虽然电动汽车中的许多汽车零部件都是多余的，但轻质碳纤维车轮等创新技术将彻底改变现状。

随着汽车行业的电气化，我们所知道的车辆将与之前大不相同。《汽车新闻》写道，虽然一些组件将被载入史册，但许多汽车零部件将在电动汽车中发生重大变化。

随着汽车制造商减重及增加电动汽车续航里程需求的增长，汽车零部件供应商正在进行创新以满足汽车行业需求。

Carbon Revolution是《汽车新闻》( Automotive News ) 预测的供应商之一，随着它扩大碳纤维车轮的生产规模，这将改变局面。

碳纤维车轮成“减重神器”

需要指出的是，碳纤维在汽车行业并不是什么新鲜事物，在汽车车身及多个部件上早已得到应用，例如2013年上市的宝马i3的车身、底盘等部位就采用了碳纤维材料。

当前，随着汽车行业加快向电动化转型，一些制造工程上的挑战正从内燃机汽车转移到电动汽车上。减重、改善空气动力学性能和降低噪声，这可能是当代汽车工程师在研发电动汽车时面临的三大非动力系统挑战。与内燃机汽车相比，电动汽车的零部件少得多，但它们并不一定比内燃机汽车更轻。事实上，很多电动汽车比同级的内燃机汽车更重，因为它们配装了“大块头”电池组。例如，通用汽车不久前推出的全新GMC悍马电动皮卡重量高达9046磅（约合4.1吨）。

另外，近年来，不少越野车和皮卡的轮毂尺寸和重量都在大幅增加。一些大型SUV的轮毂尺寸为22英寸（约合55.9厘米），个别甚至超过30英寸（约合76.2厘米），这就使得一个车轮的重量达到近100磅（约合45公斤），也就是说一辆车的车轮重量就达到400磅（约合181公斤）。不少车企在为新车配装更大的轮毂和轮胎。例如，雪佛兰在今年8月中旬发布了一款新车预告，称基于通用Ultium电动汽车平台打造的雪佛兰索罗德电动皮卡将搭载四轮转向系统，并可选装24英寸（约合61厘米）大轮毂。

在这种情况下，碳纤维在车轮上的减重引发业内关注。总部位于澳大利亚的Carbon Revolution（碳革命）是一家技术较为领先的一体式碳纤维复合材料汽车车轮制造商，其首席执行官杰克·丁格尔表示，碳纤维轮毂较铝制轮毂要轻40％～50％，一套碳纤维轮毂可以使车辆减重88～110磅（约合40～50公斤）。这是一个相当大的数字，毕竟底盘和车身工程师为了减轻1公斤重量都要绞尽脑汁。

豪华车重性能率先应用

对于碳纤维来说，与其出色的轻量化效应同样出名的是其高昂的成本。在售后市场，一套碳革命公司的碳纤维轮毂价格往往在1万美元以上。因此，虽然碳纤维轮毂已经不算是新鲜事物，但大多仍是作为昂贵的选装配置，用于售价10万美元以上的豪华车型，包括奥迪、宝马、保时捷、迈凯伦、宾利、法拉利等品牌。

当前，不少全球享有盛誉的经典跑车在都使用碳革命公司的碳纤维复合材料车轮，例如福特野马谢尔比GT350R、法拉利488 Pista等高端跑车。其中，前者将原本每个重14.98公斤的铝合金轮毂替换成8.17公斤的碳纤维轮毂后，全车减重27.24公斤，从而显著改善了车辆的操控性能。价格方面，福特野马谢尔比GT350R跑车采用的一套碳纤维车轮售价约为1.5万美元。

“如果一辆汽车车轮较大，会让人觉得方向盘很重。如果车轮较轻，就可以获得更好的转向反应，同时刹车更轻松。”碳革命公司北美副总裁罗恩·柯林斯表示，“如果在车辆的关键部位——轮毂轻量化方面取得卓越成效，车企就可以不用太纠结悬挂和车身附件的重量了。这样看来，虽然碳纤维轮毂售价不菲，但贵得有道理。”柯林斯曾是福特汽车底盘研发部门负责人。

