經濟實惠的碳纖維汽車在哪里?
由碳纖維制成的汽車零件已經在超過100萬美元的歐洲超級跑車中使用了數十年,例如法拉利和邁凱輪。但是,這種情況在2016年發生了改變,這一年次在路邊汽車經銷店銷售的新款寶馬7系轎采用超輕而昂貴的碳纖維材料。新款寶馬7系轎車的起價約為80,000美元,同價位的阿爾法·羅密歐4C和雪佛蘭Corvette Z06跑車均采用碳纖維材料。

BMW 7系的底盤由鋼、鋁和碳纖維增強的塑料制成。在上圖中,門框周圍和整個車頂的黑色部分是碳纖維。
但是,不要讓這個愚弄你以為碳纖維汽車已經成為主流。盡管碳纖維材料和生產的成本在近幾十年來有所下降,但除了在利基汽車中的有限應用外,對于任何其他方面來說,它仍然是令人望而卻步的。盡管不斷提高的燃油效率標準無可否認地促使汽車工業追求該技術,但只有在汽車制造商認為這種材料可以為昂貴的車型帶來一些超級跑車風格的吸引力時,它才能投入生產。
碳纖維是一種類似于織物的柔性材料,當與聚合物結合使用時,可以制成比當今的鋼和鋁部件更堅固、更輕的汽車部件形狀。較高的成本取決于纖維材料本身以及更長的生產時間。金屬零件可以在幾秒鐘內被沖壓,但是碳纖維零件的成型和固化可能需要幾分鐘。
寶馬在關鍵的車頂組件、支撐車頂的柱子和門框中使用碳纖維,同時,底盤仍然選用了鋼和鋁。寶馬7系上使用碳纖維,充分利用了投資和在i3和i8插入式電動汽車上使用這種材料的經驗。

寶馬7系在德國丁戈爾芬的工廠生產,其中部分車架包括碳纖維。
碳纖維對電動汽車更具經濟意義,因為鋰離子電池價格昂貴,重量輕意味著電池組較小,這是一個值得權衡的問題。從i3到7系列的轉變是一種將碳纖維從一種有限的應用程序遷移到另一種應用程序的方法,以抵消可能在十年或更長時間后無法應用于日常產品的投資。
公司內部的同一技術移植也說明了碳纖維在菲亞特-克萊斯勒汽車公司生產的75,000美元的Alfa Romeo 4C跑車上的廣泛使用。菲亞特-克萊斯勒在碳纖維技術方面擁有豐富的經驗和專業知識資源,包括從法拉利和瑪莎拉蒂那里汲取的經驗教訓。
菲亞特-克萊斯勒(Fiat-Chrysler)在Alfa Romeo 4C型號的整個底盤上都使用了碳纖維,它有什么不同。阿爾法羅密歐4C重約2500磅,而類似的豪華跑車通常重約3000磅或更多。如此輕巧的車身快速駛入和駛出彎道的體驗,遠比對237馬力的四缸發動機所期望的要激動得多。碳纖維車身具有極高的機動性,可以對敞篷跑車緊繃的轉向做出快速反應。
阿爾法·羅密歐(Alfa Romeo)4C售價為65,000美元,但是更容易接近的馬自達MX-5 Miata的起價為25,000美元呢?“碳纖維目前還不符合成本效益,”新型Miata的開發工程師Dave Coleman說。“我們未來有減輕體重的長期計劃,但是所有技術旁邊都有很大的問號。”
問題清單很長。什么時候可以使用更快固化的樹脂來減少碳復合材料的生產時間?即使汽車輕量化不明顯,更高效的內燃和諸如電動汽車之類的替代品也會帶來足夠的燃油效率改進嗎?自主安全功能是否將使汽車制造商通過移除現有的結構元件使汽車足夠安全以減輕重量?
研究碳纖維應用的Lux Research分析師Anthony Vicari說:“很難預測何時材料會從異國情調的跑車、電動汽車和高端豪華車躍升至每年生產100,000輛的大容量汽車。“我的佳猜測或許是10年”。










































