事例：EV・シティコミューター向けCFRPシャーシ

EV・シティコミューター向け CFRPシャーシのご紹介

近年、近距離移動用の小型EV・シティコミューター市場が活性化しております。そのため、これまで自動車産業とは縁のなかったモーターやバッテリー産業にとっても市場拡大のチャンスとなっています。
しかし、このようなEV・シティコミューター用部品を開発する上では実機でのテストが不可欠です。
そして、そこには自動車工学の知識全般、ベースとなるシャーシの設計やサスペンション等のパーツの取り付け等、大きな壁が存在していることも事実です。

そこで今回テックラボでは、社内プロジェクトの一貫として「シティコミューター向けCFRPシャーシ」を製作。
設計のポイントや、CFRPの特性についてご紹介いたします。

プロジェクトのポイント

• EV・シティーコミューター向けの共通プラットフォームを設計・製作
• 自動車の基礎的技術をお持ちでない企業様でもEV用のモータやバッテリー等のテストが可能に
• CFRPによる自由度の高い設計
• 前後、左右対称とした設計により、低コストでご提供

課題、想定されるリスク

高い自由度を持つ部品配置

EV・シティコミューター用パーツのテストで重要なことは、様々な仕様を想定した環境です。配置される部品のサイズ、箇所、重量も様々。開発段階で幾度となく変更される仕様に対し、シャーシも追従できなければなりません。

コストを抑えたシャーシ設計

CFRPは宇宙・航空、自動車、ボートレース等に使われている機械特性の高い材料です。しかし、その分コストがかかってしまことが難点です。

構造材として用いられるCFRPの製作

非常に高い強度を持つCFRPですが、構造材として使用する場合は、接着や締結について細心の注意を払う必要があります。構造材自体に損傷がない場合でも、接着、接続面が破断してしまっては意味を成しません。

全体重量の多くを占める構造材に軽量高強度なCFRPを採用することは有効な手段ではあるものの、製作には高度な技術が求められます。

テックラボの提案・実施内容

前後左右対称としたシャーシレイアウト　部品配置のみならず、コストカットにも貢献！

様々な要件に対応するため、前後左右対称のシャーシレイアウトとしました。そのため、前にモーターを、後ろにバッテリーというパターン、その逆といったテストが一台のシャーシで達成できます。また、前後にバランスよくバッテリーやインバータを配置し、インホイールモーターで駆動するといったテストも可能です。

さらに共通化できる部材が多くなったことで、製作工数の削減にも成功。低価格化に貢献しています。

シャーシレイアウト

専用の接着ジグを設計・製造し、もっとも接着強度の得られる接着膜厚を管理

接着面の破断を回避するには、接着剤に合わせた最適な接着膜厚の管理が必要です。通常、CFRPの接合には接着剤を用いますが、接着剤の種類に応じて必要な接着膜厚は異なってきます。

テックラボではその接着適用箇所、接着剤の特性を把握し、専用の接着用ジグを設計・製造することで、最適な接着膜圧を実現しました。また接着後に非破壊検査（IrNDT)を行うことで、接着剤の連続性を確認し、品質管理を行いました。

CFRPシャーシ サスペンション接続部分

実施の成果と今後の展望

EV・シティコミューターを取り巻く環境は日々変化しています。その変化に対応できるよう今後もシャーシのグレードアップを図り、クライアント企業様の製品開発に貢献できればと考えております。

今回の既成パッケージに限らず、一からのシャーシ設計も承っておりますので、お気軽にご相談下さい。