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由于宝马在i3和i8系列车型上使用了许多碳纤维材料，因此碳纤维材料确实已成为汽车轻量化的重要方向。在现有的申请形式中，汽车应用主要包括以下类别：结构零件，车身和车身零件，引擎盖零件，室内装饰零件等。为了减轻动力电池组的重量，文献中有一些研究和设计方法。尚未出现大量应用程序。除技术外，主要原因之一就是成本。 1碳纤维材料的基本参数碳纤维复合材料的密度一般不超过2g / cm3，而钢的密度为7。8g / cm3。下表列出了碳纤维复合材料与高强度刚性，铝合金，镁合金和玻璃纤维复合材料的主要性能参数的比较。 2010年，碳纤维的成本超过30美元/千克，而低碳钢的成本不到1美元/千克，铝合金的成本为（2。4至2。6）美元/千克。下图显示了截至2016年9月的碳纤维价格信息。单位为人民币，价格仍然相对较高。 2碳纤维的分类碳纤维是指在大气中高温（1500°C）下由有机纤维或低分子烃类气体原料碳化而成的纤维状化合物，其碳含量在90％以上。它具有碳材料的原始特性和纤维材料的柔软加工性。良好的耐热性，低热膨胀系数，高导热率，电导率以及对普通酸和碱的良好耐受性。 根据原料的碳纤维根据碳纤维的作用，可分为应力结构用碳纤维，阻燃性用碳纤维，导电性用碳纤维，润滑用碳纤维，耐磨性用碳纤维，活性炭碳纤维等。适用于汽车或电池组的大多数碳纤维材料是用于应力结构的碳纤维。 碳纤维产品分类，碎屑，短纤维，长纤维，连续纤维，针织物和编织管； 由于聚丙烯腈基碳纤维的强度优于沥青基和粘胶基碳纤维，因此世界上碳纤维的产量超过90％。经过预氧化，碳化和在尽可能高的温度下进行热处理后，由聚丙烯腈纱线制成的碳纤维。一般来说，碳纤维是指碳纤维。 碳纤维原丝的制备是一个漫长而复杂的化学过程，与我们的应用相距甚远，因此没有展出。直接用于碳纤维复合材料的成型。 3碳纤维复合材料成型工艺碳纤维复合材料是通过将碳纤维作为增强成分添加到基板而形成的一种复合材料。 我们通常在汽车中使用的树脂基材碳纤维复合材料，基材可分为两种：热固性和热塑性：热固性：（环氧树脂），乙烯基酯树脂（乙烯基酯），不饱和聚合物酯树脂（不饱和） Ployester），酚醛树脂（Phenolic）；

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热塑性树脂（热塑性）：PE，PP，PVC，PA； 成型工艺是将原材料转换为汽车上的复合材料的结构零件的关键工艺步骤。成型的发展与其应用密不可分。碳纤维复合材料的加工成型工艺很多，不同的成型工艺会对产品性能产生较大的影响。 当前，常用的汽车碳纤维复合材料加工和成型工艺包括：手工铺层，喷涂成型，面团成型料（DMC）成型，片状成型料（片状成型料（SMC）成型，层压工艺，树脂转移）成型（RTM），缠绕工艺，反应注射成型（RIM）和拉挤成型（Pultrusion Process）等。通用工艺，连续纤维增强复合材料的材料成型通常在产品成型的同时完成辅之以少量切割加工和连接，以完成最终产品；可以将随机分布的短纤维增强塑料首先制成各种形式的预混料，然后进行挤出和模塑汽车工业应优先考虑压缩模塑工艺，例如长纤维增强热塑性塑料（LFT）技术，是世界公认的低成本复合材料成型技术，该技术发展迅速，已被广泛应用于汽车工业。缠绕过程可赋予零件特殊的机械性能，因此可用于制造瓶子，罐头，轴承和其他零件。 3。1 RIMforming技术树脂传递模塑（RTM）模塑技术是复合材料液体模塑技术（LCM）的典型工艺之一。