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电动车底盘轻量化新技术--碳纤维复合多材料后桥
更新日期:2020/1/8 10:46:58浏览:

由于电池系统的加入,轻量化对电动汽车来说显得尤为重要。在过去几年,汽车制造商不断

引入新的材料、设计理念和制造工艺。纤维增强复合材料也在车身结构和底盘系统得到大量

的应用,取代金属材料。在材料替代的过程中,复合材料的界面性能以及力学结构设计受到

重点关注。一般需要针对应用的零部件,综合考虑力学载荷的分布。同时,还可以通过复合

材料的各项异性设计,加强重点部位的承载能力,实现进一步减少。

在欧盟针对电动汽车和轻量化设计的研究项目“epsilon”期间,Fraunhofer LBF开发了一

种复合材料轻型后桥,获得了显着的减少重量效果,与传统金属相比,实现减少重量37%。

此外,复合材料的铺层设计也保证了较高的结构刚度,在道路实测中,其力学表现可与传统

后桥相媲美。

后桥的连接工艺设计

该后桥由两端的金属件和中间的复合材料横梁组成,这种设计适用于混合动力车身连接,且

可以处理局部应力集中。采用Heidelberger公司的T-IGEL金属/复合材料的混合连接技术,

将连接栓牢牢的与金属体连接在一起,并伸入复合材料部件,从而实现连接。以各种顺序排

列的多个连接栓可以传递较大的张力和抗扭力,减少了螺栓周围的复合材料的应力集中。该

工艺适用于大载荷服役的轴、撞击结构及各种结构部件。

后桥的性能测试

随后,在实验室中对其静态载荷进行测试,结果显示其刚性甚至超出了模拟预期。目前,该

轻型后桥的道路实测已取得成功,其动态性能与传统后桥相差无几。

该轻型后桥的成功开发证明了用CFRP替代金属作为汽车悬架的高承载部件是可行的。通过复

合材料的替代设计,实现了37%的减少重量。因此,复合材料具有减少重量和实现零部件局

部加强的优点,也是汽车高承载件用材的理想选择。

汽车材料网编者按:传统的乘用车后桥采用管材弯曲焊接或液压成形工艺,Fraunhofer LBF

开发的碳纤维多材料复合后桥,给底盘轻量化又增加了可选择的方案。本设计的核心技术是

碳纤维复合材料的性能设计、复合材料与钢的连接,以及复合材料各项异性的性能表征技术

。无论短期是否能产业化应用,但在技术方向上有了更进一步的探索。 


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