Aktualny stan rozwoju lekkich stopów aluminium dla pojazdów o nowej energii

 

Podejścia techniczne do lekkich pojazdów nowej energii

 

Obecnie istnieją trzy główne podejścia techniczne do lekkich pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii:
① Materiał lekki, wykonany głównie ze stali o wysokiej wytrzymałości, stopu aluminium, stopu magnezu, stopu tytanu i materiałów kompozytowych;
② Konstrukcyjna lekkość, głównie optymalizacja rozmiaru i kształtu, topologii itp.;
③ Obróbka lekka, głównie przy użyciu zaawansowanych procesów produkcyjnych, takich jak proces formowania hydraulicznego, proces formowania poprzez łączenie laserowe itp.

 

Zalety lekkich stopów aluminium w pojazdach o nowej energii

 

Spośród obecnych lekkich materiałów stopy aluminium mają wysoką wytrzymałość w porównaniu do stali o wysokiej wytrzymałości, mogą w największym stopniu zmniejszyć wagę nadwozia pojazdu, mają dobre efekty redukcji wagi i są odporne na korozję, niskie trudności w recyklingu, wysoki wskaźnik recyklingu i mają zalety zielonej ochrony środowiska, co może umożliwić recykling i ponowne wykorzystanie zasobów aluminium w łańcuchu przemysłu motoryzacyjnego; w porównaniu do stopów magnezu stopy aluminium mają wyższą wytrzymałość i są łatwiejsze w obróbce, a obecne stopy magnezu to głównie stopy Mg-Al, a cena nowych pojazdów energetycznych bezpośrednio wykorzystujących stopy aluminium jest niższa; w porównaniu do stopów tytanu stopy aluminium mają stosunkowo niską wrażliwość na parametry przetwarzania.

 

więc zastosowanie stopów aluminium ma większą przewagę kosztową: w porównaniu do materiałów kompozytowych, takich jak tworzywa sztuczne i włókna węglowe, stopy aluminium mają większe perspektywy na zastosowanie na dużą skalę ze względu na niski poziom rzeczywistych badań i rozwoju oraz zastosowania materiałów kompozytowych, których nie można produkować masowo. Dlatego stopy aluminium stały się obecnie preferowanym lekkim materiałem dla nowych pojazdów energetycznych, zapewniając jednocześnie jakość, bezpieczeństwo i ekonomię nowych pojazdów energetycznych, zmniejszając masę pojazdu i zwiększając zasięg pojazdu.

 

 

Technologia formowania stopu aluminium dla nowych pojazdów energetycznych

 

Technologia formowania stopów aluminium dla nowych pojazdów energetycznych opiera się głównie na technologii formowania odlewów i technologii formowania półstałego. Ponadto istnieje formowanie ekstruzyjne, formowanie kuźnicze itp. Technologia formowania odlewów jest najważniejszą technologią formowania stopów aluminium dla nowych pojazdów energetycznych, w tym odlewanie ciśnieniowe, odlewanie ekstruzyjne, odlewanie precyzyjne itp. Spośród nich produkty aluminiowe formowane technologią formowania odlewów ciśnieniowych mają niski wskaźnik złomu, wysoką dokładność wymiarową formowania i dobrą jakość formowania i są najszerzej stosowane. Technologia formowania półstałego jest nową technologią formowania. Gdy stop aluminium znajduje się w stanie półrozpuszczalnym między ciałem stałym a cieczą, może uzyskać lepsze wypełnienie. Gdy jest odpowiednio formowany, może poprawić dokładność formowania i uzyskać lepsze efekty formowania. Jednak technologia ta nie została jeszcze dojrzale zastosowana i nie może być używana do masowej produkcji produktów ze stopów aluminium.

