宝马7系:大面积采用碳纤维技术的传统能源车型
2015年6月发布的新一代宝马7系采用新型轻量化多材料结构,除了钢板和铝合金外,还积极采用碳纤维材料作为骨架的加固件。宝马将这种采用碳纤维材料的车体设计技术称作“Carbon Core”,该命名是因为在钢板制成的封闭截面内侧插入了碳纤维的芯材。
宝马7系在充实了安全装备等的同时,整车重量较上一代车型减轻了130kg,车体骨架减轻约40kg。在应用大量碳纤维材料后,新车的整备减重到1610kg。该款车型的车体骨架上,分别采用了碳纤维材料、铝合金和高张力钢板。碳纤维材料在车顶周围的采用比较多,以减轻驾驶室顶棚的重量并降低重心。
车顶纵梁将碳纤维作为了中空封闭截面结构的芯材。碳纤维芯材的长度不到3m,为一体成型,周围覆盖着钢制表皮。通过使该部件贯穿车体上部,为轻量化和刚性强化作出了贡献。 作为加固件使用的是罩在钢梁之上、横在车顶前端和车顶后部的碳纤维板(顶梁)。连接B柱、横跨车顶中央的顶梁,则采用具有封闭截面结构的CFRP部件。这种封闭截面结构的顶梁通过两端安装的钢支架,与车顶纵梁接合。
不仅车顶周边,碳纤维部件在其他地方也很多。作为车体骨架的加固件,A柱、B柱、C柱、侧梁、车内与行李舱的隔断都采用了碳纤维材料。碳纤维板被铆接在B柱上起加固作用,C柱则与SMC板铆接在了一起。SMC是热固性树脂含浸于碳纤维中制成片材后,使用冲压机进行加压和热固化制作的预浸材。C柱上的SMC可以回收利用,车内和行李舱的隔断也使用了这种材料。门槛梁通过内置方形的碳纤维部件,在强化刚性的同时还有助于减轻重量。A柱的内部等部位使用了碳纤维材质,提高刚性和强度的同时减轻了车体重量。使用传统的单体车身的同时实现了碳纤维等多材料结构。
为强化刚性并减少变速箱传来的振动等,在中央通道配置了コ形碳纤维加固件,其他部位,如前轮罩内支架也通过与铝合金制前侧梁接合的形式,用螺丝固定碳纤维板进行了加固。
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