在無人車物流場景中，車載柜作為核心儲運(yùn)模塊，其重量直接影響續(xù)航能力與載貨效率。傳統(tǒng)金屬材質(zhì)車載柜雖具備高強(qiáng)度，但重量大、能耗高，成為制約無人車性能提升的關(guān)鍵瓶頸。新型材料的應(yīng)用，通過“減重不減性能”的技術(shù)突破，為無人車輕量化提供了系統(tǒng)性解決方案。
碳纖維復(fù)合材料憑借其高強(qiáng)度與低密度特性，成為車載柜輕量化的首選。其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1500-5000MPa，是鋼材的3-5倍，而密度僅為鋼材的1/4。通過優(yōu)化鋪層設(shè)計，將纖維方向與結(jié)構(gòu)傳力路徑精準(zhǔn)匹配，可實現(xiàn)力學(xué)性能最大化利用。例如，采用三明治夾芯結(jié)構(gòu)，以碳纖維為面板、PMI泡沫為芯材，在保持抗彎剛度的同時，重量較傳統(tǒng)鋁合金柜體減輕40%以上。寶馬i3的碳纖維車身應(yīng)用已驗證，此類結(jié)構(gòu)在減重30%的情況下，抗扭剛度提升20%，為車載柜的輕量化設(shè)計提供了可靠依據(jù)。
多功能碳納米管纖維的突破性進(jìn)展，進(jìn)一步拓展了輕量化邊界。該材料在保持高強(qiáng)度（抗張強(qiáng)度達(dá)原始碳纖維的1.5倍）的同時，集成超級電容器功能，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)儲能一體化。實驗數(shù)據(jù)顯示，其制成的光纖型超級電容器可支撐10公斤負(fù)載穩(wěn)定充放電，這意味著車載柜在減重的同時，可嵌入分布式儲能系統(tǒng)，為無人車提供額外電力支持，形成“減重-增能”的協(xié)同效應(yīng)。
工藝創(chuàng)新同樣關(guān)鍵。一體化成型技術(shù)通過消除拼接焊縫，減少結(jié)構(gòu)冗余。例如，特斯拉Model Y后地板采用一體化壓鑄工藝，將70個零件整合為1個，減重24%且力學(xué)性能提升。類比至車載柜，采用真空熱壓罐或RTM工藝，可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一次成型，避免連接件帶來的重量與應(yīng)力集中問題。
新型材料與工藝的融合，正推動無人車車載柜向“輕量化-高性能-多功能”方向演進(jìn)。隨著碳纖維國產(chǎn)化與碳納米管纖維量產(chǎn)技術(shù)的突破，成本門檻將逐步降低，為無人車大規(guī)模應(yīng)用鋪平道路。
