汽车主要有9大系统组成，包括“白车身、开闭件、内外饰、底盘、电器（HMI人机交互系统）、电动力系统、发机机动力系统（发动机+变速器+进排气+燃油）、整车控制器、自动驾驶”。

　　白车身（Body in White）按照车身术语标准和教科书上的定义，是指车身结构件及覆盖件的焊接总成，一般不包括开闭件（四门+前机舱盖+后机舱盖/后背门）。

　　白车身的总成包括涂装总成（焊装车身+胶+油漆+阻尼贴片）和活装件（前后防撞梁+前端模块+加油盖/充电口盖），其中焊装车身包括下车身总成、左侧围、右侧围和顶盖。

　　1.1、焊接白车身的材料主要是以钢为主，当然也有部分全铝车身（捷豹、路虎、蔚来等），目前主流的趋势是钢铝混合，如下图：

　　对于钢这种材料，发展趋势是普通钢→高强钢→先进高强钢→超高强钢，主要的方向是进一步提高钢的强度和韧性。但是具体到钢的模量提升，难度比较大；另外，低密度钢的发展也比较缓慢。

　　1.2、白车身的活装件中，中高端车的前后防撞梁以铝挤出为主，充电口和加油口盖以塑料(PPE+PA)为主。铝一般是6系列。

　　关于防撞梁的发展趋势，是复合材料替代钢和铝，比较有前景的是拉挤材料和LFT-D技术。全塑的前端模块已经比较成熟，常用的材料是PA6-GF30和PP-LGF30。塑料前端模块的开发，请见（汽车零部件开发流程是怎样的？ - 周卫东的回答 - 知乎4816/answer/873216705）

　　当然，关于白车身的材料，不得不提的就是碳纤维，其力学性能如下。个人比较看好以BMW 7系为代表的碳纤维复合材料作为结构件和加强件的应用。碳纤维复合材料在白车身的应用，需要克服几个问题，包括零部件成本（原材料+制造+连接）、结构设计和仿真分析（各向异性）以及售后维修和回收等。

　　开闭件主要包括四门两盖的钣金、附件和全车玻璃，其中附件包括门锁系统、把手、玻璃导轨、密封条等。开闭件钣金的主要材料是普通钢板，对于中高端车型，钣金多会采用铝板。BBA的开闭件用铝情况如下图。开闭件的附件，重点提一下密封条，大多是发泡的EPDM橡胶。全车玻璃大致分为两类，一类是前风挡的夹层玻璃（PVB夹层）和普通钢化玻璃，当然，玻璃也可以附加很多功能。另外，提一下PC玻璃，目前没有解决防刮擦、老化和一些法规问题，成本较高，但绝对是未来的一个方向。

　　对于开闭件的钣金，发展趋势绝对是复合材料。目前，塑料尾门相对比较成熟，在蔚来和沃尔沃应用的较多。四门的钣金，个人认为会以比较快的速度，进化为全复合材料。对于A级的小车，比如smart、小蚂蚁等，全塑的开闭件已经成熟应用。

　　汽车的内外饰包括四大子系统——内饰、外饰、座椅、被动安全。其中内饰包括仪表板、副仪表板、管梁支架（CCB）、空调风道、顶棚、地毯、隔热垫、车门饰板、侧围饰板等；外饰包括内外后视镜、前后保险杠、遮阳板、扰流板、行李架、车身外装饰件、车身底部护板等；座椅包括主副驾、二三排座椅；被动安全包括安全带和安全气囊等。

　　内饰和外饰的材料，除去软内饰（地毯、顶棚、隔热垫）和CCB外，大都是PE、PP-TD20，ABS/PC、ASA；软内饰，如地毯和隔热垫，以面料、无纺布、EVA、PU发泡、EPP为主。内饰对力学性能要求比较高的零部件，如主副仪表板骨架，多采用PP-LGF20。

　　座椅的主要材料是钢骨架+PU发泡+织物/皮革，发展趋势是铝镁骨架和复合材料骨架。

　　内外饰材料的发展趋势是轻量化、绿色环保化、感官品质化和智能化。简单附一张图，描述一下材料的轻量化趋势。

　　底盘包括六大子系统——悬置系统、前后悬架系统、车轮系统、转向系统、制动系统和随车工具系统。悬置系统主要是各种悬置，用于发动机和电机的减震，大多是铝支架+橡胶。前后悬架系统主要包括前后副车架、减震器、弹簧、各种摆臂（横臂、控制臂、杆类）、稳定杆，材料多是钢和铝。车轮系统包括橡胶轮胎和铝车轮。转向系统包括电动助力转向器、转向管柱和传动轴，大多是铝壳体和钢轴体。制动系统主要包括制动钳、制动盘、轴承、转向节、制动器和控制器（iBooster和ESP），材料大多采用钢和铝。