据了解，通过使用碳纤维轮毂，车轮重量大幅减轻，跑车得以实现更加优异的操控性能。由于碳纤维车轮惯性更小，汽车转向感和牵引力都会得到改进，无论是加速还是制动，反应都更快。

此外，里程焦虑是很多潜在消费者对于购买电动汽车较为犹豫的重要因素之一，虽然电动汽车的续驶里程主要取决于电池，但其他因素也会对此产生影响。而轻量化的碳纤维车轮能够大幅减少汽车每次加速或减速时车轮旋转带来的能耗，也在最大限度延长了电动汽车的续驶里程。

丁格尔还进一步介绍说，碳革命公司的一体式碳纤维轮毂设计，有助于进一步减轻重量，并提升强度。他强调，“一体式”并不是指单片碳纤维。相反，该公司的一体式碳纤维轮毂是由几块碳纤维通过注入树脂后粘合在一起，这种一体式碳纤维轮毂不仅比铝制轮毂更轻，而且比目前市场上多数大规模量产轮毂所用的材料要坚固13倍。碳纤维轮毂的另一个好处是可以降低噪声，尤其是在电动汽车上。丁格尔解释说：“碳纤维复合材料非常坚硬，阻尼性能很好，可以显著降低车辆噪声。根据测试，采用碳纤维轮毂的汽车，噪声至少可以降低5分贝。”

碳纤维也成为很多超豪华以及豪华品牌新车的重要宣传卖点。例如，今年5月，法拉利发布了基于812 Superfast车型打造的终极性能版——812 Competizione及其敞篷版。碳纤维材料被广泛应用于新车的前保险杠、后保险杠、后扰流板、进气口等多个部位，同时新车还采用全碳纤维轮毂，据称比同类合金轮毂要轻42％。

除了跑车外，还有一些豪华品牌的轻卡、SUV等车型都采用了碳纤维轮毂。例如，不久前宾利联合意大利Bucci Composites复合材料供应商历经5年研发，为添越SUV打造了一款定制的22英寸（约合55.9厘米）碳纤维轮毂，每个车轮减重6公斤。“我们与宾利密切合作，开发了一款满足车身结构和美学设计要求，同时具备出色性能的轮毂。Bucci Composites总经理安德烈·彼得斯奇说：“对于我们来说，这只是个开始，我们将在高端汽车和售后市场崭露头角，打响知名度。”

价格下探将会打破应用限制

碳轮的减重和空气动力学设计相得益彰，效率可能提高约5%。在一辆续航里程为300英里（483公里）的电动汽车上，仅仅更换车轮就能获得15英里（24公里）的额外续航里程。

当你就差了那么一点距离就可以开回家或到达最近的充电桩的时候，这个看起来不起眼的24公里可太关键了。而丹米德对碳纤维轮毂的价格走向同样持乐观态度。

美国著名脱口秀主持人杰·雷诺（Jay Leno）在其YouTube频道上一个视频中说，这些车轮过去要花2万美元/个，一套四个轮子便是8万美元。登米德对此进行了否认：“从来没有过一套轮毂收取8万美元费用的时候。但在过去10年中，成本确实大大降低了。”

现在的价格仍旧在持续走低，目前，一套售后碳轮毂价格在1.2万美元左右，四五年后，随着批量生产的增加，预期会降至大多数消费者都能够接受的区间，一套低至2000美元都有可能。

装备了碳纤维轮毂的车主经常给出这样的反馈，当他们试图向周围朋友们介绍这个轮胎的时候，往往没什么回应。人们对新事物的接受程度似乎一直是这样，对于碳纤维轮毂的理解也普遍不成熟。

登米德认为，更换碳纤维车轮和铝制车轮没有什么区别，只是目前，人们害怕有可能损坏昂贵的车轮。但是对于陌生车轮的不安很大概率会随着价格的下降逐渐消失。

我国汽车碳纤维拥有巨大的市场潜力,碳纤维轮毂没有大面积推开，主要是基于碳纤维成本的考虑。

但随着碳纤维生产技术的不断完善和规模化生产，碳纤维成本在逐步下降。碳纤维原丝主要是采用聚丙烯腈原料，成本一直居高不下；随着采用沥青基、聚乙烯等原料制备原丝，碳纤维成本可以下降30%以上。根据澳大利亚的Carbon Revolution公司的碳纤维轮毂，由碳纤维与树脂后粘合而成，实现了规模化生产，可以将碳纤维轮毂的成本降至接近铝轮毂。

