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兩年一度的世界太陽能車挑戰(zhàn)賽是目前世界上最大的太陽能汽車比賽,比賽路線橫跨澳大利亞超過3000公里,從達爾文(Darwin)一直到阿德萊 德(Adelaide)。世界太陽能車挑戰(zhàn)賽分為三個組別。參加“巡洋艦”組比賽的車輛,每輛車車內(nèi)乘坐一名駕駛員、一位乘客,及有限的行李。比賽按實際計分方法,OWL,是由日本工學院開發(fā)的一種先進的太陽能動力車,其采用帝人(Teijin)公司的碳纖維增強塑料(CFRP)作為底盤和 車身結構。這款車代表日本參加比賽,取得了第二名的成績。 OWL專注于減少行駛時間,因為其占總分的70%。
0 C' J$ r% w; w/ Y; t `OWL的結構- [9 x# F. {& y; {5 u
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超輕碳纖維織物只有0.06毫米的厚度,由Tenax®W-1105 CFRP預浸基體樹脂(預浸料)制成,被用于設計和制造OWL 車身,從而成功將其重量減少55公斤。傳統(tǒng)的太陽能汽車的太陽能電池板模塊位于可拆卸的車頂,這些車輛需要通過在車輛中添加框架以確保拉伸彈性模(剛性)。然而,OWL有著特別先進的結構——最少數(shù)量的框架和先進的固定車頂。其表面通過分離排列及在正交輔設層進行單向(UD)層壓從而達到部分增強,以提高抗扭剛度。/ ?) B0 ?9 y2 D2 Z& O
由前輪胎負載沒有車頂?shù)那岸?,是加強OWL底盤和車身結構剛度最關鍵的特征之一。為了實現(xiàn)這一目標,前部的組成包括T 型30毫米蜂窩帶狀疊層連接前支架(BHD)、車身A柱和車頂?shù)那熬墸约氨砻嬗蓡蜗颍║D)層壓CFRP制成的高拉伸模量前輥。( J8 S0 b8 D6 ~5 |& O$ Q3 X( C t
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OWL的部件
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凹模通過銑床直接成型。車身的下層主體具有最大的一體化結構,以盡量減少后期處理與二次密合性裝配操作,從而保障OWL具有超輕量底盤和車身。模具的中間段是隧道式,可以減少模具的重量,及保障在預浸料固化過程有效的傳熱條件。# D. X0 M3 |' \7 t( o- w9 a
OWL的成型* c1 t1 U# M" u& W! _- L
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OWL超輕量化的底盤和車身零件,包括擾流件和車門的制造,通過剝離薄膜分層并且使用大型模具設備一體成型。該技術有效地減少了零件之間的距離,也有助于減少阻力。上層表面的疊層結構由薄碳纖維構成:t=0.12毫米/ 蜂窩狀:t=12.5毫米/碳纖維: t=0.12毫米,而作為前面板仍保持足夠的剛性。在每個重要的點使用UD和t=30毫米蜂窩芯層疊,以確保車輛的整體剛性。) N. e' I- h' I
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車輛下部主體造型獨特,并兼具挑戰(zhàn)性。下部和側部的壓模成型分別層疊高達80%,并在層壓過程中相結合。這種技術可以使用敏感的層壓工藝,比如在開放的成型模具上操作零部件的分割,并且減少模具結合后的層壓工藝。' C6 N5 S* K Z. j
OWL的車門結構" n5 i2 w7 e2 C- q+ s& p
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OWL的門鉸鏈為雙鉸鏈結構。當單軸鉸鏈連接于車輛內(nèi)時,門的操控會受到車輛主體的干擾,而且較大的鉸鏈會影響駕駛位置。當試圖有效地減少阻力時,對于附著在車輛外部的鉸鏈是不可能的。作為一個解決方案,通過使用小鉸鏈和雙鉸鏈,以不干擾駕駛位置和車體。( f% J, ^% X: P; H+ c8 R
多重鎖支持的車門不會令駕駛更輕便,但如果門的剛性較低,駕駛時會在風壓下變形。通過多點鏈接管理車門有助于集成控制和操控車門。" l! q& N" F5 g) ^7 y* T. {
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OWL斬獲所在組別的亞軍,但贏得了世界太陽能車挑戰(zhàn)賽的最高行駛分數(shù)。它徹底的低阻力車體和車身輕量化結構,使其能夠高速、高穩(wěn)定地行駛。這是得益于OWL 創(chuàng)新底盤和車身結構。這種結構也減少了意想不到的變化調(diào)整,并有助于節(jié)能駕駛。
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