　　底盘材料的主流发展方向是铝合金化，下图是部分零部件的铝合金发展比例预估，数据来自东兴证券，仅供参考。

　　这个问题过于宏大，以上内容仅仅是科普的，每个系统和每个零部件，都有各自的发展方向，展开来讲，可以写几万字。

　　关于其他系统，有感兴趣的慢慢展开，看关注和提问情况，希望对你有一定的帮助。建议多买几本汽车构造和汽车材料相关的书籍，后续多多交流。

　　分析造车用了什么材料，其实有一个很巧妙的观察角度：分析整车全生命周期(LTA, Life Cycle Assessment)的碳排放，包括燃料周期和车辆周期：

　　已有论文系统整理过电动汽车的原材料碳排放图。燃油车的统计会更简单一些，因为发动机变速箱的材料主要是钢和铝，将电池的复杂材料替换成钢和铝即可。

　　请注意，下图的纵坐标是材料加工过程中的碳排放，需要除以单位质量的碳排放量，就得到了材料用量的排序，只是一个简单的换算关系。

　　大体上有两个大类：一是钢、铝和内饰材料；二是锂电池生产所需要的石墨、碳酸锂、铝、镍。

　　这里有一些很有意思的事情，比如说：铝用量比较多的话，整车使用材料总量会降低（因为铝轻），使用过程的碳排放量会降低，但生产过程碳排放量会提高（炼铝更费电）。

　　一项研究表明，特定条件下采用77.9%的高强度钢和22.1%铝合金可使碳排放最低；当然，条件参数改变时，结论也有变化。

　　降低铝的碳排放的方法就是再生利用，铝再生过程可以省去高能耗的铝电解和氧化铝生产，碳排放只有原生过程的5%-15%。

　　电池也是一样的，生产过程的碳排放很高。电动车的车辆周期占碳排放比例高达40%。从对比角度来看，制造一辆燃油车平均碳排放约10吨、制造一辆电动车平均碳排放约15吨，相当于电动车出厂时就多跑了5万公里。

　　电池与石油的主要区别是可以再生利用，通过电池材料的回收利用，至多可以降低100%的碳排放。

　　汽车的制作材料分为金属材料和非金属材料、复合材料。不同用途的汽车外壳、不同部位的材料不同。

　　以车载热电发电机为例，在内燃机中汽油产生的总能量的大约1/4被用于线%损失在发动机冷却过程。这意味着70%的可提供能量被浪费了。2008年美国俄亥俄州立大学开发了一种新型高效掺确化铅合金材料，虽然类似的发明并不算新颖，但是此次的这种新型材料的有效范围却在450~950华氏度之间，而大多数的汽车引擎温度恰好在这一区间之内。

　　此外，这种新型材料的转化效率是目前商业应用热电材料的2倍。在此研究成果的基础上，2010年美国能源部可再生能源实验室在宝马发动机上测试了汽车热电发电机，试验结果表明该热电发电机能回收尾气管排出的4%-5%废热能，能完全取代车载交流发电机(提供500瓦至750瓦电力)，提升整车燃料效率10%左右，而这10%仅仅在美国的通用车辆每年节约超过1亿加仑的燃料。

　　碳纤维是一种主要由碳元素组成的特种纤维状碳材料，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上，具有极高的高比强度和比模量(是指材料的模量与密度之比，是材料承载能力的一个重要指标，比模量越大,零件的刚性就愈大 )。

　　碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成r的结构材料简称碳纤维复合材料。简单而形象的理解就是假设碳纤维是金属网，把金属网嵌入到塑料中，那么这种材料就比单纯的塑料具有更好地机械性能。

　　单纯的水泥做的路不耐磨，人们通常的做法用水泥路面加上又硬又耐磨的鹅卵石，这样的路就非常耐用。发动机用久了，内部磨损就非常严重，如果将“鹅卵石”加入到发动机内部材料设计上呢?

