【BMW i3問世系列報導】BMW i3首創模組化碳纖維強化塑料車體結構!

BMW跨入量產電動車領域的首作─i3,除了擁有零排放之環保移動機能,更是第一款採用CFK碳纖維強化塑膠模組化車體結構的量產車。

 

 

 

有別於過去部分使用碳纖維複合材質打造車體的超跑,多為單體化結構,是將碳纖維布貼於車體模具上,再以專用烤爐,製作出單體結構,i3則是將車體結構分為32個結構體,再以特殊膠合方式接合,建構出高鋼性且質輕的車體。

 

i3則是將車體結構分為32個結構體,再以特殊膠合方式接合,建構出高鋼性且質輕的車體。

 

也由於剛性優異,讓i3可以省略B柱設計,而且CFK材質具備了高韌性與高吸收能量能力,當車輛發生碰撞時,可有效吸收撞擊能量,以確保座艙完整性,當其受到撞擊時,結構的型變會較鋼製車體來得小,因此也可以確保車門可以輕易的被打開,也由於CFK材質可吸收大量的撞擊能量,所以也可以減少車內乘客所受到的衝擊,進一步降低乘客傷害,尤其是在側面撞擊與柱狀物側撞等部分,都擁有極佳的座艙保護能力,同時,由於整體重量較輕,加速慣性較小,所承受的撞擊反作用力也相對較小,也可以有效減緩撞擊能量,為輕量化的另一項優點,在Euro NCAP的測試中,i3於64km/h正面撞擊與32km/h側面撞擊測試中都獲得了優異成績。

 

在i3量產車上,打開車門後即可看見碳纖維複合材質所打造的車體結構。

 

i3所使用的碳纖維強化塑膠具有高強度高韌性特性,可有效吸收撞擊力道,減少座艙因碰撞變型。

 

而關於車輛發生碰撞後,CFK材質結構該如何修復?在日前BMW所舉辦的全球發表活動中,特地由原廠人員作出解釋,有別於一般金屬材質所打造的車體,碰撞後多以拉、敲等方式,將結構復原,在i3上,則是直接將損毀結構部分切除,再重新套接相同部位的CFK結構體後,在外層再包覆一層CFK材質以達到相同的強度,若是損毀部位為32塊模組結構體之一,同樣可直接拆除再換上新的結構體,如此的作法亦可大幅減少修復時間與成本,同為採模組化結構的優勢之一。

 

 

i3車體結構與動力平台皆採模組化概念,動力平台以鋁合金打造,將電池模組與動力系統設置於車體下方。

 

除了CFK材質車體結構,在動力平台部分,BMW則是以鋁合金材質打造模組化動力平臺,將電池與動力系統至於車體下方的底盤結構內,不僅可達到低重心效果,也可以有效保護動力系統與電池模組,未來只要在相同的動力平台上,換裝不同的車體結構,即可衍生出不同型態的車款,達到模組化、降低成本的效果。

 

 

BMW為了能夠有效壓低製造成本,以獲取充足的碳纖維複合材質,與SGL 集團共同合資於美國華盛頓的莫斯湖畔建立一座大量生產碳纖維複合材質的工廠。

 

以往,使用碳纖維複合材質的成本非常高,關鍵在於並未將該材質投入量化生產,而BMW為了能夠有效壓低製造成本,以獲取充足的碳纖維複合材質,與SGL 集團共同合資於美國華盛頓的莫斯湖畔建立一座大量生產碳纖維複合材質的工廠,總投資金額達一億美元,兩條每年生產總量達1500噸的生產線,可以給予BMW穩定的碳纖維複合材質貨源,而該工廠之碳纖維複合材質生產量也佔了全球的10%,由此可見BMW投入碳纖維複合材質運用的雄心。

 

 

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文/攝影=李承儒 圖=BMW