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1、前言
發布關於培育戰略性(xìng)新興(xìng)產業和加強節能減排工作的部署和要求以來,純電(diàn)動汽車的發展蒸蒸日上,由(yóu)於電(diàn)池結構及性能的(de)限製,輕量化越來越受到純電動汽車行業的重視與青(qīng)睞。
2、純電動汽車輕量化的必要性(xìng)
純電動汽車動力係統相較燃油動力係(xì)統重量增加40%左右,嚴(yán)重影響車身結構及相關部件的選材及布置(zhì)。
實驗證明,汽車質量降低一半,燃料消耗也會降低將近一半。輕量化(huà)是新能源汽車提高續駛裏程的(de)必(bì)由之路。
輕量化可以(yǐ)有效提升整車的(de)操控性和動(dòng)力性,提高車輛的加速(sù)度性能,縮短刹車製動距離。
3、純電動汽車輕量化的途徑
3.1輕量化材料的應用
3.1.1鋁合金的應(yīng)用
鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加(jiā)工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性及抗蝕性。鋁合金材料(liào)在電動汽車上的應用日益廣泛,汽車部件及行(háng)動部件,發動機及變速箱部件,空調及其部件等基本普及鋁合金鑄造工藝。
3.1.2改性非金(jīn)複屬合材料(liào)
複合材料不僅保(bǎo)持各組分材料性能(néng)的優點,而且通過各組分性能的互補和關(guān)聯可以獲得單一組(zǔ)成材料所不能達到的綜合性(xìng)能(néng)。目前(qián)非(fēi)金屬複合材料包括合成樹脂、橡膠、聚丙烯(xī)、玻璃纖維等通過改性可(kě)減重15%-25%(保證良好的強度和(hé)韌性的前提下)。
3.1.3碳纖維材料
碳纖(xiān)維材料以其密度(dù)低,減重明顯,比強度高,比剛度高,熱膨脹係數低、尺寸穩定性好,耐腐蝕性(xìng)能好的優勢受到各大新能源車(chē)企的熱捧均已研(yán)發出碳纖維車型,並在市場引起(qǐ)良好反響。
3.1.4高強度鋼的研發及應用(yòng)
已經試製出兩種兼具強度和成形性的第三代先進高強(qiáng)鋼。先進高強鋼強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到1200Mpa和37%,另一種試製鋼強度和延伸率分(fèn)別達到1538Mpa和19%。便可以用千製造(zào)輕量化的汽車和卡車,實現更高(gāo)的安全性和燃油效率。
由鞍鋼研製的TWIP1180HI,厚度僅3.5mm,抗拉強度達到1200兆帕的同時(shí),延(yán)伸率達到60%以上,強(qiáng)塑積達到72000MPas以上,產品性能達到(dào)國際領先水平(píng)。
3.2鐫接工藝在輕量化上的應用
汽車自重的25%左(zuǒ)右在車身,車身材料的輕量化舉足輕重。高強度鋼板、鋁合金、鎂合金等(děng)新材(cái)料(liào)的(de)應(yīng)用實現了車身的輕量化,這些(xiē)新材料焊接(jiē)性能差的(de)特點導致凸焊緊固件通常無法滿足使用要求。凸焊螺母的材料一般為a)含碳量不大於0.25%,且具有可(kě)焊(hàn)性的鋼;b)不經(jīng)處理。在焊接材料差的母材上凸焊螺母時,不合理的焊接參數將破壞螺紋,增加螺紋脫扣或裝配時螺母脫落風險,自(zì)衝柳緊固件完美的解決了以上問題。
3.3輕重(chóng)化結構的應用
蜂窩結構技術源千仿生學(xué),與(yǔ)實體(tǐ)材料相比,蜂窩結構所使用的有效材料一般隻(zhī)有3%-5%左右,其餘90%以上(shàng)的空間均為空隙(xì),其應用可以大幅度減少實體材料的(de)質量,是一種理想的輕量化環保(bǎo)新(xīn)材料結構,目前應用千乘(chéng)用車內飾隔板、備胎板等(děng),後期隨著技術的成熟,可適用千各種(zhǒng)內外飾(shì)結構件(jiàn)。
結束語
目前,新能源(yuán)汽車輕量化的(de)結構(gòu)與用材策略與技術路徑尚不清晰,各大車企都在摸索(suǒ)前進,汽車用材可謂群(qún)雄割據。新能源汽車采用鋁合(hé)金、鎂(měi)合金以及碳纖(xiān)維複合材料是當前形(xíng)勢下無奈(nài)之舉,市場急需新型輕量化材料的麵世。
未來5年將是各種輕量化材料博弈的關(guān)鍵,這個時(shí)期將是以各種材料降本(běn)、提高可製造性和服役性能為主線。
未來5年汽車電子整體水平將會提高許多,汽車主動安全性的重要性將會提高,影響汽車效果將(jiāng)會顯現。平直(zhí)、簡單、易做的(de)鋁合金下車體有可(kě)能成為汽車的標準件。