Текущее состояние разработки легких алюминиевых сплавов для новых энергетических транспортных средств

 

Технические подходы к облегчению транспортных средств на новых источниках энергии

 

В настоящее время существует три основных технических подхода к созданию легких транспортных средств на новых источниках энергии:
① Материал легкий, в основном с использованием высокопрочной стали, алюминиевого сплава, магниевого сплава, титанового сплава и композитных материалов;
② Облегченная конструкция, в основном за счет оптимизации размера и формы, топологии и т. д.;
③ Облегченная обработка, в основном с использованием передовых производственных процессов, таких как процесс гидравлической формовки, процесс лазерной сварки и т. д.

 

Преимущества легких алюминиевых сплавов для новых энергетических транспортных средств

 

Среди современных легких материалов алюминиевые сплавы обладают высокой прочностью по сравнению с высокопрочной сталью, могут в наибольшей степени снизить вес кузова транспортного средства, имеют хорошие эффекты снижения веса и обладают сильной коррозионной стойкостью, низкой сложностью переработки, высокой степенью переработки и имеют преимущества зеленой защиты окружающей среды, что позволяет реализовать переработку и повторное использование алюминиевых ресурсов в цепочке автомобильной промышленности; по сравнению с магниевыми сплавами, алюминиевые сплавы обладают более высокой прочностью и легче обрабатываются, а современные магниевые сплавы в основном представляют собой сплавы Mg-AI, а цена новых энергетических транспортных средств, непосредственно использующих алюминиевые сплавы, ниже; по сравнению с титановыми сплавами, алюминиевые сплавы имеют относительно низкую чувствительность к параметрам обработки.

 

поэтому применение алюминиевых сплавов имеет большее преимущество в плане стоимости: по сравнению с композитными материалами, такими как пластик и углеродное волокно, алюминиевые сплавы имеют большую перспективу для широкомасштабного применения из-за низкого уровня фактических исследований и разработок и применения композитных материалов, которые не могут производиться массово. Поэтому алюминиевые сплавы стали предпочтительным легким материалом для новых энергетических транспортных средств в настоящее время, обеспечивая при этом качество, безопасность и экономичность новых энергетических транспортных средств, снижая вес транспортного средства и увеличивая запас хода транспортного средства.

 

 

Технология формовки алюминиевого сплава для новых энергетических транспортных средств

 

Технология формования алюминиевых сплавов для новых энергетических транспортных средств в основном основана на технологии литья и технологии полутвердого формования. Кроме того, существуют экструзионная формовка, кузнечная формовка и т. д. Технология литья является важнейшей технологией формования алюминиевых сплавов для новой энергетики, включая литье под давлением, экструзионное литье, точное литье и т. д. Среди них алюминиевые изделия, сформированные с помощью технологии литья под давлением, имеют низкий процент брака, высокую размерную точность формования и хорошее качество формования и являются наиболее широко используемыми. Технология полутвердого формования является новой технологией формования. Когда алюминиевый сплав находится в полурастворимом состоянии между твердым и жидким, он может получить лучшее заполнение. Когда он сформирован соответствующим образом, он может улучшить точность формования и получить лучшие эффекты формования. Однако эта технология еще не получила зрелого применения и не может использоваться для массового производства изделий из алюминиевого сплава.

 

Классификация алюминиевых сплавов в легких транспортных средствах на новых источниках энергии

 

Алюминиевые сплавы, используемые в новых энергетических транспортных средствах, в основном делятся на литые алюминиевые сплавы, деформированные алюминиевые сплавы, вспененные алюминиевые материалы и композитные материалы на основе алюминия. Качество формовки литых алюминиевых сплавов стабильно и подходит для массового производства. 77% алюминиевых изделий в автомобилях представляют собой литые алюминиевые сплавы. Поскольку он формируется в виде литья, он широко используется в сложных компонентах новых энергетических транспортных средств, таких как колеса и тормозные диски. Деформированные алюминиевые сплавы обладают высокой прочностью и пластичностью, плотной структурой и однородным составом. Их можно разделить на две категории: нетермообрабатываемый деформированный алюминий, представленный чистым алюминием или сплавами серии AI-S, и термически обрабатываемый деформированный алюминий, представленный сплавами серии AI-Mg-Si.

 

Они широко используются в компонентах новых энергетических транспортных средств, таких как двери, бамперы и теплообменники. Как пористый материал, вспененный алюминий обладает хорошими амортизационными и демпфирующими свойствами благодаря наличию пузырьков в его металлической матрице. Он используется в некоторых опорных компонентах новых энергетических транспортных средств для повышения безопасности столкновения соответствующих компонентов. По сравнению с неармированным золотом композитные материалы на основе алюминия имеют меньший вес и отличную износостойкость. Они подходят для суровых условий работы и используются в компонентах в системах высоковольтных аккумуляторных батарей.

 

 

Новые энергетические транспортные средства в основном состоят из трех частей: системы электропривода, системы электропитания и вспомогательной системы. Алюминиевые сплавы широко используются в кузове, шасси, аккумуляторном отсеке и т. д. новых энергетических транспортных средств.

