i示未来 第13期

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说起莱比锡，不禁让人慨叹岁月如梭，一晃已经10年过去了。想当年被一个号称有音乐天赋的同学强拉硬拽来参观巴赫博物馆和格拉西博物馆，个人虽然对古典乐也算有兴趣，但对乐理、乐谱、乐器等高级知识分子才懂的东西就知之甚少了，参观时难免不装模作样一番。以上经历让我对莱比锡的印象比较偏艺术，随着BMW和德国另一著名汽车品牌将工厂建在这里之后，它的机械制造味道渐渐浓郁了起来。

开启时代

为了抵消电子部件带来的更多重量，BMW i 就把车身变轻和使用创新材料的变成了工作重点。其中最重要的一部分是， BMW i3 的客舱主要由碳纤维增强塑料，即CFK制成。在汽车大规模生产中应用如此庞大的轻质防撞材料的尚属第一家，因为到目前为止大家还是认为CFK的广泛应用成本过高，BMW 却很早就认识到了这种材料的潜力。经过十多年的研究以及工艺、材料、设备和工具的优化，BMW有了在汽车大规模生产中使用CFK 技术的能力，并且已经应用得很成熟。从我们的角度看，BMW下一步很可能会寻找电池的替代品，或者说新的动力源。

我们先解释一下什么是碳纤维，即一种由聚丙烯腈制成的热塑性纤维。纤维元素在一个复杂过程后变成一种几乎由纯碳组成的具有稳定石墨结构的纤维。这时它的直径大概有7微米，与其做参照的人头发的直径约为50微米。对于汽车生产中的应用，人们会将50000条这样的单个长丝组合在一起成为所谓的“粗纱”，之后再进行进一步处理。

与普通织物不同，碳纤维不是编织在一起的，而是在同一平面上并排排列。编织结构会使纤维弯曲，这样不能全面展示其优点，只有在排列织物中的纤维定向才能确保随后制成的零件拥有最佳性能。碳纤维部件也有所谓的“配方”，就是CFK 部件的成分、强度和几何形状可以在冲压厂根据设计规格在生产过程中的任何时间单独进行更改或适应性调整。这是金属材料所不具备的优势，也可以看做是个预成型的过程。

预成型后会利用 RTM 工艺（Resin Transfer Moulding）在高压下注入树脂。这种树脂注射工艺可将液体树脂在高压下注入预成型毛坯中。通过树脂与纤维相结合以及随后的硬化处理才能使材料拥有良好刚性和其他预定特性。

BMW i3 的车身主要形状由大约150个部分组成，比传统钢板制造所需部件少三分之一。每个部件都会以 1.5 毫米的粘接间隙以无接触方式被组装到一起，以确保在粘接后达到最佳稳固性。在粘接过程中，组件之间始终保持相同的距离，以得到相同的粘接剂量。如此精度才能保证各CFK 组件之间的完美受力和大规模生产的质量标准。每辆车的限定粘接距离是160 米长，20毫米宽。

生生不息

BMW i 系列的生产会在环保方面树立新的标准，与传统的BMW 生产平均水平相比，BMW i生产可以减少50%的能量消耗和70%的水消耗。在莱比锡工厂用于生产BMW i 的电力全部来自风力发电，充分利用可再生能源。

风力发电设备的运营商是来自不莱梅的wpd 股份公司。在距离生产车间大约1000米的地方矗立着四个Nordex N100/2500 型风力发电设备，它们每年将会输出 26 GWh电能。

可持续这个主题一直被BMW当做社会责任的一部分，而这次BMW i系列将其贯穿到了整个价值创造链中。i3作为系列首款车型，在早期设计阶段就已确定可持续发展的目标，这一目标贯穿了采购、研发、生产直至销售。在整个过程中，BMW同样非常重视来自供应商的解决方案，它们中间不少出类拔萃者也纷纷被采纳。可以说BMW i系列在“可持续”这个主题上为自己和整个BMW Group都加分不少。

畅行无阻

为 BMW i3 提供动力源的是一个专门设计有八个模块和 96 块蓄电池的高功率锂离子电池组，电池组仅占用有限空间并被集成在车底从而受到最佳保护。蓄电池的耐用性能满足整个汽车的使用寿命。在充满电的情况下，BMW i3 可以行驶 160 公里。据测试用户反映给BMW的情况显示：约 90% 的日常出行平均行驶 45 公里，所以一辆充好电的 BMW i3 能够充分满足城市用户的日常需求。我们问了负责电池开发的工程师，为什么不选择更大的电池组？回答是除了成本考虑之外，大电池组的重量和体积会影响i3的动态驾驶性能，意思就是说没操控就不叫BMW了呗？对于160公里的续航里程，我们都在担心充电问题。BMW为i3提供360°ELECTRIC 服务组合，此服务有四大支柱，包括家庭充电、公共场所充电，确保移动性和为了克服行驶里程限制所设计的延展服务。

BMW i于2013年1月与施耐德电气和 The Mobility House （TMH） 公司建立了广泛的合作关系，旨在为用户提供私人车库或停车位的客户提供定制的、安全舒适的和快捷充电的解决方案。签订的协议包括以下服务：在客户家中安装充电站 （BMW i Wallbox） 并现场测试，以及维修、咨询和其他服务。

BMW i还与停车楼和公共充电站的运营商合作，为用户提供可靠的公共充电基础设施。BMW i与合作伙伴一起支持用智能手机和导航系统入网，以便用户随时可以找到最近的公共充电站。BMW i 还提供一种叫“即充卡”（ChargeNow Karte）的东西，其允许任意充电站充电和非现金支付。这样顾客就可以单凭一张卡使用不同供应商的充电设备，并且得到 BMW i 提供的统一的账单。

后顾无忧

事实上轻质结构车身与安全性并不矛盾。BMW i3的LifeDrive 模块采用了铝和CFK的组合，在碰撞测试中很大程度上的表现比现有的钢结构还要好。使用碳纤维增强复合材料可以制造非常轻量化的车身，而且其吸收能量的能力令人印象深刻，并拥有较高的损伤额限。CFK是目前在车身制造可使用的不影响安全性的最轻材料。

CFK车身优异的防变形性能也有利于蓄电池的安全。在侧面碰撞测试中，强大的撞击力并未压迫到电池。由于使用了混合材料以及模块中的智能受力分布，在承梁区域的蓄电池组也同样得到了很好的保护。

CFK车身的修复早在i系列概念研发阶段就被列为产品规划的重点。比如针对车架侧面已限定了多个修理部分，若发生侧面碰撞后需要更换损坏的承梁，那么修理厂在进行目视检查和损失评估后用专利锉刀就能将需修复的部分取出来，之后将定制的新部件装回即可，任何经授权的BMW i经销商都有能力修理受损的外框。当然由于CFK特殊的产品特点，维修中心会有专门的工作人员负责铝结构或CFK结构受损的车辆。