电动汽车:塑料随处可见

作者:本刊编译(原文来自巴斯夫) 文章来源:AI《汽车塑化》 发布时间:2015-06-08
凭借宝马i3,宝马集团已经向汽车行业的未来迈出了突破性的一步,而巴斯夫智能化的解决方案则为此作出了重大贡献。

针对宝马集团i3电动车上的多个创新部件,巴斯夫凭借其丰富的工程专知而提供了多样化的塑料材料并支持了部件的开发,包括前排座椅靠背、碳纤维车身中的重要加强部件以及后排座椅板。“通过汇集我们高性能材料部门的所有塑料专家,我们能够为像宝马集团及其全球范围的供应商这类创新型客户提供订制化的解决方案,并在部件的制造过程中为他们提供支持。”巴斯夫高性能材料部门负责人Raimar Jahn说。

针对宝马集团在宝马i3电动车上的多个创新部件,巴斯夫提供了多样化的塑料并凭借其丰富的工程专知而支持了部件的开发,包括全新的具有可见表面的聚酰胺前排座椅靠背(右)、用于碳纤维车身的采用Ultradur制成的关键加强部件(左)以及采用Elastolit聚氨酯制成的具有自支撑特性的后排座椅板 (前)

由聚酰胺制成的座椅靠背

用在驾驶员和乘员座位中的座椅靠背是首个采用聚酰胺制成的注塑成型的且未喷涂的结构件,它拥有一个可见表面,被用在汽车内部。这种轻量化的混合材料部件只有2kg重,集中了巴斯夫全球座椅创新团队的所有专知。这一整合了多种功能的座椅靠背采用巴斯夫专为此类应用而开发的高紫外稳定型聚酰胺6配混料Ultramid B3ZG8 UV制成。除了提供足够的刚性外,该材料还为满足宝马集团的力学性能而确保了足够的伸长率和韧性,而且这可在-30~80℃的温度范围内实现。

该座椅靠背最终的复杂尤其是纤细形状要归功于早期对巴斯夫通用模拟工具Ultrasim的应用。基于对用于座椅靠背、调节杆和导带器的材料所作出的精确数值模拟,使得在碰撞模拟中计算出的行为非常精确地等同于之后的试验。因此,可以在早期阶段在计算机上进行优化,以避免在部件开发中出现后期更改。

此外,特殊的Ultramid级别具有非常低的挥发性,非常高的抗刮擦性和极佳的表面质量使其适合于座椅结构的外观应用,因此这也成为一个关键要素。而对于座椅调节杆,要求其材料不得在碰撞中失效。因此,一种特殊的长玻纤增强Ultramid级别——Ultramid Structure B3WG8 L被用于这项应用。

i3中用于驾驶员和乘员座位上的座椅靠背是采用聚酰胺制成的首款注塑成型的且没有喷涂的结构部件,拥有可见的表面。该座椅靠背最终复杂的尤其是非常纤细的形状要归功于早期对巴斯夫通用仿真工具Ultrasim的应用

采用PBT制成的多功能结构车身部件

宝马i3的碳纤维车身,在内、外车身板之间包含有PBT的结构部件。这种最大型的而且是首创的部件是一种所谓的“一体化部件”,它位于碳纤维车身板之间靠后侧的区域。除了在碰撞事故中具有承载功能外,它还有助于两个车身板保持分离状态,并形成了侧窗的后开模式。对此,巴斯夫的Ultradur B4040 G6 PBT材料是理想的选择,因为无论气候条件如何,它均可确保尺寸的稳定,而且能提供必要的抗弯性。在此,由巴斯夫的工程师们提供的仿真分析为实现低翘曲的生产以及适合于碰撞承载的玻璃纤维取向作出了重大贡献。这种注塑成型的部件在以往被设计由多个小型组件构成,因而它减小了复杂性并降低了成本。大约24个较小型的Ultradur部件被整合在车身的其他区域,以提供加强并实现理想的声学特性。它们组合在一起的重量大约只有9kg,

由碳纤维和聚氨酯基体材料制成的后排座椅板

具有自支撑特性的后排座椅板采用巴斯夫的Elastolit聚氨酯系统制成。作为在量产汽车中的首次应用,碳纤维与聚氨酯基体材料得到了组合。该部件整合了多种功能,如杯托附件和存储盘,因而既减少了组装工作又减轻了重量。巴斯夫Elastolit材料的一个关键特性是其宽泛的加工窗口连同高疲劳强度和损伤容限。由于该材料特殊的性能,使得与冲击相关的部件满足了宝马集团严格的安全要求,尽管其壁厚只有1.4mm。

用于加固车顶框架的结构发泡材料

Elastolit D PU结构发泡材料在包括A柱在内的整个车顶框架中被用作一种加强材料。这种耐高压的发泡材料被制成一种碳纤维三明治复合材料,因而支撑了汽车的结构刚性。

其他由巴斯夫塑料制成的汽车内饰和外饰部件

宝马i3中拥有许多采用已在众多汽车中得到成功应用的巴斯夫塑料制成的其他部件,包括采用Ultramid、Ultradur或聚氨酯的电气和电子应用,如:由Ultramid B3ZG3制成的保险丝盒,它满足了严格的刚性和抗张强度要求;由Ultramid A3EG6制成的高压连接器;采用Elastollan和Elastoflex聚氨酯制成的电缆护套和电缆接头。

在汽车内饰中,Elastoflex E PU半刚性泡沫被用于仪表板的背部发泡,而C柱外壳则由Ultramid B3ZG3制成。

两种不同的Elastoflex E聚氨酯泡沫被用于车顶结构中,从而改善了内部声学性能:一种具有出色的热成型性和高刚性的三明治复合材料的发泡芯材被用于车顶衬垫;一种具有极低密度的开孔Elastoflex E泡沫被用作隔声效果部件的基础材料。

在可选性滑动车顶组件的生产中,抗紫外且耐候的玻璃封装系统Elastolit R 8919得到了应用。这种滑动车顶的框架采用Ultradur B 4040 G6制成,这是一种低翘曲的PBT/PET配混材料。

由微孔特种弹性体Cellasto制成的轻型弹簧座,被用于宝马i3的前后轴悬架上。

最后,巴斯夫的涂料部门为宝马i3的非凡设计提供了支持。该公司为宝马在德国莱比锡工厂中新的i3生产线提供了4种颜色的底漆,满足了附加组件的喷涂及所涉及的喷涂工艺的要求。

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