日本東麗公司（Toray）近日對外公開了其最新花費3億日元（約2451.3萬元人民幣）研發(fā)的電動汽車TEEWAVEAR1概念車。該車骨架采用碳纖維強化樹脂（CFRP）材料，從而使車身重量大幅度降低。東麗公司是在其內(nèi)部展會“東麗尖端材料2011”上公開這一訊息的。
東麗公司目前是全球最大的碳纖維及產(chǎn)品生產(chǎn)商之一，占據(jù)全球碳纖維市場30%以上的份額。其碳纖維產(chǎn)品包括飛機部件、人造衛(wèi)星天線，以及高爾夫球棒等。此次推出概念版TEEWAVEAR1電動汽車，旨在引爆“汽車設計的革命”，因此在制造時非常重視材料的實用性。
TEEWAVEAR1寓意為：東麗準備趕上開發(fā)環(huán)保高效汽車的浪潮（TEE即TorayEcoEfficient的簡稱，WAVE即浪潮，AR1即AdvancedRoadstar1）。TEEWAVEAR1由英國GordonMurrayDesing公司設計，該車是是兩人座的敞篷式電動汽車，其長寬高為3975×1766×1154mm，車輛重量為846kg，其中鋰離子電池重量為220kg。在JC08模式下，其耗電量為耗電量為11.6km/kWh，續(xù)航里程為185km。
TEEWAVEAR1使用了約160Kg的碳纖維強化樹脂（CFRP），在超越普通同款式車輛的剛性、碰撞安全性的同時，減少了550kg左右的鋼板用量。據(jù)東麗公司介紹，碳纖維強化樹脂（CFRP）包含在母材上使用熱固性樹脂的CFRTS和使用熱可塑性樹脂的CFRTP兩種。
其中，CFRTP是在樹脂中摻入短纖維，其機械特性遜于CFRTS，但是擠壓成形的耗時較短，且易于加工。而CFRTS是長纖維的織物浸滲于環(huán)氧樹脂凝固而成，雖然成形耗時較長，但是其強度/剛性較高。TEEWAVEAR1概念版電動汽車充分考慮了材料特性及車身不同部位的特點，從而使得車子的輕量化和性能提升二者兼顧。
在設計方面，車內(nèi)乘員空間采用剛性出色的CFRTS單體構造，能夠將復雜的形狀一體成形，因此該單體車身僅有3個構造組件，數(shù)量僅為采用鋼材車輛的5%，而整體構造重量僅為45千克左右，遠遠低于采用鋼材車輛的50%。
車輛的前后的防撞箱子，扮演著沖撞時吸收能量的角色，亦采用CFRTS材料。這種材料的防撞箱比鋼板防裝產(chǎn)品，平均單位重量的能量吸收約高2.5倍。不僅有效減少了組件重量，也顯著提高了沖撞是的安全性。
車頂或罩板等板狀組件，其骨架部分的機械特性要求不高，可以選用低成本、短時間成形的CFRTP。CFRTP制板狀件的周期時間約是1分鐘左右，可以縮短汽車組裝工程在節(jié)拍時間之內(nèi)。
根據(jù)東麗公司的資料，CFRTS制的單體車身構造，強度與剛性出色，能夠在多個車種上采用。目前，Toray采用高循環(huán)一體成形法進行開發(fā)CFRTS。該方法能夠將成形周期由現(xiàn)在的10分鐘縮短至5分鐘。關于單體車身構造，若是以多種車型共享為前提，能夠把周期縮短至3分鐘，將會被汽車業(yè)制造商廣泛接受。
目前主流的汽車材料是鋼與樹脂，而CFRP卻是擁有迥然相異的材料性質(zhì)。
這個性質(zhì)就是各向異性。特別是使用長纖維的CFRTS，依據(jù)其方向諸如強度等的機械特性會大幅地變化。與纖維垂直的方向是較弱的，但若是善用這個性質(zhì)，從來未見的嶄新設計是很有機會出線。
但是對于長年使用鋼、樹脂等方性材料的多數(shù)汽車設計者來說，對于各向異性材料的CFRP，卻知之甚少。若是與鋼、樹脂比較，CFRP每單位重量的機械特性都超越前二者；在材料成本與成形時間上卻相距甚遠。即使縮短了這個差異，也很難考慮到逆轉的事情。
東麗公司一高層表示：汽車業(yè)界幾乎沒有對于各向異性材料純熟掌握的設計者。因此，身為材料制造商的Toray，若不完整開發(fā)汽車來介紹CFRP的可能性，將會有CFRP不被采用的危機意識。東麗將碳纖維定位為“戰(zhàn)略性擴大業(yè)務”，汽車是最有望大量應用這種材料的領域，公司計劃通過概念車擴大汽車廠商對碳纖維的應用。