وضعیت فعلی توسعه آلیاژ آلومینیوم سبک وزن برای خودروهای انرژی جدید

 

رویکردهای فنی به سبک وزن وسایل نقلیه انرژی جدید

 

در حال حاضر، سه رویکرد فنی اصلی برای خودروهای سبک وزن با انرژی جدید وجود دارد:
① مواد سبک وزن، عمدتا با استفاده از فولاد با استحکام بالا، آلیاژ آلومینیوم، آلیاژ منیزیم، آلیاژ تیتانیوم و مواد کامپوزیت؛
② ساختاری سبک، عمدتا بهینه سازی اندازه و شکل، توپولوژی و غیره؛
③ سبک بودن فرآیند، عمدتاً با استفاده از فرآیندهای ساخت پیشرفته مانند فرآیند تشکیل هیدرولیک، فرآیند تشکیل پیوند لیزری و غیره.

 

مزایای مواد آلیاژ آلومینیوم سبک وزن برای وسایل نقلیه با انرژی جدید

 

در میان مواد سبک وزن فعلی، آلیاژهای آلومینیوم دارای استحکام بالایی در مقایسه با فولاد با استحکام بالا هستند، می توانند وزن بدنه خودرو را تا حد زیادی کاهش دهند، اثرات کاهش وزن خوبی داشته باشند و دارای مقاومت در برابر خوردگی قوی، دشواری بازیافت کم، سرعت بازیافت بالا هستند. و دارای مزایای حفاظت از محیط زیست سبز است که می تواند بازیافت و استفاده مجدد از منابع آلومینیوم را در زنجیره صنعت خودرو تحقق بخشد. در مقایسه با آلیاژهای منیزیم، آلیاژهای آلومینیوم دارای استحکام بالاتری هستند و پردازش آنها آسانتر است و آلیاژهای منیزیم فعلی عمدتاً آلیاژهای Mg-AI هستند و قیمت وسایل نقلیه با انرژی جدید که مستقیماً از آلیاژهای آلومینیوم استفاده می کنند کمتر است. در مقایسه با آلیاژهای تیتانیوم، آلیاژهای آلومینیوم حساسیت نسبتاً کمی به پارامترهای پردازش دارند.

 

بنابراین استفاده از آلیاژهای آلومینیوم مزیت هزینه بیشتری دارد: در مقایسه با مواد کامپوزیتی مانند پلاستیک و الیاف کربن، آلیاژهای آلومینیوم به دلیل سطح پایین تحقیق و توسعه واقعی و کاربرد مواد کامپوزیت، چشم‌انداز بیشتری برای کاربرد در مقیاس بزرگ دارند. که قابل تولید انبوه نیست. بنابراین، آلیاژهای آلومینیوم در حال حاضر به مواد سبک وزن ترجیح داده شده برای وسایل نقلیه با انرژی جدید تبدیل شده اند، در حالی که کیفیت، ایمنی و صرفه جویی در وسایل نقلیه با انرژی جدید را تضمین می کنند، وزن خودرو را کاهش می دهند و محدوده کروز خودرو را افزایش می دهند.

 

 

فناوری شکل دهی آلیاژ آلومینیوم برای وسایل نقلیه با انرژی جدید

 

فناوری شکل‌دهی آلیاژهای آلومینیوم برای وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً بر اساس فناوری شکل‌دهی ریخته‌گری و فناوری شکل‌دهی نیمه جامد است. علاوه بر این، شکل‌دهی اکستروژن، شکل‌دهی آهنگری و غیره وجود دارد. فناوری شکل‌دهی ریخته‌گری مهم‌ترین فناوری شکل‌دهی برای آلیاژهای آلومینیوم برای انرژی‌های جدید است، از جمله ریخته‌گری تحت فشار، ریخته‌گری اکستروژن، ریخته‌گری دقیق و غیره. فن آوری شکل دهی ریخته گری دارای نرخ ضایعات کم، دقت ابعادی شکل دهی بالا و کیفیت شکل دهی خوب است و بیشترین استفاده را دارد. فناوری شکل دهی نیمه جامد یک فناوری شکل دهی جدید است. هنگامی که آلیاژ آلومینیوم در حالت نیمه محلول بین جامد و مایع باشد، می تواند پر شدن بهتری به دست آورد. هنگامی که بر این اساس شکل می گیرد، می تواند دقت شکل دهی را بهبود بخشد و اثرات شکل دهی بهتری به دست آورد. با این حال، این فناوری هنوز به طور کامل مورد استفاده قرار نگرفته است و نمی توان از آن برای تولید انبوه محصولات آلیاژ آلومینیوم استفاده کرد.

