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Mazda直接跳過鋁合金車體、直上「碳纖維+高剛性鋼材」複合式車體結構!
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更新於 2 個月前
電動車世代來臨,為了追求更優異的續航力,除了竭力追求低風阻特性外,輕量化也是兵家必爭之地,只是目前的電動車因為電池模組實在是太沉重了,所以許多人都忽略了車廠於輕量化工程上的努力。但現實問題在於今日的「熱壓成型超高剛性鋼板」「鋁合金鈑件與鑄件」等量產規模之金屬輕量化科技展已經屆臨極限,再往上鑽研就是「成本急遽上升」但成效有如擠牙膏那般遲緩不切實際,像是鈦合金或其他而昂貴的特殊合金與成型技術,只適合用於超跑、不適合應用在國民車身上,但是輕量化工程「誰若是停下來就等同於認輸」!就像是電池容量與充電效率不長進一樣、之後一定會被淘汰,因此許多車廠紛紛繞過金屬科技,開始朝向量產碳纖維零件的方向發展。主打科技平民化的Mazda,近期公布了一些量產型態的複合式車體設計,企圖在鋼製車體上面導入複合式碳纖維結構,其實這並非創舉,因為BMW很早以前就有量產型態的複合式碳纖維車體技術,並應用在早期的i3與i8等純電動車與油電跑車,只可惜因成本高、產能低、而且啟動時機太早、難以構成龐大的商業規模,因此未能延續此一科技稍嫌可惜,但是BMW之後將相關技術應用在旗艦7系列與今日的純電或油電車型,因此Mazda此時準備導入車體碳纖維複合結構,顯然不是先驅、但是時間點則是剛剛好。至於Audi同樣也有相當科技應用,至於Lamborghini等超跑品牌早就開始使用。
不過BMW的碳纖維複合式車體並不只是著重於輕量化,同時也強調車體的彈性與震動吸收能力,因此在輕量化之餘,還能兼顧舒適、操控甚至隔音等特質,由此不難想像複合式車體技術乃是充滿未來。只不過剛起步的Mazda目前比較著重在「高度輕量化」,因此碳纖維材質的應用範圍主要是在於「取代傳統車體最結實、但同時也是最沉重的結構」,那就是A柱、B柱、車頂與車底縱向主樑、車底橫向主樑、車頭防撞橫樑等多重位置,從結構圖來看,碳纖維如何與鋼樑共存是門技術,此外幾何減力與緩衝結構也相當重要。至於碳纖維布料的多重度交錯堆疊設計,這已經是碳纖維製造商之間無人不知、無人不曉的基本常識,沒什麼好稀奇的!基本上,碳纖維如果不這樣設計,根本達不到應有的強度與彈性。目前像是羽毛球拍、網球拍等運動器材,主要結構早已是「全碳纖維」甚至連鈦合金內芯管狀結構都不需要,加上全碳纖維一體式車體結構早就是超級跑車的常見設計,所以國民車局部導入碳纖維複合設計並非難事,但重點在於成本、輕量化成效,以及大量生產的效率。
只是Mazda並非像是Toyota、Honda、Nissan等一線大車廠,所以相關碳纖維複合車體技術,Mazda必須和專業結構廠商一同研發生產,而且不排除「幫其他汽車品牌代工關鍵零組件」。但可以期待的是,因碳纖維的輕量化潛力非常大,明顯優於鋁合金,所以未來幾年即將看到非常輕盈的Mazda車款,當然包括MX-5與RX-7等性能車款。還有,日本方面,對於碳纖維車體科技非常著迷的車廠包含Nissan、Honda、Toyota等一線車廠,其實單就碳纖維車身零件量產與成型技術而言,Nissan目前才是日本汽車業內的先驅,就等待適當時機再來使用,至於Toyota則是握有碳纖維原料供應等上游事業,意思就是說~其實Mazda並沒有跑得非常快!只是其他品牌不講、不公開而已...
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