Situação atual do desenvolvimento de ligas leves de alumínio para veículos de nova energia

 

Abordagens técnicas para veículos leves de novas energias

 

Atualmente, existem três principais abordagens técnicas para veículos leves de nova energia:
① Material leve, usando principalmente aço de alta resistência, liga de alumínio, liga de magnésio, liga de titânio e materiais compostos;
② Estrutura leve, otimizando principalmente tamanho e forma, topologia, etc.;
③ Processo leve, principalmente usando processos de fabricação avançados, como processo de conformação hidráulica, processo de conformação por emenda a laser, etc.

 

Vantagens dos materiais leves de liga de alumínio para veículos de nova energia

 

Entre os materiais leves atuais, as ligas de alumínio têm alta resistência em comparação ao aço de alta resistência, podem reduzir o peso da carroceria do veículo ao máximo, têm bons efeitos de redução de peso e têm forte resistência à corrosão, baixa dificuldade de reciclagem, alta taxa de reciclagem e têm as vantagens da proteção ambiental verde, que pode realizar a reciclagem e a reutilização de recursos de alumínio na cadeia da indústria automotiva; em comparação com as ligas de magnésio, as ligas de alumínio têm maior resistência e são mais fáceis de processar, e as ligas de magnésio atuais são principalmente ligas de Mg-AI, e o preço dos novos veículos de energia que usam diretamente ligas de alumínio é menor; em comparação com as ligas de titânio, as ligas de alumínio têm uma sensibilidade relativamente baixa aos parâmetros de processamento.

 

portanto, a aplicação de ligas de alumínio tem uma vantagem de custo maior: em comparação com materiais compostos, como plásticos e fibras de carbono, as ligas de alumínio têm uma perspectiva maior para aplicação em larga escala devido ao baixo nível de pesquisa e desenvolvimento reais e aplicação de materiais compostos, que não podem ser produzidos em massa. Portanto, as ligas de alumínio se tornaram o material leve preferido para veículos de nova energia no momento, ao mesmo tempo em que garantem a qualidade, a segurança e a economia dos veículos de nova energia, reduzindo o peso do veículo e aumentando o alcance de cruzeiro do veículo.

 

 

Tecnologia de formação de liga de alumínio para veículos de nova energia

 

A tecnologia de formação de ligas de alumínio para veículos de nova energia é baseada principalmente na tecnologia de formação de fundição e tecnologia de formação semissólida. Além disso, há formação por extrusão, formação por forjamento, etc. A tecnologia de formação por fundição é a tecnologia de formação mais importante para ligas de alumínio para nova energia, incluindo fundição sob pressão, fundição por extrusão, fundição de precisão, etc. Entre elas, os produtos de alumínio formados pela tecnologia de formação por fundição sob pressão têm uma baixa taxa de refugo, alta precisão dimensional de formação e boa qualidade de formação, e são os mais amplamente utilizados. A tecnologia de formação semissólida é uma nova tecnologia de formação. Quando a liga de alumínio está em um estado semissolúvel entre sólido e líquido, ela pode obter melhor enchimento. Quando é formada adequadamente, pode melhorar a precisão da formação e obter melhores efeitos de formação. No entanto, essa tecnologia ainda não foi aplicada de forma madura e não pode ser usada para produzir em massa produtos de liga de alumínio.

 

Classificação de ligas de alumínio em veículos leves de nova energia

 

As ligas de alumínio usadas em veículos de nova energia são divididas principalmente em ligas de alumínio fundido, ligas de alumínio deformadas, materiais de alumínio espumado e materiais compostos à base de alumínio. A qualidade de formação das ligas de alumínio fundido é estável e adequada para produção em massa. 77% dos produtos de alumínio em automóveis são ligas de alumínio fundido. Por ser formado na forma de fundição, é amplamente utilizado em componentes complexos de veículos de nova energia, como rodas e discos de freio. As ligas de alumínio deformadas têm alta resistência e plasticidade, estrutura firme e composição uniforme. Elas podem ser divididas em duas categorias: alumínio deformado não tratável termicamente representado por ligas de alumínio puro ou série AI-S e alumínio deformado tratável termicamente representado por ligas da série AI-Mg-Si.

 

Eles são amplamente utilizados em componentes de veículos de nova energia, como portas de carro, para-choques e trocadores de calor. Como um material poroso, o alumínio espumado tem boas propriedades de absorção de choque e amortecimento devido à presença de bolhas em sua matriz metálica. É usado em alguns componentes de suporte de veículos de nova energia para melhorar a segurança de colisão dos componentes correspondentes. Comparados com ouro não reforçado, os materiais compostos à base de alumínio têm peso mais leve e excelente resistência ao desgaste. Eles são adequados para condições de trabalho adversas e são usados ​​em componentes em sistemas de bateria de alta tensão.

 

 

Os veículos de nova energia são compostos principalmente de três partes: um sistema de acionamento elétrico, um sistema de fornecimento de energia e um sistema auxiliar. Ligas de alumínio têm sido amplamente utilizadas na carroceria, chassi, caixa de bateria, etc. de veículos de nova energia.

