為電動(dòng)車減負(fù)。還記得之前在有關(guān)Rivian的一些介紹信息中提到過(guò)，Rivian的電池包是用碳纖維材料封裝的（可能是考慮到越野屬性，需要確保足夠的強(qiáng)度）。最近威廉姆斯先進(jìn)工程公司（Williams Advanced Engineering，威廉姆斯旗下的技術(shù)服務(wù)

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還記得之前在有關(guān)Rivian的一些介紹信息中提到過(guò)，Rivian的電池包是用碳纖維材料封裝的（可能是考慮到越野屬性，需要確保足夠的強(qiáng)度）。

最近威廉姆斯先進(jìn)工程公司（Williams Advanced Engineering，威廉姆斯旗下的技術(shù)服務(wù)公司）開(kāi)發(fā)了一組碳纖維相關(guān)的技術(shù)，可大幅降低碳纖維材料在汽車行業(yè)領(lǐng)域使用的成本，他們還特別提到電動(dòng)車領(lǐng)域的應(yīng)用。巧合的是Rivian也恰好在英國(guó)有一支技術(shù)團(tuán)隊(duì)，是原來(lái)邁凱倫的工程團(tuán)隊(duì)。不知道這些從邁凱倫出來(lái)的團(tuán)隊(duì)和這項(xiàng)技術(shù)有沒(méi)有關(guān)系。

 CFRP材料

 威廉姆斯的這組技術(shù)被稱為“223”和“Racetrak”（名字聽(tīng)起來(lái)咋趕腳就是出自賽車技術(shù)呢？），可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有復(fù)合材料解決方案相當(dāng)?shù)男阅?，卻在成本方面能夠達(dá)到主流應(yīng)用的接受范圍。

 這些不僅僅是制造方面的創(chuàng)新，也是端到端的全生命周期的解決方案，可以解決碳纖維增強(qiáng)聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer，以下簡(jiǎn)稱CFRP）的制造、使用和再循環(huán)的各個(gè)方面，以及為車輛設(shè)計(jì)和制造提供一種新的方法。

 CFRP是一種具有巨大潛力的材料。它有著很高的強(qiáng)度重量比，出色的剛度、抗疲勞性和耐環(huán)境性使其成為各行業(yè)和應(yīng)用中非常重視的技術(shù)。特別是在汽車行業(yè)中，輕量化被視為滿足日益嚴(yán)苛的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放目標(biāo)所需的主要途徑之一，對(duì)于電動(dòng)車輕量化來(lái)講更是有意義（除此之外，還有望拓展到鐵路車廂、風(fēng)力渦輪機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域）。

 但仍有許多因素阻礙了CFRP的大規(guī)模應(yīng)用。其中最主要的是成本，傳統(tǒng)復(fù)合材料的生產(chǎn)方法涉及昂貴的材料和漫長(zhǎng)的加工時(shí)間，且廢品率還相對(duì)較高（通常約30％），以及用傳統(tǒng)工藝很難在產(chǎn)品生命周期結(jié)束時(shí)找到回收價(jià)值。

 正因?yàn)檫@些問(wèn)題使CRFP的應(yīng)用主要局限于小眾應(yīng)用。例如，在汽車領(lǐng)域，采用傳統(tǒng)復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)的白車身通常比鋼結(jié)構(gòu)輕約60％，但成本卻是20倍。所以我們也只能偶爾在一些高端小眾的車型上看到該技術(shù)的采用（比如早期寶馬i3，后來(lái)寶馬也燒不起了）。

 威廉姆斯的創(chuàng)新技術(shù)就旨在解決這些挑戰(zhàn)，釋放CFRP的優(yōu)勢(shì)。

 223工藝

先說(shuō)說(shuō)223，它的核心是將機(jī)織干纖維增強(qiáng)片與單獨(dú)制備的樹(shù)脂基質(zhì)整合在一起的完全不同工藝（目前還比較保密）。

223工藝被認(rèn)為是從二維創(chuàng)建三維復(fù)合結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)有效的手段。它適用于盒狀幾何形狀，例如用于電動(dòng)車的電池外殼，或甚至可能是用于車身外板。

223非常適合當(dāng)前由許多單獨(dú)組件組裝的結(jié)構(gòu)。一個(gè)很好的例子是汽車白車身，它通常由大約300個(gè)沖壓件組成（同時(shí)需要600種不同的工具）；一般來(lái)說(shuō)大件（例如前/后備箱蓋、頂蓋或側(cè)圍這類大件的外板）一般需要四道沖壓工序。如果使用223，就可以減少?zèng)_壓的工序，可在一臺(tái)壓機(jī)上完成。這會(huì)大大降低成本，要知道在四大工藝中沖壓的模具和壓機(jī)是最昂貴的。

這與等效的鋁合金材料相比，可以減重25-30％。而與傳統(tǒng)的復(fù)合材料解決方案相比，可以以更低的成本實(shí)現(xiàn)更大批量的生產(chǎn)。

Racetrak

Racetrak是用于創(chuàng)建連接兩個(gè)或多點(diǎn)的高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件（這個(gè)在沖壓件上不屬于大件，很多主機(jī)廠車型一多會(huì)把部分外包出去）。該技術(shù)可以讓例如像碳纖維這種單向材料的連續(xù)循環(huán)提供極高的環(huán)向強(qiáng)度。當(dāng)與高水平的自動(dòng)化相結(jié)合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)復(fù)合材料替代品輕得多的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的組件。

在用于汽車領(lǐng)域的情況下，會(huì)比鋁板輕40％左右、比鋼板輕60％，而且還相比鋁板更具有成本競(jìng)爭(zhēng)力，此工藝可實(shí)現(xiàn)每年50萬(wàn)套。

老實(shí)說(shuō)，這部分更詳細(xì)的技術(shù)解釋，我沒(méi)肯動(dòng)，需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)下。

之前Munro說(shuō)到Model 3的fit&finish的問(wèn)題時(shí)就聊到過(guò)一些鋁制車身和碳纖維車身的問(wèn)題。說(shuō)到目前鋁制車身的sweet point在7萬(wàn)臺(tái)/年（稍微明白一點(diǎn)沖壓的就知道，鋁板粘性高，沖出來(lái)毛刺會(huì)比較多。而且也由于粘性高，沖壓速度上要比鋼板低很多，良品率較低），而碳纖維的話也就是5萬(wàn)臺(tái)/年。一旦超出這個(gè)量最好還是用回鋼板。不知道這套技術(shù)是否會(huì)為電動(dòng)車的輕量化帶來(lái)一定的飛躍。

上圖是威廉姆斯公開(kāi)的采用了223與Racetrak工藝的電動(dòng)車平臺(tái)概念