 

Klasyfikacja stopów aluminium w lekkich pojazdach o nowej energii

 

Stopy aluminium stosowane w nowych pojazdach energetycznych dzielą się głównie na odlewane stopy aluminium, odkształcane stopy aluminium, spienione materiały aluminiowe i materiały kompozytowe na bazie aluminium. Jakość formowania odlewanych stopów aluminium jest stabilna i nadaje się do masowej produkcji. 77% produktów aluminiowych w samochodach to odlewane stopy aluminium. Ponieważ jest formowany w formie odlewu, jest szeroko stosowany w złożonych elementach nowych pojazdów energetycznych, takich jak koła i tarcze hamulcowe. Odkształcone stopy aluminium mają wysoką wytrzymałość i plastyczność, zwartą strukturę i jednolity skład. Można je podzielić na dwie kategorie: niepodlegające obróbce cieplnej odkształcane aluminium reprezentowane przez czyste stopy aluminium lub stopów serii AI-S oraz poddawane obróbce cieplnej odkształcane aluminium reprezentowane przez stopy serii AI-Mg-Si.

 

Są one szeroko stosowane w nowych elementach pojazdów energetycznych, takich jak drzwi samochodowe, zderzaki i wymienniki ciepła. Jako materiał porowaty, spienione aluminium ma dobre właściwości pochłaniania wstrząsów i tłumienia dzięki obecności pęcherzyków w swojej metalowej matrycy. Jest stosowane w niektórych elementach nośnych nowych pojazdów energetycznych w celu poprawy bezpieczeństwa zderzenia odpowiednich elementów. W porównaniu z niewzmocnionym złotem, materiały kompozytowe na bazie aluminium mają mniejszą wagę i doskonałą odporność na zużycie. Nadają się do trudnych warunków pracy i są stosowane w elementach w systemach akumulatorów wysokiego napięcia.

 

 

Pojazdy nowej energii składają się głównie z trzech części: elektrycznego układu napędowego, układu zasilania i układu pomocniczego. Stopy aluminium są szeroko stosowane w nadwoziu, podwoziu, obudowie akumulatora itp. pojazdów nowej energii.

 

Lekka aplikacja nadwozia pojazdu o nowej energii

 

W nowych pojazdach energetycznych nadwozie stanowi znaczną część masy pojazdu. Zastosowanie materiałów ze stopu aluminium w nadwoziu może zmniejszyć masę pojazdu, zwiększając jednocześnie zasięg jazdy. Płyty ze stopu aluminium do nadwozi nowych pojazdów energetycznych to głównie stopy aluminium serii 6-, takie jak 6014, 6016 itp. Stopy aluminium serii 6- charakteryzują się doskonałą formowalnością, podatnością na obróbkę krawędziową, pędzlowanie, właściwości wypiekowe i niełatwo tworzą nieusuwalne zmarszczki na powierzchni nadwozia. Dlatego są szeroko stosowane w zewnętrznych pokryciach nadwozia, takich jak całkowicie aluminiowe nadwozia Weilai i Tesla.

 

Stop aluminium serii 5- ma doskonałe właściwości formowania i jest łatwy w formowaniu skomplikowanych części. Jest to preferowany materiał na nowe elementy konstrukcyjne pojazdów energetycznych i pokrycia wewnętrzne, takie jak tylny panel wewnętrzny ze stopu aluminium serii 5- Land Rover Discovery 4, wewnętrzny panel drzwi ze stopu aluminium serii 5- Mercedes-Benz S-Class i zewnętrzny panel maski Great Wall VV7. Jednak materiał serii 5- jest podatny na linie formowania podczas procesu formowania, więc należy go kontrolować podczas procesu formowania. Ponadto, wraz ze wzrostem zawartości aluminium w nadwoziach pojazdów energetycznych, konieczne jest zwiększenie badań nad zastosowaniami nadwozi w technologii formowania stopu aluminium, konserwacji itp., aby obniżyć koszty produkcji nadwozi ze stopu aluminium, tak aby nadwozia ze stopu aluminium mogły być również spopularyzowane w tanich pojazdach energetycznych.

