随着排放标准趋严及低碳生活被人们普遍接受，节能减排已成为汽车工业的重要研究课题，在能源革新有限的情况下，轻量化是解决问题的关键之一。

2015年全球汽车总销量为8,910万辆，相比2014年的8,717万辆增幅为2.2%，预计2020年产能将达到1亿辆。2015年全球碳纤维汽车市场需求量达到了1万多吨，预计到2020年将超过2万吨，未来五年年均增速高达21%，将成为增长最快和需求最大的领域之一。

1) 超跑——最先引入碳纤维

汽车行业引入碳纤维复合材料的原因主要是相比传统钢材和铝材，碳纤维的刚度更强，但重量更轻。但碳纤维材料因为高成本、生产周期长，以及供应链不稳定等，汽车行业最先是在低产量、价格昂贵的超级跑车上使用。

1981年麦克拉伦公司最先在其F1赛车MP4/1上使用了一体式碳纤维车架。2000年后法拉利、兰博基尼等超级跑车制造商也开始在使用碳纤维复合材料造车。其他汽车厂商使用碳纤维材料也大多是在部分车身配件和内饰上使用，其目的更多是为了减轻重量、突出高端运动车性能。

2) 减重——碳纤维需求增长驱动力

政府制定严格的车辆燃料经济性标准和二氧化碳排放法规，是汽车选择碳纤维复合材料的重要推手。车身整体重量的减轻是非常有效的控制尾气排放的手段。汽车重量每降低100公斤，排放量可下降20g/km，普通车需减重245kg才能达到要求的排放标准，电动车需减重50%以上。在所有轻量化材料中，碳纤维复合材料是唯一能将钢质零部件减重50~60%，并保持同等强度的先进材料。

各国近几年均发布了二氧化碳的排放标准。美国于2010年4月和2012年8月分别发布了针对2012-2016(第一阶段)和2017-2025(第二阶段)的轻型汽车燃料经济性及温室气体排放规定，要求2025年美国轻型汽车的平均燃料经济性达到54.5mpg。《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(简称“国六标准”)于2016年12月23日正式发布，将从2020年起正式实施。标准要求，我国2015年CO2排放为155g/km，2020年需降至112g/km;2015年平均油耗为6.9L/(100km)，2020年需减至5.0L/(100km)。

3) 规模化、产业一体化整合——宝马引入碳纤维结构件

目前，世界各主要汽车厂商，包括宝马、奔驰、奥迪、通用、福特等，都纷纷布局碳纤维产业，并逐步推出导入碳纤维技术的车型。其中，以宝马公司最为突出。德国宝马公司积极购入上游碳纤维工厂股份，与西格里(SGL)成立碳纤维合资公司，联合开发碳纤维增强复合材料，将碳纤维科技大量运用在宝马量产车款上，不仅保证了供应商的稳定，缩短生产周期，同时也将成本降低了30%。

截至2015年，宝马集团车用碳纤维的年产能达到9000吨。宝马汽车在中游三十多种零部件使用了碳纤维复合材料，其中隔音板、前端支架和座椅结构占比最高。

2014年宝马i3全碳纤维车身电动车量产，成为第一个大批量使用碳纤维作为车身材料的整车厂商。宝马i3整车重量仅为1195公斤，相比传统电动车减轻250-350公斤，同时具备最高性能的碰撞安全保护，电池容量仅20kwh，续航里程达160公里，比传统电动车续航里程提高52%。此外，宝马i8将碳纤维应用到车身和内饰中，使车身总重控制在1,540公斤。2015年7月1日，全新第六代BMW7系汽车在丁格芬工厂正式投产，这是宝马核心产品中第一款实现将工业制造的碳纤维材料、高强度钢材和铝材完美组合应用到车身的车型。

4) 总结—碳纤维应用在汽车领域

1) 轻量化。碳纤维应用于汽车后，给汽车制造带来最明显的好处就是汽车轻量化，最直接影响的就是节能、加速、制动性能的提升。一般而言，车重减小10%，油耗降低6%～8%，排放降低5～6%,0-100km/h加速性提升8-10%，制动距离缩短2～7m。

2) 安全性。车身轻量化可以使整车的重心下移，提升了汽车操纵稳定性，车辆的运行将更加安全、稳定。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍，这进一步保证了汽车的安全性。

3) 可靠性。碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度，钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30-50%，而碳纤维复合材料可达70-80%，因此汽车上应用碳纤维复合材料对于材料疲劳可靠性有较大提升。

4) 减少研发周期。由于碳纤维复合材料可设计性比金属强，因此更易于车身开发的平台化、模块化、集成化。这样碳纤维车身及金属平台的混合车身结构对于传统汽车车身结构而言，可以做到模块化、集成化，大大减少零件种类，减少工装投入，缩短开发周期。