在本系列前文《碳纤维复合材料在宝马汽车结构中应用:产业链条&宝马i3》中详细介绍了宝马公司汽车用碳纤维复合材料新链条,以及宝马公司使用CFRP在宝马i3中尝试。 本期文章将介绍碳纤维复合材料在新宝马7系(New BMW 7 Series)中的应用,简单介绍了新宝马7系结构设计、防腐设计概念,以及CFRP在新宝马7系中的主要成型工艺。 附:本公众号碳纤维汽车应用原创文章 新宝马7系汽车概况
《碳纤维与汽车轻量化》
《碳纤维在轻量化汽车领域的应用》
《德国SGL汽车领域用碳纤维产业现状》
《CFRP在奥迪汽车中的应用:关键技术》
《CFRP在奥迪汽车中的应用:成型加工》
《用于汽车轻量化的碳纤维结构件成型》
《碳纤维助力全球首款远程太阳能汽车》
宝马公司为了从操控性、舒适度、噪音控制等领域满足客户期望,重点从轻量化、重心控制等领域进行开发(图1)。
图1 宝马公司新宝马7系汽车设计方案
新宝马7系汽车(图2)较之上一代产品重量下降130kg,其中采用碳纤维材料内芯减重40kg、支架零件减重10kg、簧下重量减重40kg等。
图2 新宝马7系汽车
新宝马7系汽车设计及CFRP工艺
在新宝马7系中,宝马公司实现了多项技术创新(图3),主要包括:首次将3种材料结合到喷漆的车身中;采用4种不同的CFRP技术,3种不同的Alu技术;采用的碳纤维源自于100%可再生能源;而铝材料可实现50%回收。
图3 集成多项新技术的新宝马7系汽车关键结构件
新宝马7系白车身结构重量为323kg,减重40kg,其中采用CFRP零部件16个,预计未来每年CFRP结构件产量达到4000件以上。
在新宝马7系中,CFRP-钢-铝结构实现智能交互,在防腐设计时基于具有风险性的CFRP-钢-铝复合结构,在设计时CFRP主要集中于干态区域(图4)。
图4 新宝马7系汽车防腐设计概念
在CFRP与金属钢、铝等结构连接时,宝马公司设计出来固定式、移动式两种结构(图5)。
图5 新宝马7系结构件中CFRP与金属连接方式
在新宝马7系中碳纤维复合材料主要成型工艺包括WCM、RTM、SMC以及CFRP-钢混杂材料,成型工艺及具体应用结构部位如图6所示。
图6 新宝马7系结构件主要CFRP成型工艺
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