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SIM-Drive新款EV:通过液压成型材料和CFRP实现轻量化-行业应用-上海华子新材料科技三分时时彩

分类:
行业应用
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华子新材料
发表时间:
2014-09-22

   SIM-Drive新款EV:通过液压成型材料和CFRP实现轻量化-行业应用-上海华子新材料科技三分时时彩


据日经BP社报道,日本电动汽车(EV)开发公司SIMDrive宣布,2011年1月启动的二期先行开发车项目“SIM-WIL”(以下简称WIL)已经完成(图1)。开发目标是试制出设想2014年前后开始量产的先行开发车,有34家打算涉足EV业务的企业和团体加盟。

 
图1:SIM-Drive的新型电动汽车(EV)“SIM-WIL”
采用容易被普通消费者所接受的外观设计,同时确保了351km的续航距离。

  WIL与第一款先行开发车“SIM-LEI”(以下简称LEI)相比增加了电池数量,由此充电一次可行驶351km,此外还实现了与B级车车身和E级车车身相当的宽敞车内空间。另外,0~100km/h的加速时间为5.4秒,可与中级水平的跑车匹敌。

   第一款先行开发车LEI配备容量为24.9kWh的东芝产锂离子充电电池“SCiB”,续航距离在最初发布时为333km(JC08模式,之后以过小估 计行驶阻力等为由下调至268km)。而此次的WIL则配备了容量为35.1kWh的松下产锂离子充电电池(18650型),续航距离为351km。即便 是与LEI的修正后的数值相比,WIL所配备电池的每kWh行驶距离要短一成左右。

  关于这点,继LEI之后再次担任WIL开发负责人的SIM-Drive执行董事、车辆开发统括部长兼项目经理真贝知志阐述了WIL开发的目的:“SIM-LEI奉行‘唯效率论’,外观设计上也将空气动力特性放在第一位。此次的目标是打造可受到更多消费者青睐的‘B级中档’车辆。”

  原来的LEI重视空气动力特性,结果形成了在左右方向上使车辆后方大幅变窄的特别设计。因此,用户看到LEI后表示“不采用这种设计,就无法成为EV吗?”。

   将WIL和LEI的车身尺寸相比较,可以明白两车的轴距均为2950mm。WIL的尺寸为长4150×宽1715×高1550mm,LEI为 4700×1600×1550mm,WIL的长度大幅缩短、宽度更大。这种改变从空气动力学的观点来看是不利的。明知道每单位行驶距离的耗电量会增加,但 WIL还是采用了接近B级量产发动机车型的车身尺寸。

电池数量增加后车身仍较轻

  为了在空气阻力增加的情况下也要确保300km以上的实用续航距离,WIL的电池配备量增至LEI的1.4倍左右。即便如此,车身重量还是成功地由LEI的1650kg减轻70kg至1580kg。轻量化是WIL的开发课题之一。

  能够实现轻量化的关键技术是车身构造的改变。WIL的车身构造方面,底部周围与LEI一样采用在钢板冲压构造的底架内部配备电池的“Component Built-in式车架”。此外,车身上层还采用由液压成型闭截面材料构成车架的空间构架,代替了LEI的单体构造(图2)。


图2:SIM-WIL的车身构造
从前柱到天窗侧、天窗强化材料以及中柱的上半部分等(图中绿色部分),采用了液压成型材料。

  采用液压成型材料的是连接前柱到车顶侧的部件,横跨天窗宽度方向的两根强化材料,以及中柱的上半部分。与原来通过点焊将两张钢板粘在一起时相比,部件个数减少、重量减轻,而且具有高刚性。通过采用空间构架构造,WIL的白车身重量由LEI的409kg减轻49kg至360kg。

  另一个为了实现轻量化而采用的是CFRP碳纤维增强树脂基复合材料,简称碳纤维复合材料)制车门。采用碳纤维复合材料制作的是车门的外板和内板,窗框与普通汽车一样采用钢板制造。采用碳纤维复合材料制造的内板,根据不同部位需要的强度,粘贴了四种厚度的碳纤维复合材料(图3)。


图3:SIM-WIL采用碳纤维复合材料的车门饰板
图中是内板。可根据需要的强度,因位置而改变厚度。

   另外,WIL将车门防撞梁的部分向外侧突出以减小车门厚度,从而抑制了正面投影面积的增加,同时确保了车内空间,这种方法源自LEI。采用碳纤维复合材 料后,WIL四个车门的重量(只有外板,内板和门窗)加起来为33kg,LEI的四个钢制车门为60kg,前者比后者轻27kg,即44%。

四个轮子采用未使用减速器的外转子式轮内马达,这点与LEI相同(图4)。虽然LEI追求全球最大级别的700N·m扭矩和高效率,但存在扭矩波动(由启 动时的旋转不稳造成的振动)较大这个课题。据悉,WIL中配备的新型马达沿袭了LEI马达的基本构造,在维持效率和扭矩的同时,改进了磁铁的配置等,从而 大幅减少了振动。

 
图4:外转子方式的轮内马达
改进了磁铁的配置等,从而减小了扭矩波动。

  前悬挂也进行了大幅改进。虽然与LEI同为双横臂形式,但是原本为两根的上摇臂改成了高位A臂,从而提高了前后方向的刚性(图5)。


图5:前悬挂
将上摇臂改为高位A臂,从而提高了刚性。

  此次将配备的锂离子充电电池由东芝SCiB改成松下18650型,是因为更加注重能量密度。WIL的电池容量为LEI的1.4倍,而电池的容积却“基本没变”(真贝)。

 

文章来源:网络
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