主要工艺原理是将根据结构和性能要求设计的纤维增强材料或预成型件放置在型腔中，然后使用注射设备将特殊的低粘度树脂系统注入或真空抽吸到封闭的型腔中，完全渗透。使纤维和树脂固化并脱模以获得复合材料组分。 RTM工艺可一次形成大型而复杂的零件，设计能力强，尺寸控制容易，表面质量高，生产周期短，可实现半自动化或自动化生产。传统汽车覆盖件的冲压过程仅需几秒钟的时间，而普通的RTM成型过程则更长，总成型时间通常超过2h。仍然存在效率低下的问题。因此，有必要开发一种快速固化的树脂体系和合理的成型工艺以缩短RTM的成型周期。 快速固化树脂系统在传统的RTM成型过程中，树脂的固化过程占据了大部分成型过程，因此快速固化树脂系统是实现高效RTM成型过程的首要条件。研究方向主要是采用低粘度树脂注射技术。尽管在RTM成型过程中低粘度树脂的快速固化可以有效地提高生产效率，但通常会导致产品的机械性能降低，这也是在树脂制备过程中要考虑的重要问题。在RTM成型工艺中，可以通过增加树脂注入口和增加树脂注入压力来减少树脂注入时间。增加树脂注入口可以在不增加压力的情况下有效地提高树脂注入速度。 但是，当使用多个注射端口进行成型时，不同注射端口的树脂流动前沿可能会在熔融过程中导致气泡的形成，因此有必要控制注射端口的打开时间和压力以减少产生气泡。 近年来，高压RTM（HP-RTM）技术已广泛用于RTM的快速原型制作中。树脂注射压力大（大于2 MPa），因此易于实现快速填充树脂腔体的过程，并且还可以提高树脂在增强纤维中的浸渍效果并减少空隙的发生在产品中。 RIM产品表面质量好，成型周期短，生产成本低，可生产大尺寸零件。 RRIM产品用于制造汽车保险杠和仪表板。高强度RRIM产品也可用作汽车的结构材料和轴承材料。 3。2热压模技术热压成型工艺是在一定温度和压力下熔融树脂基体，然后重新浸渍纤维，以制备一定形状的复合材料零件。热压过程的成型周期短，易于实现自动化生产过程。它可以使用传统的金属板成型设备，也适用于热塑性复合材料的低成本制造工艺。它对有效成型碳纤维复合材料汽车零件具有广阔的范围。应用前景。 在1980年代，SMC成型工艺和块状模塑料（BMC）成型工艺成为汽车零件工业化生产的主要工艺，并被广泛应用于汽车制造中。 SMC，DMC和BMC是三种重要的热固性树脂基复合材料，通常用作模制复合产品的半成品。 SMC成型工艺是根据产品尺寸，形状和厚度切割SMC片材，然后将多层片材堆叠到金属模具中进行加热和加压成型的方法。该工艺成型效率高，产品表面光滑，尺寸稳定性好，适合批量生产，性价比高。 SMC工艺的成功发展和机械成型技术的应用使汽车工业中复合材料的使用年增长率达到25％。 SMC已广泛用于汽车零部件，例如发动机罩，空气罩，气门室，水箱组件，发动机隔音板，加热盖板，汽缸盖，进气歧管，出气室，水泵和燃油泵。 但是SMC工艺的缺点是不可回收产品，易污染环境，一次性投资要比相应的钢制零件高。因此，在早期，SMC工艺仅应用于跑车或大型车身结构。为了充分利用复合材料的轻量化特性，碳纤维已被引入SMC组件中以代替玻璃纤维。荷兰DSM开发的碳纤维片状模塑料（CSMC）已成功用于汽车下部结构部件（CSMC），并已成功用于汽车下部结构部件。 3。3拉挤工艺在牵引力的作用下，通过挤压模的成型和固化，连续生产出无限长度的型材。拉挤成型是复合材料成型过程中的一种特殊工艺。其优点是生产过程可以完全自动化，生产效率高。拉挤成型产品中的纤维质量分数可高达80％。浸渍是在张力下进行的，可以充分发挥增强材料的作用。该产品强度高。成品的纵向和横向强度可以任意调节，以满足产品不同的力学性能要求。该方法适用于生产具有各种横截面形状的型材，例如I形，成角度，开槽，异型的横截面管材以及具有上述横截面的组合横截面型材。

