科创中国
基于新型复合材料的新能源汽车轻量化技术
发布时间: 2025-10-24
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利
行业领域：
新能源及节能技术
成果介绍
南京航空航天大学是国内最早开展复合材料自动铺放研究的单位之一，在自动铺放领域居国际先进、国内领先。目前，该技术已成功应用于国防军事、航空航天等重大型号生产，先后交付主机所成套设备12套、在研6套，目前已形成卧式、龙门式、机器人高柔性等三大系列4代产品。技术成熟度达到了9级。轻量化是提高电动汽车续航里程关键，大量应用复合材料已成为共识；发达国家汽车复合材料用量约占全国复合材料总用量的 33%左右，目前宝马汽车、麦卡伦、兰博基尼、日本东丽等均采用复合材料车身；南京航空航天大学复合材料自动铺放技术已成功应用航天航空重点型号生产技术成熟度高；采用复合材料生产机器人自动铺放新型三维织物并结合高压 RTM 技术可以组成一条全自动化高效的复合材料构件生产线，提高复合材料生产效率数倍，降低生产成本 70%以上。
成果亮点
轻量化是提高电动汽车续航里程关键技术，同时轻量化结构、材料将对传统的整车开发系统提出挑战轻质材料应用是车身轻量化最为直接有效手段。碳纤维复合材料以其质量轻、高强度、高刚度、吸能性好、耐高温、耐腐蚀等独特性能，在汽车上的应用日益广泛，主要应用在汽车车身、底盘及传动系统等部件。使用碳纤维复合材料制造的车身和底盘可以减重40-60%，其抗拉强度却是同等截面积钢材的7-10 倍，减重效果十分明显。
碳纤维复合材料通过预浸料铺叠、热压固化（真空热压罐和热压机）成型，可以通过铺层设计确保碳纤维复合材料各向异性性能充分发挥，实现材料性能的最大效率，是目前航空航天应用的主要工艺。然而该工艺制造周期长、成本高（成型周期超过 10 小时、造价超过1万元/公斤），不能满足适应通用航空和汽车等低成本需求。
采用自动化技术是提高复合材料构件效率、降低制造成本的关键。如BMW i3二维织物作为预制体的碳纤维复合材料车身实现豪华车量产。南京航空航天大学在复合材料自动化技术领域居国际先进、国内领先，利用南京航空航天大学自主开发的自动铺放技术实现低成本复合材料车身构件自动快速成形，实现单件预制体铺放时间10分钟以内
团队介绍
南京航空航天大学创建于1952年10月，是新中国自己创办的第一批航空高等院校之一。1978年被国务院确定为全国重点大学；1981年经国务院批准成为全国首批具有博士学位授予权的高校；1996年进入国家“211工程”建设；2000年经教育部批准设立研究生院；2011年，成为“985工程优势学科创新平台”重点建设高校；2017年，进入国家“双一流”建设序列。学校获部省级以上科技成果奖1556项，其中国家奖78项，建有机械结构力学及控制国家重点实验室等5个国家级科研平台、71个部省级科研平台，为共和国贡献了若干个第一，包括我国第一架无人驾驶大型靶机、第一架无人驾驶核试验取样机、第一架高原无人驾驶机、第一架无人驾驶直升机、第一架微型飞行器等。在基础研究领域，学校取得了“直升机广义涡流理论”、“振动控制系统的非线性动力学理论”、“飞机制造协调准确度与容差分配理论”等一批在国内外具有重要影响的理论成果。在国防科技领域，学校参与了我国几乎所有航空重要型号的预研、技术攻关、试验研究，有多项技术在“嫦娥三号”等航天工程中得到了成功应用，为我国航空航天事业发展做出了重要贡献。
成果资料
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