宝马：利用CFRP骨架增强高张力钢板

“不运用革新技术，产品策划就通不过”——对于高级轿车“7”系的设计思路，德国宝马（BWM）这样描述。该公司为新款车的车身运用了最尖端的技术，通过实施“多材料”设计，组合不同的材料，实现了前所未有的轻盈车身（图1）。并且降低了重心，提高了行驶性能。

该公司将这种车身结构称作“Carbon Core”，充分运用了碳纤维强化树脂（CFRP）。CFRP的强度是钢铁的10倍，而重量只有1/4。虽然现在的成本还是钢铁的10倍，但就性能而言， 是非常理想的轻量化材料。该公司通过大量采用CFRP，使车身重量减轻40kg。开创了将使用CFRP的多材料车身应用于量产车的先河。今后还希望将使用 CFRP的车身打造成轻量化车身的核心。

图2是新车身的结构。从图中可以看出，车身在使用普通钢板的基础上，大量采用了拉伸强度超过900MPa的超高张力钢板、拉伸强度为300MPa以上的多相钢板*、铝合金，以及CFRP等轻量化材料。 其最大特点是在2张钢板形成的中空部分，镶嵌了CFRP成型部件作为骨架。新车身加大了高强度的超高张力钢板和多相钢板的比 例，通过减薄钢板厚度减轻了重量。这是很多汽车企业都在采用的方法。而宝马的不同之处，是在钢板变薄、强度和刚性有所降低的部位，通过镶嵌CFRP成型部 件，提高了强度和刚性。这些CFRP部件包括车顶纵梁加强件、B柱加强件、C柱加强件和侧边梁加强件（图3）。

将CFRP部件应用于车身时的课题在于接合。树脂不能焊接，需要使用粘合剂和铆钉。使用粘合剂也是为了吸收钢板与CFRP的线性热膨胀系数的差异。

新的车身首先是按照传统方式，将钢板内板焊接（点焊等）成车身（内车身）。然后在内车身上必要的地方涂抹粘合剂，将前面所说的CFRP加强件牢 牢粘在上面（图4）。其中包括车顶纵梁加强件、B柱加强件和侧边梁加强件。在对接合力要求更高的地方，还要使用铆钉，通过机械方式紧固钢板内板和CFRP 加强件。C柱加强件就属于这种情况。