碳纤维材料在世界太阳能汽车挑战赛中的应用

寂静天花板

两年一度的世界太阳能车挑战赛是目前世界上最大的太阳能汽车比赛，比赛路线横跨澳大利亚超过3000公里，从达尔文（Darwin）一直到阿德莱 德（Adelaide）。世界太阳能车挑战赛分为三个组别。参加“巡洋舰”组比赛的车辆，每辆车车内乘坐一名驾驶员、一位乘客，及有限的行李。比赛按实际计分方法，OWL，是由日本工学院开发的一种先进的太阳能动力车，其采用帝人（Teijin）公司的碳纤维增强塑料（CFRP）作为底盘和 车身结构。这款车代表日本参加比赛，取得了第二名的成绩。 OWL专注于减少行驶时间，因为其占总分的70%。
OWL的结构

超轻碳纤维织物只有0.06毫米的厚度，由Tenax®W-1105 CFRP预浸基体树脂（预浸料）制成，被用于设计和制造OWL 车身，从而成功将其重量减少55公斤。传统的太阳能汽车的太阳能电池板模块位于可拆卸的车顶，这些车辆需要通过在车辆中添加框架以确保拉伸弹性模（刚性）。然而，OWL有着特别先进的结构——最少数量的框架和先进的固定车顶。其表面通过分离排列及在正交辅设层进行单向（UD）层压从而达到部分增强，以提高抗扭刚度。
由前轮胎负载没有车顶的前端，是加强OWL底盘和车身结构刚度最关键的特征之一。为了实现这一目标，前部的组成包括T 型30毫米蜂窝带状叠层连接前支架（BHD）、车身A柱和车顶的前缘，以及表面由单向（UD）层压CFRP制成的高拉伸模量前辊。
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) c: q3 @' a; n3 E5 SOWL的部件

凹模通过铣床直接成型。车身的下层主体具有最大的一体化结构，以尽量减少后期处理与二次密合性装配操作，从而保障OWL具有超轻量底盘和车身。模具的中间段是隧道式，可以减少模具的重量，及保障在预浸料固化过程有效的传热条件。
+ H9 Q) d) f) I" G5 R# l7 bOWL的成型

) `+ H1 s( f( m$ l. j, D; e# m# YOWL超轻量化的底盘和车身零件，包括扰流件和车门的制造，通过剥离薄膜分层并且使用大型模具设备一体成型。该技术有效地减少了零件之间的距离，也有助于减少阻力。上层表面的叠层结构由薄碳纤维构成：t=0.12毫米/ 蜂窝状:t=12.5毫米/碳纤维: t=0.12毫米，而作为前面板仍保持足够的刚性。在每个重要的点使用UD和t=30毫米蜂窝芯层叠，以确保车辆的整体刚性。
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- I* s& H, O( p+ l7 N$ d' x; @% y4 }车辆下部主体造型独特，并兼具挑战性。下部和侧部的压模成型分别层叠高达80%，并在层压过程中相结合。这种技术可以使用敏感的层压工艺，比如在开放的成型模具上操作零部件的分割，并且减少模具结合后的层压工艺。
OWL的车门结构

OWL的门铰链为双铰链结构。当单轴铰链连接于车辆内时，门的操控会受到车辆主体的干扰，而且较大的铰链会影响驾驶位置。当试图有效地减少阻力时，对于附着在车辆外部的铰链是不可能的。作为一个解决方案，通过使用小铰链和双铰链，以不干扰驾驶位置和车体。
% a5 C# s. ?+ j5 B1 @: v! v2 R) N多重锁支持的车门不会令驾驶更轻便，但如果门的刚性较低，驾驶时会在风压下变形。通过多点链接管理车门有助于集成控制和操控车门。
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OWL斩获所在组别的亚军，但赢得了世界太阳能车挑战赛的最高行驶分数。它彻底的低阻力车体和车身轻量化结构，使其能够高速、高稳定地行驶。这是得益于OWL 创新底盘和车身结构。这种结构也减少了意想不到的变化调整，并有助于节能驾驶。

albert.tang

日本的工业设计将轻量化简直做到了极致，不论是轿车还是动车高铁产业。

未来第一站

日本强项。

面壁深功

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