揭秘寶馬i3電動汽車黑科技 顛覆傳統造車四大工藝

  11月4-5日SAE2015節能減排技術論壇在上海舉辦,美國Munro & Associates有限公司的CEO Sandy Murno先生發表《對于寶馬i3的拆解和分析》的主題演講。該報告在拆解寶馬i3的基礎上,分析了寶馬i3作為輛大面積運用碳纖維車身和鋁制底盤輕量化技術生產的量產車,其創新設計技術和生產工藝將會顛覆傳統造車的四大工藝。在寶馬未來的產品規劃中,除了現有的i3、i8以外,未來的7系和M系列都將使用碳纖維材料。      
  碳纖維車身的輕量化技術
  眾所周知,電動汽車動力電池成本一般占整車成本的30-50%。例如,售價26萬元的豐田普銳斯,電池成本約8萬元,占整車成本的1/3。寶馬i3的設計理念是大程度地運用輕量化技術降低車身重量,從而減少整車對動力電池容量的需求。寶馬i3的車身分為兩大模塊:生活模塊(Life Module)和駕駛模塊(Drive Module),其中生活模塊部分的90%的材料都是采用碳纖維增強塑料CFRP材料。傳統的鋼材料的白車身平均重量是349公斤,但是寶馬i3的車身重量是148公斤,不到傳統車身重量的一半。
      
  顛覆傳統造車的四大工藝
  傳統汽車制造業門檻高的原因是,其沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝占地面積大和投資高。在寶馬i3的整車成型車間里,兩邊的機械臂拿著的不是焊槍,而是膠粘劑。因為i3車身上的150個新型CFRP材料部件不是焊接的,它們是通過涂抹膠粘劑。生產線上的一只機械臂涂抹膠粘劑,另外一只機械臂對部件加熱,使硬化時間縮短到10分鐘。這一新的生產工藝使得年產量3萬輛汽車就可以達到規模經濟效益。
      
  另外CFRP材料可以設計成不同顏色,這些顏色是本身自帶的,不需要噴涂,而且外觀效果非常高科技化,這也免除了涂裝工藝。據數據統計,傳統白車身生產線投資4.6億美元,涂裝車間投資需要1億美元。在寶馬的CFRP生產線中,這些投資都可以去掉。在寶馬的擴張產能。除了現有的i3、i8以外,將來的7系和M系列都將使用CFRP。
      
  寶馬i3的動力電池系統
  寶馬i3的動力電池系統內部裝載了8個電池包,每個電池包內置12個電池單體。由于8個電池包是串聯給驅動電機系統供電,所以i3的動力電池系統的標稱電壓是360V。另外,i3的動力電池系統設計了一個分布式控制系統對8個45V的電池包進行充電和監控。在機械結構方面,i3的8個電池包都是可以獨立裝卸的。這種設計的好處是,當一個電池包被檢測出有故障時,可以被單獨更換,不需要拆卸整車動力電池系統。因為整車動力電池系統重量是230公斤,一個電池包不到30公斤,所以維修很方便。
      
  寶馬i3的驅動電機系統
  寶馬i3的驅動電機是三相永磁感應直流電機,大功率是125kW,高轉速每分鐘可以達到11400轉,相比較,普通發動機的高轉速是每分鐘6000轉。由此可以看出,i3的驅動電機的高轉速電氣特性導致其功率密度大大由于傳統發動機。在結構方面,i3的驅動電機主要由基座、轉子和定子組成。
       
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