　　合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。但是钦合金的硬度和耐磨性较差。碳化硬度大，是硬质合金生产的重要原料，并具有良好的力学性能，可用于制造耐磨材料切削刀具材料、机械零件等。以碳化颗粒(是一种具有非常高硬度的鹅卵石)增强合金，可以显著增加合金硬度。美国航空航天局采用了碳化钦颗粒增强合金。试验表明，增强后的合金硬度增加了26%。

　　由于车内长期不通风，加上各种装饰材料和各种家用化学物质的使用，车内空气污染的程度越来越严重。车内有害气体主要有装饰材料等释放的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢、氨气以及各类臭气等。据有关部门测试，车内空气中挥发性有机化合物高达 300多种，其中对人体容易造成伤害、甚至致癌的就有20多种，极大地威胁着人类的健康生活。随着人们健康和环保意识的增强，人们对具有光催化净化室内空气、抗菌杀毒等功能性绿色环保材料的需求日益迫切纳米二氧化钵光触媒的出现为环境净化材料的发展开辟了一片新天地也为人们对健康环境需求的解决提供了有效的途径。

　　世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化、氧化锌、氧化锡、二氧化错、硫化锦等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。

　　车主们雨天开车的时候，有没有因为车窗上的水珠干扰了视线而烦恼呢?有没有一种玻璃，上面不沾水呢?

　　水龟在水上稳定站立、快速行走归功于腿部特殊的微纳结合的结构效应。在高倍显微镜下观察发现，水龟腿部有数千根按同一方向排列的多层直径不足 3微米的刚毛，这些刚毛表面形成螺旋状的纳米沟槽，吸附在沟槽中的气泡形成气垫，从而让水量能够在水面上自由地穿梭。

　　实际上，已经有某些中高档轿车使用了斥水玻璃，例如凯美瑞2.5及以上车型的前车窗都使用的斥水玻璃。

　　随着人类对可再生能源的重视程度越来越高，氢能作为一种绿色清洁能源具有广阔的发展前景。材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金，这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物，外在表现为大量“吸收氢气，同时放出大量热量。而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。

　　研究人员发现，当对液态金属快速冷却，即金属的原子还没有时间排列整产就冷却成固体了，这样形成的金属材料称之为金属玻璃。如果说钢铁等晶态固体的原子排序好比列队整产的阅兵式阵列，那么玻璃等非晶态固体的原子排序就像是王府井大街上熙熙攘攘的人群。

　　金属玻璃既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病玻璃易碎，没有延展性，而金属硬度和耐磨损性能不佳)。

　　美国 EcovativeDesign 公司用农作物副产品和菌丝体像培育蘑菇一样生产可轻易降解的新一代无公害包装材料，有望完全替代以石油为基础的塑料泡沫，可用于汽车保险杠、门、屋顶、发动机托架、仪表板和座椅等等。

　　稀土材料对风力发电机、纯电或混合动力汽车等新能源装备制造业至关重要。小型的烧结稀土磁体就可以提供强大的磁场，使得制造商能够制造出更小更轻的发动机。美国电子能源公司与特拉华州立大学合作开发出新型烧结稀土磁体制造工艺，提高电阻率 30%，可在发动机高速运转的情况下降低发动机能源损耗。

　　石墨烯是一种只有单层原子厚度的平面二维结构，由碳原子六边形(蜂窝结构)紧密排列构成。

　　石墨烯的力学性引人瞩目，它是人类已知强度最高的物质，比金刚石更坚硬，强度比钢铁还要高 100倍。一片石墨烯能够承受相当于一头大象的重量。计算结果显示，一头大象需要站在铅笔的末端，才能凭借体重刺破石墨烯片。假如利用石墨烯制造轮胎，也许开一百年也不需要更换轮胎，更没有爆胎的危险!

　　作为一个汽车白车身工程师，从车身解构的材料使用来回答这个问题，主要也是因为近两年消费者更加关注车辆的被动安全，从中保研的各车型碰撞结果而导致的车型热度波动就可见一斑。

　　1）低碳钢：低碳钢易于成型，这使得它们成为汽车零部件制造商采用冷冲压和其他过时的制造工艺的首选。其最大抗拉强度为270mpa。

　　2）高强度钢（HSS）：高强度钢使用传统钢，并在烘烤周期中去除碳。这意味着可以形成较软的钢，然后烤成较硬的金属。典型的抗拉强度等级为250 - 550 MPa。

　　3）高强度低合金（HSLA）：HLSA是碳锰钢，添加了诸如钛、钒或铌的微合金元素。它们具有高达800 MPa的抗拉强度，并且仍可以压制成形。

　　4）高级高强度钢（AHSS）：高级高强度钢的屈服强度通常超过550 MPa。它们是由多种金属制成的复合材料，然后在整个制造过程中进行加热和冷却，以满足零件的规格。