国家出台了相关政策，大力扶持国产高性能碳纤维的广泛应用。2021年3月《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发应用，为未来碳纤维行业的技术进步提供了良好的政策环境。

打破掣肘，国产大丝束碳纤维量产

根据上世纪的瓦森纳协定，美国曾力压各国，让碳纤维技术不得对中国进行开放。

并且美国还曾抓捕向中国售卖碳纤维的个人或者企业，哪怕是一个钓鱼竿或者网球拍，甚至其余由碳纤维制成的物品，都不得向中国出售。

而碳纤维在航空航天领域，甚至工业领域，都有着不可或缺的地位，因此我国自主研发碳纤维技术迫在眉睫。

事实上，我国的碳纤维技术在最开始的时候是和美日处于同一水平的。因为早在1960年的时候，我国就开始了对碳纤维技术开展了相关的研究。

可是那个年代，经济水平低下，各项工艺以及相关仪器都没有很先进的，这就造成了，美国和日本强强联合，给我国造成了极大的压力。

以至于，他们的碳纤维技术是越来越先进，而他们也在碳纤维方面一直对我国保持垄断，哪怕是出口的碳纤维也不是很优秀。

其实美日之所以要联手，就是因为日本掌握了聚丙烯腈基碳纤维原丝的制作工艺。

而我国针对这一点，在上世纪设立了很多的专项，目的就是为了能够尽快地研发出该原丝的制作工艺。

通过科研人员的不懈努力，我国在04年就自主研发出了碳纤维以及原丝的稳定生产技术。

并且还建成了当时唯一能够满足国内军工需要，年产10吨的小丝束聚丙烯腈基碳纤维原丝的生产装置。

再到后来，我国更是对标碳纤维的龙头，日本东丽公司，开始研制出各种先进的碳纤维，现如今已经形成了多种级别，以及可实现规模化生产。

而这也正好填补了我国在碳纤维领域的空白，缓解了我国在航空航天领域迫切需要国产碳纤维的紧张局面。

现如今，我国虽然掌握了碳纤维的制造技术与工艺，但是就目前国内的水平来说，还仅仅停留在中低端，在国防建设中以及高端工业领域还有着不小的差距。

不过这对于我国来说也是一件好事，最起码在碳纤维高端领域，我国还和美日等国有差距，但这也正是我们要努力的方向。

而在20201年的一月份，中国石化的“1.2万吨/年48K大丝束碳纤维”项目正式开工建设。

这些话的意思，就是我国在大丝束碳纤维方面有了突破性的进展，并且从研发实验阶段迈向了规模化生产阶段，也说明了我国的大丝束碳纤维具备了国际水平。

这种碳纤维被称为“新材料之王”，还有着“黑黄金”之称。

因为碳纤维是由腈纶和粘胶纤维为原材料，再加上高温氧化碳化而制成的，其硬度是钢的好几倍，广泛应用于航空航天领域，汽车领域等等。

而在国际上还有着关于碳纤维的划分。按照原材料来分，有着聚丙烯腈基碳纤维，沥青基碳纤维，粘胶基碳纤维等等。

而按照丝束的大小又可分为，大丝束和小丝束。

国内现役的碳纤维的丝束基本上都在0.1万根到1.2万根，属于小丝束碳纤维。而这个丝束数量在4.8万根以上的，就被称为48K大丝束碳纤维，大丝束主要就是应用于高端工业领域。

而大丝束最大的优势就是在于，如果相同条件下生产碳纤维，大丝束的质量性能要比小丝束高，并且产能也有所上升。

当然了，生产碳纤维最重要的就是原丝的生产制作，而这个项目也包含了每年2.4万吨的原丝生产。

最为重要的是，原丝的生产原材料采用的就是，我国自主研发的一步法聚丙烯腈基生产技术，采用了先进的工艺路线。

而该项目的意义在于，这能够有效缓解我国在大丝束方面长期依赖进口，并且供不应求的局面，能有效地缓解外国对于我国的卡脖子现象。

文章来源：胡说大器，汽车商业评论，瓦特科技，全国能源信息平台