 

Легкое применение нового энергетического кузова транспортного средства

 

В новых энергетических автомобилях кузов составляет большую часть веса автомобиля. Использование материалов из алюминиевого сплава в кузове может снизить вес автомобиля, одновременно увеличивая дальность поездки. Пластины из алюминиевого сплава для кузова новых энергетических автомобилей в основном представляют собой алюминиевые сплавы серии 6-, такие как 6014, 6016 и т. д. Алюминиевые сплавы серии 6- обладают превосходной формуемостью, производительностью кромкования, окраски кистью, производительностью выпекания и нелегко образуют неустранимые волны на поверхности кузова. Поэтому они широко используются в наружных покрытиях кузова, таких как полностью алюминиевые кузова Weilai и Tesla.

 

Алюминиевый сплав серии 5- обладает превосходными характеристиками формовки и легко формует сложные детали. Это предпочтительный материал для структурных деталей и внутренних покрытий транспортных средств на новой энергии, таких как внутренняя панель задней двери из алюминиевого сплава серии 5- Land Rover Discovery 4, внутренняя панель двери из алюминиевого сплава серии 5- Mercedes-Benz S-Class и внешняя панель капота Great Wall VV7. Однако материал серии 5- склонен к образованию линий в процессе формовки, поэтому его необходимо контролировать в процессе формовки. Кроме того, по мере увеличения содержания алюминия в кузовах транспортных средств на новой энергии необходимо расширить исследования в области применения кузовов в технологии формовки алюминиевого сплава, обслуживания и т. д., чтобы снизить стоимость производства кузовов из алюминиевого сплава, чтобы кузова из алюминиевого сплава также могли быть популяризированы в бюджетных транспортных средствах на новой энергии.

 

Применение облегченного шасси нового энергетического транспортного средства

 

Автомобильное шасси в основном состоит из четырех частей: система трансмиссии, система привода, система рулевого управления и система управления. По сравнению с традиционными автомобилями, система трансмиссии новых энергетических транспортных средств изменилась с первоначальной трансмиссии на основе двигателя на три схемы: трансмиссия с одним двигателем, трансмиссия с главным двигателем + ступицей колеса и трансмиссия с двумя двигателями и двумя валами. Кроме того, система вращения и тормозная система новых энергетических транспортных средств также изменились. Поскольку новые энергетические транспортные средства отменяют двигатель, оригинальный гидравлический усилитель руля был заменен на электрический усилитель руля, а гидравлический вакуумный усилительный насос был заменен на электрический вакуумный усилительный насос.

 

Таким образом, роль шасси новых энергетических транспортных средств такая же, как и у традиционного автомобильного шасси. Разница в том, что положение поддержки и установки двигателя изменилось на поддержку и установку силовой установки двигателя, в основном состоящей из модулей аккумуляторных батарей. В настоящее время основным материалом автомобильного шасси является сталь TRIP. Поэтому в процессе проектирования шасси нового энергетического транспортного средства алюминиевый сплав может быть выбран для замены материалов стали TRIP, чтобы добиться проектирования легких автомобилей. В настоящее время отливки из алюминиевого сплава YL118, ZL119, ZL120 и т. д. также хорошо используются в автомобильном шасси. Например, Ford Motor Company в Соединенных Штатах использует алюминиевые сплавы в автомобильных тормозных дисках, Cadillac, Land Rover и другие используют алюминиевые сплавы в системах подвески автомобилей, а NIO использует технологию литья под давлением в высоком вакууме для изготовления стоек амортизаторов из алюминиевого сплава.

 

Легкое применение поддона аккумуляторной батареи нового энергетического транспортного средства

 

По сравнению с традиционными топливными транспортными средствами, силовые батареи являются уникальными компонентами энергосистемы новых энергетических транспортных средств. В новых энергетических транспортных средствах силовые батареи составляют около 30% от общей массы транспортного средства, из которых вес аккумуляторного ящика составляет около 20% веса силовой батареи. Поэтому общей тенденцией является достижение облегченной разработки силовых аккумуляторных ящиков. Преимущества материалов из алюминиевого сплава, такие как низкая плотность, хорошее рассеивание тепла, стабильные химические свойства и хорошее литье под давлением, делают его основным направлением применения материалов для аккумуляторных ящиков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В настоящее время конструкция коробки аккумуляторной батареи новых энергетических транспортных средств в основном состоит из верхней крышки коробки, поддона батареи и нижней оболочки. Поскольку это несущий компонент аккумуляторной батареи, то, являются ли конструкция и компоновка нижней коробки аккумуляторной батареи разумными, напрямую связано со сроком службы аккумуляторной батареи. Поэтому при проектировании структуры профиля из алюминиевого сплава нижней коробки, в дополнение к учету легкого веса и умеренного утончения в процессе штамповки, также необходимо учитывать сложность дорожного покрытия и возможные разнообразные формы столкновений во время движения новых энергетических транспортных средств, оптимизировать структуру соответствующей области, соответствующим образом увеличить ребра жесткости, улучшить жесткость коробки и эффективно избегать ударной деформации. Например, Tesla, BYD, CATL, Weilai и т. д. все произвели соответствующиеалюминиевые аккумуляторные ящики, достигая цели легкости при достижении высокой прочностиаккумуляторный ящик.

 

 

От лазерной сварки до горячей штамповки и интегрированной технологии литья под давлением, применение различных новых технологий не только повышает эффективность производства и качество продукции, но и способствует зеленой трансформации и устойчивому развитию всей отрасли. Если вас интересуют изделия из алюминиевого сплава, нажмите на ссылку ниже.

 

https://www.stamping-welding.com/search/Aluminum.html