 

Aplicação leve de carroceria de veículo de nova energia

 

Em veículos de nova energia, a carroceria é responsável por uma grande proporção do peso do veículo. O uso de materiais de liga de alumínio na carroceria pode reduzir o peso do veículo e aumentar a autonomia de direção. As placas de liga de alumínio para a carroceria de veículos de nova energia são principalmente ligas de alumínio da série 6-, como 6014, 6016, etc. As ligas de alumínio da série 6- têm excelente conformabilidade, desempenho de bainha, pincelagem, desempenho de cozimento e não são fáceis de formar ondulações irremovíveis na superfície da carroceria. Portanto, são amplamente utilizadas em revestimentos externos de carroceria, como as carrocerias totalmente em alumínio da Weilai e da Tesla.

 

A liga de alumínio da série 5-tem excelente desempenho de conformação e é fácil de conformar peças complexas. É o material preferido para peças estruturais e revestimentos internos de veículos de nova energia, como o painel interno da porta traseira de liga de alumínio da série 5-do Land Rover Discovery 4, o painel interno da porta de liga de alumínio da série 5-do Mercedes-Benz Classe S e o painel externo do capô do Great Wall VV7. No entanto, o material da série 5-é propenso a formar linhas durante o processo de conformação, portanto, precisa ser controlado durante o processo de conformação. Além disso, à medida que o teor de alumínio das carrocerias de veículos de nova energia aumenta, é necessário aumentar a pesquisa sobre aplicações de carrocerias em tecnologia de conformação de liga de alumínio, manutenção, etc., para reduzir o custo de fabricação de carrocerias de liga de alumínio, para que as carrocerias de liga de alumínio também possam ser popularizadas em veículos de nova energia de baixo custo.

 

Aplicação leve de chassis de veículos de nova energia

 

O chassi do automóvel é composto principalmente de quatro partes: sistema de transmissão, sistema de direção, sistema de direção e sistema de controle. Comparado com os automóveis tradicionais, o sistema de transmissão de veículos de nova energia mudou da transmissão original baseada no motor para três esquemas: transmissão de motor único, transmissão de motor principal + motor de cubo de roda e transmissão de eixo duplo de motor duplo. Além disso, o sistema de rotação e o sistema de frenagem de veículos de nova energia também mudaram. Como os veículos de nova energia cancelam o motor, a direção hidráulica original foi alterada para direção elétrica, e a bomba de reforço de vácuo hidráulica foi alterada para uma bomba de reforço de vácuo elétrica.

 

Portanto, o papel do chassi de veículos de nova energia é o mesmo do chassi de automóvel tradicional. A diferença é que a posição de suporte e instalação do motor mudou para suporte e instalação do trem de força do motor composto principalmente de unidades de módulo de bateria. Atualmente, o principal material do chassi de automóvel é o aço TRIP. Portanto, no processo de design do chassi de veículo de nova energia, a liga de alumínio pode ser selecionada para substituir os materiais de aço TRIP para atingir o design de automóveis leves. Atualmente, as fundições de liga de alumínio YL118, ZL119, ZL120, etc. também têm sido bem utilizadas em chassis de automóveis. Por exemplo, a Ford Motor Company nos Estados Unidos usa ligas de alumínio em discos de freio de automóveis, Cadillac, Land Rover e outros usam ligas de alumínio em sistemas de suspensão de automóveis, e a NIO usa tecnologia de fundição sob pressão de alto vácuo para fazer torres de amortecedores de liga de alumínio.

 

Aplicação leve de bandeja de bateria de veículo de nova energia

 

Em comparação com veículos de combustível tradicionais, as baterias de energia são componentes exclusivos do sistema de energia de veículos de nova energia. Em veículos de nova energia, as baterias de energia representam cerca de 30% da massa total do veículo, dos quais o peso da caixa da bateria representa cerca de 20% do peso da bateria de energia. Portanto, é uma tendência geral atingir o desenvolvimento leve de caixas de bateria de energia. As vantagens dos materiais de liga de alumínio, como baixa densidade, boa dissipação de calor, propriedades químicas estáveis ​​e boa fundição sob pressão, fazem dela a direção principal da aplicação do material da caixa de bateria.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Atualmente, a estrutura da caixa do conjunto de baterias de veículos de nova energia é composta principalmente por uma tampa de caixa superior, uma bandeja de bateria e uma carcaça inferior. Como o componente de suporte de carga do conjunto de baterias, se a estrutura e o layout da caixa inferior do conjunto de baterias são razoáveis ​​está diretamente relacionado à vida útil do conjunto de baterias. Portanto, no projeto da estrutura do perfil de liga de alumínio da caixa inferior, além de considerar o afinamento leve e moderado durante o processo de estampagem, também é necessário considerar a complexidade da superfície da estrada e as possíveis formas diversas de colisão durante a condução de veículos de nova energia, otimizar a estrutura da área correspondente, aumentar adequadamente as nervuras de reforço, melhorar a rigidez da caixa e evitar efetivamente a deformação por impacto. Por exemplo, Tesla, BYD, CATL, Weilai, etc. produziram todos correspondentescaixas de bateria de alumínio, atingindo o objetivo de ser leve e ao mesmo tempo obter alta resistência doCaixa de pilhas.

 

 

Da soldagem a laser à estampagem a quente e à tecnologia de fundição sob pressão integrada, a aplicação de várias novas tecnologias não apenas melhora a eficiência da produção e a qualidade do produto, mas também promove a transformação verde e o desenvolvimento sustentável de toda a indústria. Se você estiver interessado em produtos de liga de alumínio, clique no link abaixo.

 

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