　　5）超高强度钢（UHSS）：这些钢具有与高强度钢相似的性能，但强度水平至少为780MPa。Boron/Martensite：Martensite是最坚硬、最坚固的钢材，但变形性也最差。它与Boron具有相同的性能，Boron的抗拉强度约为1200至1800 MPa。这些通常与较软的钢结合形成复合材

　　6）铝5000/6000（AL 5000/6000）：5000系列铝与镁形成合金。6000系列铝中含有硅和镁，形成硅化镁，使铝合金可以进行热处理。镁：镁由于重量轻而成为一种有吸引力的汽车用材料。当合金化时，镁具有所有结构金属中最高的强度重量比。

　　7）碳纤维增强塑料（CFRP）：CFRP是一种非常坚固的轻质塑料，其中包含碳纤维以提高强度。它们的生产成本很高，但是随着成本的降低，它们在未来的汽车行业中的需求将不断增长。

　　可以预见，随着轻量化技术的逐渐发展，高强度钢板、超高强度钢板和铝、镁合金等轻金属材料将在未来的汽车材料领域占比越来越大。

　　钢板也是汽车产品中应用最广泛和用量最大的金属材料之一，主要应用在车身、车厢(箱)、底盘及车轮等部件及总成上。据粗略统计，按照汽车车型不同，钢板用量约占汽车钢材用量的55-80%。强度优于普通钢板，成本低于铝镁合金，使高强度钢板成为现在汽车结构材料中的主体。

　　作为一汽奔腾的工程师，也是要夸一夸奔腾在材料选择方面的优点。一汽奔腾采用的高强度钢板是同级车中最多的，车身骨架焊接采用激光焊接，车身两侧都有防撞杆。另一个在车身结构方面的重要安全设计，是前舱下面的副车身构造，它对正面和侧面撞击具有十分出色的吸能效果，3H车身就是在单体式车架的基础上针对车架几何形状进一步改进。该结构分别在两侧车门框架和车顶部位加置一层加强筋，形似三个字母H，这样的设计能保证在车辆发动机前仓和其它部位变形后乘员仓室空间减少变形的可能，以最大程度保护车内乘员的一种“以人至上”的人性化安全设计。

　　几十年来，由于钢具有相对较低的成本，良好的强度和延展性，大多数车辆都采用钢制车身。

　　如今，新型汽车越来越多地采用高强度钢，铝，碳纤维复合材料，镁，钛，各种类型的塑料，甚至包括麻，棉，亚麻和亚麻等天然材料。例如，新型奥迪A8的承重车身结构采用了铝，钢，镁合金和碳纤维增强聚合物（CFRP）。奥迪A8乘员舱中最大的组件是由CFRP制成的超高强度和抗扭刚性后面板。AHSS也是当今汽车工业中增长最快的材料屈服强度高于550 MPa的钢，具有独特的低重量特性，高强度和优化的可成型性，从而使汽车制造商可以使用更少的材料，从而大大减轻了车辆的重量。

　　目前，汽车内饰主要由塑料制成。由塑料制成的零件具有耐腐蚀性能，柔韧性和回弹力，可提高安全性，具有很好的隔热性，减少噪音并能充分利用空间。广泛用于包括座椅，门板，室内装潢和仪表板的应用中，在未来塑料仍然会是汽车内饰材料的重要组成部分。

　　但许多制造商正在日益努力将天然纤维纳入汽车材料战略中。例如，BMW i3的车门饰板和仪表板盖由Kenaf（一种原产于非洲中东部的纤维植物）制成，这是一种生长迅速的植物，结合了聚丙烯纤维(PP)，再覆盖一层极薄的黑色PP装饰膜，层压在表面。由此产生的天然纤维增强塑料(NFP)据说减轻了大约30-45%的重量，因为NFPs不会碎裂而是断裂，没有锋利的边缘，因此在碰撞事故中具有优势。

　　底盘是汽车的主要支撑结构，钢铁是较为传统的汽车底盘制作材料。然而，一些汽车已经开使用铝制底盘和单独的车身外壳(通常是铝或碳纤维增强基复合材料)的组合，以最小化汽车结构的整体质量。例如，雪佛兰Corvette C7 Stingray，底盘轻量化的替代策略包括混合材料的组合，如碳纤维增强基复合材料/铝。玩加电竞