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汽車制造迎來“塑料時代”
2013-5-28    來源:    作者:  閱讀:次  【打印此頁】
 走進寶馬汽車集團在德國萊比錫工廠的最新生產線,本報記者發現很多環節出現了“偷工減料”:看不到將鋼板壓制成車殼的大型沖壓機,沒有車體噴漆、防銹等工序,零部件和車體不用螺絲釘焊接而用強力膠粘連……寶馬汽車集團董事哈羅德克魯格說,這是因為寶馬率先將碳纖維增強塑料規模應用于汽車制造,這不僅將改變汽車類型格局,而且將顛覆汽車制造流程。
  “塑料汽車”可大規模生產
  寶馬將于今年秋季量產BMWi3純電動汽車。這款汽車的最大特點是,外殼材料為塑料、底盤材料為鋁合金,因此比傳統同類型汽車的重量減輕250—350千克。作為新型復合材料,碳纖維增強塑料具有重量輕、強度高、防腐蝕、抗振動等特點。但業界認為,其成本過高、工藝復雜,因此目前只應用在賽車和少數豪華跑車上。
  克魯格說,寶馬是唯一一家掌握在大規模生產中使用碳纖維增強塑料技術的汽車制造商,該技術的應用使得汽車的制造成本比10年前降低了50%.目前,寶馬已能根據需求自由決定碳纖維增強塑料部件的成分、強度和幾何形狀。該技術的一項關鍵工藝,是加速樹脂與固化劑完全融合和固化的時間。通常這一過程需在單獨熔爐內耗時24小時,而i3生產線將其縮短到數分鐘。使用碳纖維增強塑料后,汽車乘員艙所需零部件數量比傳統汽車減少,而且不再用螺絲焊接,取而代之新型黏合劑。據介紹,一輛i3電動車約需使用10千克這種強力膠。
  談及塑料汽車的安全性,汽車安全和維修專家沃爾夫岡漢說,i3設計了35種撞車可能性,并通過了各項嚴格的安全測試。在一輛碰撞實驗用車前,本報記者看到車門下側的一個碳纖維增強塑料模塊被撞擊后,像紙團一樣揉成一團,但乘員艙卻安然無恙。沃爾夫岡漢說,這一實驗假想汽車中部遭到時速32千米的撞擊,碳纖維增強塑料模塊被設計成蜂窩狀,使撞擊沖力迅速分散到底盤,保護了乘員艙和車底電池的安全。
  電池容量能滿足日常需求
  汽車車身的輕量化“中和”了電池帶來的重量。i3使用8個電池模塊,電池總重量為250千克,充滿電一次最長行駛里程為160千米。據統計,全球家庭用戶90%的日常出行平均行駛45千米,汽車一天閑置的時間多達22小時。克魯格說,i3的電池容量能滿足其作為城市交通用車的需求。
  電池續航能力和使用壽命是當前電動汽車的最大瓶頸。作為試點,德國政府已宣布在慕尼黑到萊比錫之間的A9高速公路上,每80千米設置一個電動汽車充電站。對于需要長途旅行的客戶,寶馬推出了交通聯動方案。根據該方案,客戶能夠使用手機程序搜尋到附近可以租用的i3汽車,或者使用其它寶馬品牌汽車代步。寶馬同時正研發各種新型充電方式,比如無需電纜和連接器的感應式充電,即車輛的行駛依靠底部托板上方的電驅動裝置,能量經由電磁場無接觸的傳遞。
  蓄電池壽命易受氣溫變化和反復充放電的影響。寶馬表示:在寒冷的冬天,i3可自動預熱電池;而一旦溫度過高,汽車會用空調制冷劑來給蓄電池降溫。與用水或者空氣降溫相比,這種降溫媒介可提供最高的冷卻效率,并且不需要風扇或是泵等額外組件。寶馬電池技術工程師表示,i3的蓄電池擁有15年壽命,和汽車一樣長,并且在大多數情況下其電池效率都是均勻和穩定的。
  汽車生命周期貫穿綠色制造
  克魯格表示,電動交通主要針對有強烈環保意識的人群,因此,駕駛電動車不僅改變駕車方式,也改變生活方式。
  寶馬也首次從汽車整個生命周期來規劃綠色制造:碳纖維增強塑料的原材料在美國工廠用水電完成,i3車型生產線全部使用廠房外的4個風力發電機供電,生產過程比傳統汽車生產減少50%的能量消耗和70%的水消耗;生產車間使用智能通風系統,最大限度地利用自然通風能,以降低車身制造和裝配車間內產生的氣味和灰塵污染,并給沖壓車間內由生產造成的過熱提供必要冷卻;屋頂光帶上的薄膜可反射太陽光,從而減少人工照明的需要。i3車型可回收戰略部門的倫帕—金德勒博士說,i3生產所需零部件和原材料都要求碳中和,95%的汽車部件使用后可回收再利用。
  目前,i3的投產規模和銷售價格尚未公布。克魯格表示,他們已為電動汽車投入6億歐元,依靠寶馬的品牌影響力和生產過程中運用的各項革新技術,他們有信心從出廠那天起,就讓i3贏利。
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