 

Lekka aplikacja podwozia pojazdu o nowej energii

 

Podwozie samochodu składa się głównie z czterech części: układu przeniesienia napędu, układu napędowego, układu kierowniczego i układu sterowania. W porównaniu z tradycyjnymi samochodami układ przeniesienia napędu pojazdów nowej energii zmienił się z pierwotnej przekładni opartej na silniku na trzy schematy: przekładnia z pojedynczym silnikiem, przekładnia z silnikiem głównym + silnikiem piasty koła oraz przekładnia z dwoma silnikami i dwoma wałami. Ponadto układ obrotowy i układ hamulcowy pojazdów nowej energii również uległy zmianie. Ponieważ pojazdy nowej energii eliminują silnik, pierwotne hydrauliczne wspomaganie kierownicy zostało zmienione na elektryczne wspomaganie kierownicy, a hydrauliczna pompa wspomagająca podciśnienie została zmieniona na elektryczną pompę wspomagającą podciśnienie.

 

Dlatego rola podwozia nowych pojazdów energetycznych jest taka sama jak w przypadku tradycyjnego podwozia samochodowego. Różnica polega na tym, że pozycja podparcia i instalacji silnika zmieniła się na podparcie i instalację układu napędowego silnika, składającego się głównie z modułów akumulatorowych. Obecnie głównym materiałem podwozia samochodowego jest stal TRIP. Dlatego w procesie projektowania podwozia nowych pojazdów energetycznych stop aluminium może zostać wybrany w celu zastąpienia materiałów stalowych TRIP w celu uzyskania konstrukcji lekkich samochodów. Obecnie odlewy ze stopów aluminium YL118, ZL119, ZL120 itp. są również dobrze stosowane w podwoziach samochodowych. Na przykład Ford Motor Company w Stanach Zjednoczonych wykorzystuje stopy aluminium w tarczach hamulcowych samochodów, Cadillac, Land Rover i inne firmy wykorzystują stopy aluminium w układach zawieszenia samochodów, a NIO wykorzystuje technologię odlewania ciśnieniowego w wysokiej próżni do produkcji wież amortyzatorów ze stopu aluminium.

 

Lekka aplikacja nowej tacy na akumulator pojazdu energetycznego

 

W porównaniu z tradycyjnymi pojazdami zasilanymi paliwem, akumulatory energetyczne są unikalnymi elementami układu zasilania nowych pojazdów energetycznych. W nowych pojazdach energetycznych akumulatory energetyczne stanowią około 30% całkowitej masy pojazdu, z czego waga skrzynki akumulatora stanowi około 20% wagi akumulatora energetycznego. Dlatego też ogólnym trendem jest osiągnięcie lekkiego rozwoju skrzynek akumulatorów energetycznych. Zalety materiałów ze stopu aluminium, takie jak niska gęstość, dobre odprowadzanie ciepła, stabilne właściwości chemiczne i dobre odlewanie ciśnieniowe, sprawiają, że jest to główny kierunek stosowania materiałów skrzynek akumulatorowych.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obecnie struktura skrzynki akumulatora nowych pojazdów energetycznych składa się głównie z górnej pokrywy skrzynki, tacy akumulatora i dolnej skorupy. Jako element nośny pakietu akumulatora, to, czy struktura i układ dolnej skrzynki akumulatora są rozsądne, jest bezpośrednio związane z żywotnością pakietu akumulatora. Dlatego w projektowaniu struktury profilu ze stopu aluminium dolnej skrzynki, oprócz uwzględnienia lekkości i umiarkowanego przerzedzenia podczas procesu tłoczenia, konieczne jest również uwzględnienie złożoności nawierzchni drogi i możliwych różnorodnych form kolizji podczas jazdy nowymi pojazdami energetycznymi, zoptymalizowanie struktury odpowiedniego obszaru, odpowiednie zwiększenie żeber wzmacniających, poprawa sztywności skrzynki i skuteczne unikanie odkształceń uderzeniowych. Na przykład Tesla, BYD, CATL, Weilai itp. wyprodukowały odpowiedniealuminiowe skrzynki na baterie, osiągając cel bycia lekkim przy jednoczesnym uzyskaniu wysokiej wytrzymałościSkrzynka akumulatora.

 

 

Od spawania laserowego po tłoczenie na gorąco i zintegrowaną technologię odlewania ciśnieniowego, zastosowanie różnych nowych technologii nie tylko poprawia wydajność produkcji i jakość produktu, ale także promuje zieloną transformację i zrównoważony rozwój całej branży. Jeśli interesują Cię produkty ze stopów aluminium, kliknij poniższy link.

 

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