近年来，能源与环境的危机加速了各国政府对汽车行业的产品能耗和排放的严格控制。2012年国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划》对未来新车百公里油耗提出要求：2015年6.9L，2020年5.0L；同时对排放也提出更为严格的要求，国内在2020年将采用国Ⅵ排放标准（部分省市已提前至2019年）。
　  　汽车轻量化是降低能耗、减少排放的最有效措施之一。大量试验表明，汽车油耗与汽车的质量有直接关系，汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%；汽车重量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；汽车整备质量减少100kg，百公里油耗可降低0.3~0.6L。因非金属复合材料可从结构设计、材料替代、工艺创新等多个途径实现汽车的“瘦身”，从而成为备受青睐的轻量化材料之一。

车用复合材料的特点
    
　　  比强度和比模量高 车辆部件不但要求强度高，而且要求重量轻。设计这些结构时遇到的关键问题是所谓平方-立方关系，即结构强度和刚度随线尺寸的平方（横截面积）而增加，而重量随线尺寸的立方而增加。这就要求使用比强度（强度/比重）和比模量（弹性模量/比重）高的材料。复合材料的比强度和比模量都比较大，例如碳纤维和环氧树脂组成的复合材料，其比强度是钢的7倍，比模量是钢的3倍以上。
　　  耐疲劳、减震降噪、耐腐蚀性能优异  复合材料中基体和增强纤维间的界面能够有效阻止疲劳裂纹的扩展。疲劳破坏在复合材料中总是从承载能力比较薄弱的纤维处开始，然后逐渐扩展到结合面上，因此复合材料的疲劳极限比较高。例如碳纤维-聚酯树脂复合材料的疲劳极限是拉伸强度的70%~80%。在减震方面，材料的比模量越大，其自振频率越高，可避免在工作状态下产生共振及由此引起的早期破坏。此外，即使结构已产生振动，由于复合材料的阻尼特性好，振动也会很快衰减。复合材料的化学稳定性也很强，如使用纤维增强酚醛树脂，所得材料可以在含氯离子的酸性介质中长期使用；使用耐碱纤维与塑料复合而成的材料，可以在强碱性环境中使用；采用玻璃纤维增强的塑料，可用于制造耐强酸、盐和某些溶剂腐蚀的泵、阀、容器和管道等设备。
  　　结构功能一体化表现突出 热塑性塑料耐磨性能并不出色，但在其中加入少量的短切碳纤维合成复合材料后，其耐磨性能可增加数倍。例如采用碳纤维增强后的聚丙烯（PP）复合材料，其耐磨性为本身的2.5倍，对应的聚四氟乙烯为本身的3倍，而聚氯乙烯则达到本身的3.8倍。当选用适当塑料与钢板复合时，得到的材料性能极佳、可用于制作耐磨物件。例如用聚四氟乙烯或聚甲醛为表层、多孔青铜和钢板为里层制成的3层复合材料，可用于制作滑动轴承。
　  　非金属复合材料正是基于质量轻、强度高的特点，在汽车工业方面取得了典型的应用，其具有三大明显优势：一是自身减重；二是集成化功能，使系统减重；三是使系统的制造、安装和维修简化。此外，所有纤维增强复合材料，特别是连续纤维增强的复合材料部件对微裂纹及轻微外伤的敏感性都非常弱。采用这种复合材料制作的结构件安全性更高，可有效降低二次伤害的可能性和程度。　　

复合材料在汽车上的创新应用
    
　　  复合材料在汽车上的应用是从覆盖件开始的，这也是用量最大的一个类别，主要采用片状模塑料（SMC）、RTM和手糊等工艺制造。复合材料用于覆盖件的优点是耐冲击性、耐候性、耐腐蚀、阻燃、行人保护以及丰富的造型设计等。其他典型应用零件介绍如下。
  　　汽车前端模块（FEM）是将汽车前端散热器横梁、散热器、前照灯支架等零件进行模块化设计的集成应用，技术路线主要有PA+30%玻纤+金属嵌件注塑、GMT模压成型、长玻纤增强PP注塑成型。外资品牌汽车前端模块塑料化成功应用已多年。近年来，自主品牌车企逐步实现了批产搭载。如某车型紧凑型轿车前端模块将22个金属零部件组成一个注塑成型部件，极大地简化了车型的前端结构，相比原部件减重高达40%，并且减轻了汽车总重量约4kg。
  　　传统后备胎仓为钢制结构，钣金件的成形过程复杂、成本高、重量大。通过使用PP+LGF复合材料替代应用，不仅节约了多套钣金模具，而且规避了每个钣金零件都会产生边角料且材料利用率低的问题，节约了零件成本。PP+LGF复合材料备胎仓通过注塑成型，注塑零件只需要一套模具，直接注塑成型，减少工序成本，模具费用也大大降低。某车型后备胎仓在保证强度及刚度前提下，采用复合材料使质量减轻3.4kg，减重率高达55.7%，轻量化效果显著。
  　　纳米复合材料是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一个方向上以纳米级尺寸（1~100nm）复合而成的复合材料。20世纪90年代，某车企开发成功PP/EPR/滑石粉（60/30/10）纳米复合材料，用于汽车前后保险杠，使原保险杠厚度由4mm减至3mm，质量减轻约1/3。
  　　三明治夹芯结构是一种特殊的复合材料结构类型，该结构是通过在重量轻而相对厚一点的芯材两侧贴上两层薄而坚固又有刚度的面板。三明治夹芯结构有着典型的轻重量、高刚性和高强度特征。某商用车货箱板采用PP玻纤板+PP蜂窝芯+PP玻纤板的三明治结构复合材料货箱替代钢板货厢，实现降重170kg，降重率达25.6%。
  　　碳纤维复合材料的应用可使汽车车身减轻质量40%～60%，相当于钢结构质量的1/3～1/6。目前赛车和少量的电动车已选用碳纤维复合材料车身，在降低重量的同时，可减少碰撞时碎片的产生，从而提高了安全性。某豪华品牌车型采用碳纤维技术制造底盘、车身部件，整车质量仅900多千克。
  　　尽管复合材料通过降低汽车重量，可减少使用阶段的油耗，实现轻量低碳化，却容易忽略生产复合材料本身会消耗大量的能源，产生大量的二氧化碳排放。因此，车企在鼓励复合材料创新应用的同时，更应该关注全生命周期过程碳排放的控制，让汽车在全生命周期真正地“绿”起来。