高性能纤维复合材料（例如碳纤维复合材料，CFRP）平衡了汽车轻量化效果和综合性能，已成为国际汽车轻量化技术的主流发展趋势之一，宝马、奥迪和奔驰等均在系列车型上使用CFRP。

座舱轻量化对于提升新能源车续航能力具有关键作用。然而，限于座舱骨架的舒适功能性、动态安全性、疲劳耐久性和NVH特性等较高的要求，国际上复合材料轻量化技术在座舱骨架平台的应用尚处于研发阶段。国外汽车行业头部汽车零件公司正在开展专利技术布局，国内自主品牌座椅公司则基本处于起步阶段，相关专利处于空白状态，亟待开展关键技术攻关，突破国际技术封锁，研制出具有自主知识产权的复合材料汽车座舱骨架，对支撑我市新能源汽车产业快速发展和抢占国内领先发展地位具有重要意义。

研究内容：重点开展纤维热塑性复合材料座舱骨架集成设计与仿真、预浸料制备、连续-非连续热塑性复合材料一体化快速成型工艺、模具设计、连接装配以及性能评价等关键技术攻关研究。

关键技术问题：热塑性复合材料座舱骨架材料-结构-工艺一体化设计技术、中温型热塑性预浸料制备技术、连续-非连续纤维复合材料一体化快速成型工艺和模具设计技术、热塑性复合材料座舱骨架性能测试评价技术。

技术路径和方案：采用多参数效用系数、多目标动态规划的连续-非连续纤维混杂结构优化设计方法，综合考虑性能和可制造性，提高设计效率和准确度；通过材料变形、流变行为和残余应力三者耦合分析，揭示影响一体成型尺寸的关键因素，实现成型过程优化和尺寸精度控制；开展混杂材料性能测试及零部件台架、装车实验，形成混杂结构复合材料座舱骨架的测试评价方法和规范。

边界条件的影响：本项目中热塑性复合材料座舱骨架主要应用在车内环境，场景和工况条件友好。拟采用的连续-非连续纤维热塑性复合材料一体化制造技术具有过程无污染、效率高、智能化程度高等特点，属“绿色制造”范畴，可将座舱骨架制造周期大幅缩短至60~120s/件，并且废品容易在工厂内部再次循环利用，从而大大降低制造成本，具有较强的市场竞争优势。热塑性复合材料座舱骨架制造过程属热物理加工过程，不产生任何化学环境污染，产品寿命到期后可进行二次加工再利用，符合我国政府当前大力推广的“绿色制造”政策要求。

差距原因：混杂纤维结构复合材料设计和仿真技术与国外相比存在较大差距，影响了设计精度和效率；汽车复合材料零部件性能测试评价方法不明确，标准规范未建立，影响了测试评价和应用推广，急需通过本项目研发解决。

制约因素：国内已在热塑性复合材料原材料和智能制造装备方面积累了较好的基础，汽车厂家对轻量化高性能新材料零部件需求迫切，未来在批量制造和市场推广应用中不存在严重制约因素。

技术指标：碳纤维骨架平台减重31.5%，一阶模态指标大于20Hz，功能耐久（含高低温，QC/T 740）15000次无异常，CNCAP 2019鞭打试验4.5分以上，行李箱冲击试验满足GB15083要求。

科技成果：申请发明专利3项、实用新型专利2项，发表核心期刊及以上的高水平论文4篇。

经济效益：达产后实现汽车座舱碳纤维骨架年产值1000万元以上。

企业竞争力：在吉利集团高端车型轻量化骨架市场份额50%以上，轻量化骨架平台帮助企业可新开拓车型3个以上，企业竞争力显著增强