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3。4真空辅助成型工艺（VARI）VARI是通过真空辅助将干织物引入成型的过程。工艺原理是在单面刚性模具上用柔性真空袋薄膜覆盖和密封纤维增强材料，使用真空负压排除模腔中的气体，并驱动树脂流过真空负压。实现纤维和织物的树脂。的浸渍。 4动力电池盒中碳纤维复合材料的应用案例实际应用中的动力电池盒中碳纤维复合材料的案例并不多。本文作者张晓红在她的文章“汽车动力电池用碳纤维外壳的设计与研究”中介绍了一种设计用于电池外壳的复合碳纤维材料的过程。 电池盒是电动汽车动力电池的保护部件，对结构设计和重量要求很高。确定电池模块的重量和尺寸后，在设计电池盒时要考虑许多因素。首先，电池盒是电池模块的载体。电池模块需要通过它连接到车身。其次，动力电池通常安装在车身的下部。考虑到电池模块的工作环境，电池盒需要对模块具有保护功能。必须考虑模块的防水防尘以及道路环境对电池盒的腐蚀。还必须考虑在车辆运行期间承受振动和冲击。 本研究使用真空辅助成型工艺。电池盒的工艺方案是：阴模成型模具，表面经过高光或亚光处理，在模具上铺设一定数量的碳纤维布层，然后通过导流网，导流借助管子和密封条，将混合的树脂材料通过真空泵吸进纤维布中并最终固化。固化后，脱模，并切下边界和需要切割孔的部分。 总体结构设计结合动力电池在车身上的位置，根据尽可能多地利用空间的原理，该电池盒的外壳被设计为近似方形的盒结构。主要结构层由碳纤维布制成，并辅以树脂。在接头处使用金属接头。金属接头和主体结构层通过结构胶连接。电池模块和外壳通过金属紧固件连接。 为了提高零件的强度和模态，在某些大面积结构表面上，加劲肋是提高结构稳定性的典型形式，而帽形肋的承载效率较高，重量较轻。电池盒的用途该结构用帽子状的肋骨和肋骨加强。鉴于连续纤维复合材料的特性，碳纤维增强结构设计为在凸肋和凹肋处具有相等的厚度。 铺层设计电池盒的碳纤维织物采用T300-3K和T300-12K织物的混合物，总共十层采用树脂设计的碳纤维平纹织物。铺设时主要考虑以下因素：铺设角度的平衡，相同铺设方向的要求数量，铺设的对称性，铺设层之间的角度偏差以及最大限制连续层数。电池盒部件通过10层平纹编织连接。电池模块需要通过电池盒连接至车身。电池盒的连接处用金属紧固件连接。紧固件是嵌入式的。可以控制连接的深度以使连接更高。施加拉力；一些紧固件和碳纤维体通过结构胶粘合在一起。 模拟完成的电池盒的机械性能，在X和Y方向上的最大负载为1G，在Z方向上的最大负载为3G。下表中显示了仿真结果。随后进行了模态分析，一阶模态为61 Hz。根据标准ISO条件进行冲击模拟，最大内部应力为76。5 MPa。振动模拟是根据标准SAE J 2380进行的，结果远小于材料的最小允许应力。没有提供实际实验结果的比较。 内容摘自以下文献参考（本文纯粹是数据整理，在这方面为零基础，不要问我为什么：））1张晓红，汽车动力电池碳纤维盒的设计与研究; 2宋艳丽，汽车轻量化应用碳纤维复合材料的关键技术； 3朱傲涛，汽车用碳纤维复合材料的加工和成型研究进展； 4张婧，5刘万双，碳纤维复合材料在汽车轻量化中的国内外应用现状；

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