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揭秘宝马莱比锡工厂机器化制造全过程(图)

发表于:2019-10-19 15:13 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  2013年7月29日,宝马以惊人的速度将i3量产版带到了我们面前,当它在北京、伦敦、纽约三个城市同步亮相的时候,整个世界都意识到i3真的要来了。而今,经过一年的生产和准备,i3即将在国内正式上市,在这之前,我们不妨先走进宝马位于德国莱比锡的i3工厂,看看这辆划时代的电动车究竟为我们带来了什么?

  i3的故乡莱比锡是德国东部的第二大城市,仅次于首都柏林,位于柏林以南165公里。这座城市大部分为平原地带,气候温和。在当地的古语中,莱比锡被解释为种有菩提树的地方,因此无论是在市区或是郊外,处处可见浓郁的菩提树。宝马选在莱比锡工厂生产i3,除了这里是德国本土最先进的宝马工厂(莱比锡工厂建成初期耗资13亿欧元,于2005年正式投产,后因i3项目再次投入4亿欧元扩建)之外,其周边的自然环境也充分符合环保与再生的未来造车理念。

宝马莱比锡工厂

  ●生产的新时代CFRP生产工业化

  i3的量产不仅标志着宝马电动车正式进军消费市场,另一个里程碑是宝马将CFRP生产带到了工业化时代。

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  CFRP是碳纤维增强复合材料的缩写,这种材料拥有重量轻、刚度强、有利于塑形等诸多优点,但一般的量产车尤其是城市用车很少用到这种材料,原因是成本过高以及生产工艺较为复杂。

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  i3的车身结构采用了宝马最新研发的LifeDrive模块化理念,其中Life模块主要包括乘员座舱以及大部分的电气化零部件,而Drive模块则主要包括蓄电池、驱动系统以及悬架系统。

  ●车身制造革命全能的生产模式

  说到车身制造,CFRP材料制造技术可以说是i3的生产核心。在莱比锡工厂的冲压车间内,任何CFRP部件的成分、强度和几何形状,都可以在冲压车间根据设计规格在生产过程中单独进行更改或是调整,这在一般的汽车生产(运用铝板或钢板)过程中很难实现。

  在生产初期,碳纤维织物首先被加热定型,这道工序使其具有稳定的立体形状,再将多个预先成形的零件组成一个更大的部件,因此,这种工艺完全可以用来生产i3的大型车身部件。

  每个部件利用锁模力高达4500吨的冲压工具,按照精确的尺寸、压力和温度工作进行生产,直至碳纤维织物与固化剂完全融合并且固化。由于这项先进的工艺,本来需要在单独熔炉里进行固化的过程被省略掉了,这使得i3车身的生产时间大幅度缩短。

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  与传统的汽车制造工艺不同,即使是最复杂的组件,CFRP材料制造技术也可以省去复杂的零件装配。以i3的侧门框架举例来说,在生产过程中整块材料先是被特殊的水射流切割机所精确切割,然后再进行喷砂处理,最后粘接面在进一步的加工中被打毛,整个部件在离开生产线时已拥有最佳的配合精度,不需要任何额外的连接零件。

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  i3的Life模块由大约150个部件组成,比传统钢板制造所需的部件减少了1/3左右。在生产过程中,不会有螺丝或铆钉发出的噪音烦扰,也不会有在焊接时出现的火花,每个部件之间仅使用一种先进的粘接剂来粘合,并且这一过程同样可以达到完全自动化。

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  虽说粘接给人的感觉并不是十分精确,但其实不然,i3的每个部件之间均有1.5毫米的粘接间隙,每辆i3的粘接距离被严格控制在160米长和20毫米宽,并以无接触的方式被组装到一起,这样可以保证各CFRP组件之间的完美力传递,以确保在粘接后达到最佳的稳性。

  ●丁格芬工厂莱比锡的动力之源

  莱比锡虽然是i3的量产工厂,但是其部分底盘动力系统是由宝马丁格芬工厂提供生产。这其中包括i3的铝制底盘、电子变速箱以及高压蓄电池,因此,可以将丁格芬工厂看成是莱比锡的动力之源。

  基于CFRP材料生产的Life乘员模块相比普通汽车来说拥有很多优势,例如超轻的车身不但可以抵消蓄电池组所带来的附加重量,而且可以降低车辆的重心,其整体刚性也令安全性得到了进一步提升。

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  CFRP碳纤维增强复合材料经过宝马多年的研究,以及工艺、材料、设备和工具的优化,可以说到目前为止,宝马是世界上唯一一个真正掌握大规模生产CFRP车身部件的汽车厂商。

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  尽管如此,大规模的CFRP生产仍然存在一定的问题,因为像铝材或碳纤维这样的轻质材料在生产过程中会比使用钢材生产消耗更多的能量,这与环保的理念相悖。所以,宝马在生产和加工的过程中格外注重能源节约以及二氧化碳零排放的电力供应。

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  二氧化碳零排放生产

  作为电动车的核心部件,i3的高压蓄电池是由宝马完全自主研发的,只有电池单元由供货商提供。宝马利用先前ActiveHybrid3、5以及ActiveE车型的蓄电池经验,进一步对i3的蓄电池做出了优化。

  锂离子电池的寿命取决于各种因素,但有两种情况可引起蓄电池的老化:一是随着使用年限的增加,蓄电池的工作和存储能力会逐渐下降,这种情况受蓄电池温度影响很大;另一种情况是蓄电池充电和放电会影响老化。经过宝马的广泛测试表明,i3所使用的蓄电池无论是使用寿命还是循环稳定性都可满足整台车辆的寿命要求。

  ●可持续发展二氧化碳零排放生产

  宝马i系的可持续发展理念,无疑是其创立之初的核心要素之一。就拿一般的环保车(专区)型生产厂家来说,虽然他们生产的车辆在使用时达到了较高的环保水平,但是在生产环节避免不了二氧化碳的产生,因此这也应该用来总体衡量一款车的环保程度。而i3则不同,从最初的设计研发、中期的生产使用,直到车辆被回收利用,宝马对于可持续发展的重视程度与其对驾驶乐趣的关注度一样,可谓不余遗力。

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  宝马在莱比锡工厂的外围建立了4座风能发电设备,这在德国本土尚属首创。4个功率为2.5兆瓦的风力涡轮发电机所产生的电能,可以满足在莱比锡工厂生产i系列车型(包括i8)所需的全部电能需求,并且盈余的电力还可以被用于莱比锡工厂的其他用途。

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  在厂房的建设方面,莱比锡工厂也本着最佳的环保理念。例如厂房的通风系统,整个通风系统不需要额外的风扇以及空调,采用纯自然风的设计。自然通风能减低在车身制造和装配车间中产生的气味和灰尘污染,并为冲压车间中所产生的热量提供必要的冷却。

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  此外,整个厂区的照明系统也很大程度地依靠自然光,屋顶光带上的薄膜可反射太阳光(详情图片报价)所带来的热量,但却将光照充分引入到厂房内,这一设计节省了大量的能源消耗。

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  ●总结:

  无论从生态学角度来说,还是从制造工艺来看,宝马莱比锡工厂无疑为汽车工业树立了全新的标准。同时,在这间先进的环保工厂中所生产的产品对于汽车工业的发展也具有重要意义,它不仅为创新材料的使用、节约能源和电动汽车的工业化生产树立了榜样,而且其产品本身也具有很强的竞争力,请持续关注汽车点评近期对i3纯电动车与i3增程式电动车的详细评测。

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