超级跑车兰博基尼的超级碳纤维车身是如何打造的？

1. 兰博基尼的简介

       兰博基尼（Lamborghini）是全球顶级跑车之一，坐落于意大利，由费鲁吉欧·兰博基尼在1963年创立，现归入奥迪旗下，同属于大众集团的牌子。近几年，兰博基尼的主流车型有3款，区别是大牛Aventador（V12发动机）、小牛Huracan（V10发动机）和野牛Urus（V8发动机），价格区别大概700万、400万和300万。2018年，三者在全球的销量区别是1209、2780和1761台，总计5750台。

2. 兰博基尼的轻量化

       兰博基尼的DNA是操控、加速性和最高车速（Handling，Acceleration，Top Speed）。同样是世界著名跑车的路特斯（Lotus）的创始人科林·查普曼说过一句话“增加动力可以使你在直线加速上更快，但是轻量化可以让你在任何场景下更加迅速。”（70年对轻量化不懈余力的追求,让路特斯这一英国豪华高性能汽车牌子在世界汽车工业中占据着非同小可的地位。）同样，兰博基尼始终把轻量化（碳纤维复合材料）作为自己重要的创新和技术方向之一。兰博基尼从1983年开始使用复合材料，其历程大致如下图。
兰博基尼的复合材料历史
       纵观其历史，兰博基尼汽车在复合材料的研发上投入的越来越多。2007年成立了先进复合材料研究中心（ACRC），专注于研究创新型材料和发展关于碳纤维应用的新兴概念，以实现汽车及其部件性能/重量比的最大化。该中心由设计和制造两部分，是唯一在公司内部拥有实现复合材料整个周期的专业知识的制造商——从想法到概念、再到产品，最后到修理；从碳纤维开发、选材、技术和创新型解决方案，不断的实现汽车领驭无法想象的超级部件和超级跑车。总之，兰博基尼对于复合材料的战略定位是：复合材料是减重（轻量化）的关键，致力于碳纤维复合材料的低成本化、高效生产化、性能进一步提升和内部的know-how。

3. 兰博基尼的碳纤维车身—以Aventador为例 

       一辆超级跑车应该具备什么？极致的操控性能、非凡的驾驶体验和优异的安全性能。因此，一个轻量化的和刚度极佳的车身是必不可少的。接下来，我们就以大牛Aventador为例，详细看看一个超级跑车的超级车身是如何组成的。

       Aventador是一款2门2座的硬顶跑车，配置700马力的V12发动机，长宽高区别是4.78m、2.03m和1.136m，轴距2.7m，整备质量约1.6吨，百公里加速2.9s，最高时速350公里/h。Aventador的车身结构如下：
Aventador的车身结构
       Aventador的车身重量是286kg，包括左右门和前后盖。如上图，红色部分代表碳纤维复合材料（白车身部分），深绿和浅绿区别代表铝板材和铝型材（开闭件及前后舱），咖色是热塑性塑料（后翼子板）。相较于整个车身，碳纤维复合材料的占比在60%左右，这60%构成了一个硬壳结构的白车身框架（CFRP-Monocoque），重量约148kg。简单说一下Aventador白车身的性能，其扭转刚度达到了35000Nm/°，无疑是刚度非常优异的。关于其他的各项性能，包括NVH和安全等，暂不展开来讲，只是重点分析一下碳纤维硬壳车身的结构和工艺。
Aventador的白车身上下车体结构
       如上图，Aventador的白车身分为上车体和驾驶室两部分，其中上车体的顶盖采用A级表面的预浸料与内层预浸料同时固化，顶盖支架采用带有铝嵌件的编织碳纤维复合材料，后部支架采用带有铝嵌件的浇注发泡环氧树脂；驾驶室的主体采用兰博基尼专利性的RTM工艺的碳纤维包裹环氧泡沫树脂，外围采用带有铝嵌件的浇注发泡环氧树脂，底部采用强度较大的预埋铝嵌件的编织碳纤维复合材料。各个部件的工艺，简单如下图所示，包括热压罐工艺、RTM工艺和碳纤维编织工艺；然后通过胶接和铆接的工艺，组装成白车身。
Aventador碳纤维硬壳车身的工艺和组装



       总之，兰博基尼通过硬壳结构的设计，采用与波音公司合作开发的BBA模块化方法（积木式方法），优化生产工艺，缩短节拍时间，最终实现了轻量化、提升刚度、提升安全性和降低成本。重点提一下，兰博基尼的专利“RTM-LAMBO”和“Forged Composites”，是其在碳纤维领驭的关键Know-How。其实，兰博基尼复合材料的开发和应用过程中，非常关注成本、技术、修复和回收，在每个环节，制定相应的战略，保证与供应商的合作及自主核心技术的掌握。

       本文通过简单介绍兰博基尼碳纤维车身的结构、材料和工艺，主要是展示一个超级跑车的超级车身是如何打造的。事实上，碳纤维车身有自身的优点和缺点，轻量化和性能是优点，工艺时间长和成本高是缺点，当然这些缺点都是相对的，对于兰博尼基每年几千台的销量以及超级跑车对极致轻量化的需求，碳纤维复合材料无疑是最优的选择，这也是包括兰博基尼、迈凯伦、路特斯等超级跑车都选择碳纤维作为现在和未来方向的原因。非常期待中国的土壤，可以培养出超级跑车的基因和牌子，从碳纤维大国变成碳纤维强国，从汽车大国变成汽车强国，任重而道远。