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全新BMW7系引领低碳生活 碳纤维材料内核

2016-09-14 08:39 来源:四川信息港 www.y9s.com 打印本页 关闭

近期豪华轿车品牌都在拿车身问题大做文章,无论是钢制还是铝制,我们不难看出,汽车轻量化的重要性不仅仅体现在国家对汽车行业车身减重和排放上的硬性指标要求,更是涉及到消费者日常出行安全性和舒适性。
 
全球汽车生产企业都在努力寻求更好的解决方法来减重车身,从而达到降低二氧化碳的排放。作为负责任的企业公民,宝马集团始终将创新视为长期发展战略,积极推进高效动力策略的普及,不断降低产品的油耗和二氧化碳排放,帮助改善环境,提升人们个人生活的品质。

智能轻量化,与内燃机工效提升、新能源汽车发展并列,是宝马集团多年重点推进的高效动力策略下的三个重要技术路径。Twin-Power Turbo技术、eDrive技术、以及碳纤维量产,便是宝马集团在该策略下的丰硕成果,为行业产品同时兼顾“更低排放”和“更多乐趣”,树立了新的基准。截至2015年,宝马集团新产品的平均碳排放量为127克/公里,再次低于欧盟新规的标准。而全新BMW 7系上首次实现量产的碳纤维、钢、铝智能轻量化车身结构,更被视为汽车产品设计和制造的一次科技飞跃,将这种原本属于航空航天领域的顶尖科技实现大规模量产,展现了宝马集团在智能轻量化结构领域的科技优势,也体现了未来车型研发的一种趋势。
 
碳纤维材料作为内核,降低油耗使安全得到提升
 
纵观整个汽车行业,曾经有一段历史,车身尺寸不断变大、科技装备不断增加,车身重量一代重于一代,油耗也随之水涨船高。而追求“纯粹驾驶乐趣”的宝马品牌始终重视动力的高效发展,不断将汽车运动领域的创新成果引入量产车领域,在实现动力提升的同时有效降低了油耗。相比上一代车型,全新BMW 7系最大减重达130公斤,而以730Li为例,百公里综合油耗仅为6.3升,比上一代车型降低28%,在动力与燃油经济性之间实现了最佳平衡。

碳纤维增强复合材料有着绝佳的物理特性:比铝轻30%、比钢轻50%,而强度却是钢的7至9倍,在全新BMW 7系的车体框架中,碳纤维增强复合材料被用于加固车顶横梁结构以及B柱和C柱、底部侧围、中央通道和后部支撑,显著优化了全新BMW 7系的车身刚性。以B柱为例,在碰撞中,经过增强型碳纤维复合材料加固的B柱不会因为冲击而变形,相反,高强度钢和增强型碳纤维复合材料的相互作用会分散冲击力,大大提升了车辆的安全性能。
 
车身重心比以往更低,驾驶更稳定、做起来也舒服

全新7系的轻量化结构设计还包括在车身与底盘区域有针对性地使用铝合金以及细节优化,例如:除原有铝制车门外,新7系还首次采用了铝制后行李厢盖:通过对底盘设计采用严格的轻量化措施,新7系的悬挂舒适性也同时提升到一个更高的水平。此外,全新BMW 7系还采用了重量优化的连接技术以及针对发动机的近源热屏蔽和声音屏蔽,在降低总体积和重量的同时,该创新隔绝设计还可极大改善驾乘者的听觉舒适性。

通过对7系整体的智能轻量化结构设计,整备质量减少了130公斤,同时也有效地降低了车辆重心,前后车桥载荷以50 : 50的比例完美分配。大家都知道,车辆重心降低,试驾的稳定性会更高,乘坐会更舒适。得益于BMW 7系宝马的智能轻量化结构,使得BMW 7系这样的大型豪华轿车,甚至在弯道中,也可拥有更优异的操控表现,进一步巩固了其在动态驾驶性能领域的优势地位,同时还拥有出色的行驶舒适性。
 
大胆尝试 顺应趋势

跨越引领的碳纤维时代

全新BMW 7系是宝马集团核心产品阵列中,是BMW集团内,甚至是整个汽车行业中,第一款实现将工业制造的碳纤维材料、高强度钢材和铝材完美组合应用到车身结构,而非车身覆盖件的车型。在第17届全球车身基准大会上,全新 BMW 7系由碳纤维增强复合材料(CFRP)、铝以及钢构成的创新复合材料车身被授予“2015 欧洲车身大奖”。这款全新豪华轿车的车身获得了41.87分(总分为50分)——这也是有史以来该奖项的最高评分。

宝马集团凭借十多年的深入研究以及工艺、材料、设备和工具的优化,以及在量产车中使用碳纤维增强复合材料(CFRP)积累的经验,成为目前唯一掌握在大规模生产中使用碳纤维增强复合材料(CFRP)科技的汽车制造商。

截至2015年,宝马集团已投资了超过5亿欧元在全球4个工厂生产高强度碳纤维复合材料,车用碳纤维的年产能将达到9000吨,占据全球2/3的市场份额,在这一领域具有无法撼动的绝对优势。其中,摩西湖工厂是世界上最大的碳纤维生产基地,用于碳纤维生产的能源完全来自清洁的水力发电,可以确保碳纤维材料的生产符合宝马集团严格的可持续发展指标要求。

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碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

碳纤维与传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。
 
2016年2月15日,中国突破日本管制封锁研制出高性能碳纤维。

【编辑:郭东】

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