碳纖維電動(dòng)汽車為未來的發(fā)展方向

去年7月初，寶馬公司公布了其醞釀已久的電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃，計(jì)劃在2013年推出插入式電動(dòng)汽車Megacity。新的車型并非由現(xiàn)有車型改裝而來，而是寶馬公司的工程師們臥薪嘗膽的一次全新嘗試。這款性能優(yōu)異的“無鐵”四座城市用車將會(huì)更加輕便，其由兩部分組成：包含了傳動(dòng)系統(tǒng)和電池的鋁制底盤以及安裝在底盤上的碳纖維汽車“骨架”。

碳纖維比鋁輕30%，比鐵輕50%。而且，由于碳纖維具有很強(qiáng)的抗撕裂性，當(dāng)它被織成格狀結(jié)構(gòu)，再融入樹脂后，其強(qiáng)度要超過鐵。但由于這道工序需要耗費(fèi)大量勞動(dòng)力且效率很低，因此，大規(guī)模生產(chǎn)碳纖維的可能性不高。不過，寶馬公司正在試圖改變這一現(xiàn)狀。


寶馬公司首先將聚合物加工成纖維狀，然后在高溫下通過幾道工序?qū)⒗w維碳化，得到厚度僅為7微米的碳纖維，5萬根這樣的碳纖維擰在一起成為細(xì)紗。細(xì)紗可以制成纖維織物，再利用模具在高溫與高壓下將纖維織物打造成型，最后將樹脂注入模具中讓纖維黏合在一起，整個(gè)流程可以由機(jī)器人在幾分鐘內(nèi)完成。 本文來自123

在這個(gè)過程中獲得的碳纖維可以做成汽車的“身體”。該公司表示，除了更輕盈之外，這種汽車的抗擠壓能力也令人驚嘆。在對(duì)車頭車尾進(jìn)行的抗沖擊測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，鋁制底盤受到擠壓會(huì)變形，也會(huì)吸收部分能量，然而，由堅(jiān)硬的碳纖維制造的乘客區(qū)卻安然無恙，甚至側(cè)面來的強(qiáng)力沖擊也能讓車廂內(nèi)的假人模型和電池不受傷(當(dāng)然，當(dāng)安全氣囊裝置啟動(dòng)時(shí)，電池會(huì)自動(dòng)斷電)。即便汽車受到猛烈的撞擊，車體有所損傷也不用擔(dān)心，切掉碳纖維受損的部分再黏上新部件，完全可以讓汽車恢復(fù)原狀。
鋼鐵和鋁很容易回收再利用，但是，碳纖維很難回收再利用。目前，汽車制造商正同宇宙空間機(jī)構(gòu)合作，試圖解決這一問題。眼下，寶馬公司一馬當(dāng)先，研發(fā)出了最新的處理碳纖維“邊腳料”的方法。通過高溫分解，這些“邊腳料”能夠退回到未加工的狀態(tài)。通過此種方法生產(chǎn)出的復(fù)合材料具有碳纖維一半的硬度。碳纖維的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是不易腐蝕，如果不考慮電池只有10年左右的使用壽命，而這種碳纖維電動(dòng)汽車的壽命可以長(zhǎng)達(dá)幾十年(當(dāng)然，馬達(dá)還是需要定期進(jìn)行檢修的)，到時(shí)，如何讓碳纖維電動(dòng)汽車車主放棄它，可能會(huì)讓汽車制造商大費(fèi)周折。