)部乘員起到較沒有問題庇護效用。

相片來自：HRC團體 宋東輝

可是，正源于復(fù)合資料的延展率低，遭到?jīng)_撞時資料會被擠壓破碎，同金屬不同，復(fù)合資料的平安性、耐久性同資料厚度和架構(gòu)都相關(guān)系。因而，如何發(fā)展資料表征，如何對復(fù)合資料發(fā)展仿真設(shè)置及測試就成為難點。

日前，產(chǎn)業(yè)內(nèi)存留兩種主流方案：第一個是仿照金屬資料的多工況仿真，采納快速拉、快速軋、快速剪切的形式發(fā)展；第二種是經(jīng)過擺錘沖撞實驗測試資料的沖撞韌性。宋東輝補充，HRC團體發(fā)展的多工況仿真測試中，比較于同等重量的鋁合金，運用CFRP/GFRP資料可行在彎扭剛度上有所提高。

言歸正傳，日前，CFRP/GFRP在全車上的利用最重要的以構(gòu)造件、掩蓋件、座艙為主，還可行進一步分為椅子靠背、坐盆、底盤板簧、電池包殼體、高壓儲氫罐、引擎蓋等不同范疇，這須要熱塑、熱固模壓；濕法纏繞等多個工藝扶持。

相片來自：HRC團體 官網(wǎng)

宋東輝推薦，HRC團體曾經(jīng)具有了從小批量、中庸產(chǎn)量到大量量的全范圍制造能力，具有從車身傳來路徑拓撲剖析、資料表征、全碳纖維車身研發(fā)的完整能力，技藝全掩蓋的復(fù)合資料制造工藝：涉及范疇包涵熱固到復(fù)合注塑熱塑工藝；延續(xù)纖維到短切纖維工藝；模壓、拉擠到纏繞工藝。

座艙輕量化的主流方案及工藝詳解

近年來，椅子輕量化漸漸成為全車減重的要害點。以乘員艙輕量化為例，其方案大體可行分為三種：一個是乘員艙局部地域輕量化，例如奧迪R8車型，在中渠道拉伸至椅子椅背的部分運用CFRP；第二種方案是半乘員艙輕量化，例如阿爾法·羅密歐（Alfa Romeo），在下車體到風擋的整塊地域采納CFRP構(gòu)造；第三種是全乘員艙輕量化，邁凱倫超跑就采納的是CFRP與GFRP的混合架構(gòu)。

相片來自：HRC團體 宋東輝

宋東輝推薦，車身乘員艙采納CFRP/GFRP架構(gòu)具有幾點顯著的優(yōu)勢，尤其契合電動化的未來趨向：

起首，CFRP/GFRP架構(gòu)極大提高了構(gòu)造的靈活性和適配性，可行干脆安裝在滑板底盤上。同一時間，HRC團體提供前、中、后分段式乘員艙設(shè)置方案，扶持電池包安裝于底盤、靠背后端、中渠道等不同位子；且分段式架構(gòu)符合全正向開發(fā)，也提升了零部件集成的可能性，關(guān)于超跑類別的小批量制造十分友好。

另外，CFRP/GFRP等復(fù)合資料具有更高的觸動阻尼，也有助于提升NVH功能，改進乘車和駕馭體會。

宋東輝顯示，HRC團體同主機廠、Tier-1合作發(fā)展了半包式椅子靠背輕量化、孩童椅子設(shè)置兩類名目。在椅子輕量化生產(chǎn)中最重要的采納了注塑工藝：聯(lián)合熱塑模壓成型和注塑成型工藝，將熱塑片材發(fā)展預(yù)熱后，放置到模具里，隨后注塑成型。鑒于豐富的產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷，HRC團體的注塑工藝已造成復(fù)合注塑、一次成型、UD局部補強等工藝特征，顯示來自動化、絕對性、高產(chǎn)能的制造特色。

相片來自：HRC團體 宋東輝

全車減重如何追求性價比 HRC團體切入電池殼體、板簧輕量化范疇

俗話講“簧下1公斤，簧上10公斤”，意思是簧下部分（板簧懸架及之下的操控臂、卡鉗、輪轂等）減重性價比遠超出簧上面部分分。宋東輝顯示，在HRC團體同重型卡車制造廠的合作研發(fā)的GFRP熱固模壓成型底盤板簧輕量化名目中，以GFRP聯(lián)合環(huán)氧樹脂（Epoxy）作為主資料，對照彈簧鋼達到了60%左右的減重成果。

下降底盤重量干脆帶來了全車超控性、駕馭平順性的提高。另外，源于復(fù)合資料具有分層失效、分裂的特性，且磕碰吸能性優(yōu)異，進一步提高了重型卡車的平安性。

另外，伴隨車子電動化的全體趨向，HRC團體較早切入了電池殼體輕量化范疇，宋東輝顯示，三電體系是電動車的心臟，物理上也給全車帶來了極大的重量壓力。日前，續(xù)航路程在600千米左右的電動車子，一種電池包模組+電池包的重量大致在500~600公斤左右。因而，追求電池殼輕量化也便是追求全車減重的極致性價比。

相片來自：HRC團體 宋東輝

源于電池在平安上的特殊性，電池包須要包涵電芯、模塊、箱體等部分，能夠承擔機械沖撞，滿足防火、散熱、過流庇護、過壓庇護、氣密性等特殊請求。對應(yīng)其特殊性與平安要求，HRC團體研發(fā)的CFRP/GFRP熱塑、熱固模壓成型電池包殼體輕量化工藝中，運用碳纖維片狀模塑料（C-SMC）、玻璃纖維片狀模塑料（G-SMC）等不延續(xù)的纖維加強復(fù)合資料，聯(lián)合UD補強，進一步提高剛性；內(nèi)嵌金屬件，采納沒有膠結(jié)架構(gòu)以降低平安禍患，提高里面接連強度。

宋東輝顯示，深耕車子構(gòu)造件、掩蓋件輕量化、電池殼體輕量化、椅子輕量化等范疇好幾年，HRC團體曾經(jīng)度過前期的技藝投入與研發(fā)階段，將要迎接若干效果的獲利期。

（以上內(nèi)容依據(jù)HRC團體技藝探討院常務(wù)副院長、江蘇亨睿碳纖維科技局限企業(yè)總工程師宋東輝博士于2022年8月23日由蓋世車子主持的蓋世車子2022第二屆華夏車身大會發(fā)表的《復(fù)合資料與車身構(gòu)造的改良及減重》專題演講發(fā)展了解和梳理。）