 

طبقه بندی آلیاژهای آلومینیوم در خودروهای سبک وزن با انرژی جدید

 

آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده در وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً به آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری، آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته، مواد آلومینیوم فوم شده و مواد کامپوزیتی مبتنی بر آلومینیوم تقسیم می شوند. کیفیت شکل دهی آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری پایدار و مناسب برای تولید انبوه است. 77 درصد محصولات آلومینیومی در خودروها از آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری هستند. از آنجایی که به شکل ریخته گری شکل می گیرد، به طور گسترده در اجزای پیچیده خودرو انرژی جدید مانند چرخ ها و دیسک های ترمز استفاده می شود. آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته دارای استحکام و انعطاف پذیری بالا، ساختار محکم و ترکیب یکنواخت هستند. آنها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: آلومینیوم تغییر شکل یافته غیر قابل عملیات حرارتی که توسط آلومینیوم خالص یا آلیاژهای سری AI-S نشان داده می شود و آلومینیوم تغییر شکل یافته قابل عملیات حرارتی که توسط آلیاژهای سری AI-Mg-Si نشان داده می شود.

 

آنها به طور گسترده ای در اجزای وسایل نقلیه انرژی جدید مانند درهای خودرو، سپرها و مبدل های حرارتی استفاده می شوند. آلومینیوم فوم دار به عنوان یک ماده متخلخل، به دلیل وجود حباب در زمینه فلزی خود، خاصیت جذب ضربه و میرایی خوبی دارد. این در برخی از اجزای پشتیبانی از وسایل نقلیه انرژی جدید برای بهبود ایمنی برخورد اجزای مربوطه استفاده می شود. در مقایسه با طلای تقویت نشده، مواد کامپوزیت مبتنی بر آلومینیوم وزن سبک تر و مقاومت در برابر سایش عالی دارند. آنها برای شرایط کاری سخت مناسب هستند و در اجزای سیستم های باتری ولتاژ بالا استفاده می شوند.

 

 

وسایل نقلیه جدید انرژی عمدتاً از سه بخش تشکیل شده اند: یک سیستم محرک الکتریکی، یک سیستم منبع تغذیه و یک سیستم کمکی. آلیاژهای آلومینیوم به طور گسترده ای در بدنه، شاسی، جعبه باتری و ... خودروهای انرژی نو استفاده شده است.

 

کاربرد سبک وزن بدنه خودرو انرژی جدید

 

در خودروهای انرژی جدید، بدنه سهم زیادی از وزن خودرو را به خود اختصاص می دهد. استفاده از مواد آلیاژ آلومینیوم در بدنه می تواند وزن خودرو را کاهش دهد و در عین حال برد رانندگی را افزایش دهد. صفحات آلیاژ آلومینیوم برای بدنه خودروهای انرژی جدید عمدتاً از آلیاژهای آلومینیوم سری 6- مانند 6014، 6016، و غیره هستند. ، و ایجاد موج های غیر قابل جابجایی روی سطح بدن آسان نیست. بنابراین در پوشش های بیرونی بدنه مانند بدنه های تمام آلومینیومی Weilai و Tesla کاربرد زیادی دارند.

 

آلیاژ آلومینیوم سری 5- عملکرد شکل دهی بسیار خوبی دارد و به راحتی قطعات پیچیده را تشکیل می دهد. این ماده ترجیحی برای قطعات ساختاری خودروهای انرژی جدید و پوشش‌های داخلی است، مانند 5-پانل داخلی درب عقب آلیاژ آلومینیومی لندروور دیسکاوری 4، پانل داخلی درب آلیاژ آلومینیوم سری 5- مرسدس بنز کلاس S و پنل بیرونی کاپوت گریت وال VV7. با این حال، مواد سری 5- مستعد تشکیل خطوط در طول فرآیند شکل‌دهی هستند، بنابراین باید در طول فرآیند شکل‌دهی کنترل شوند. علاوه بر این، با افزایش محتوای آلومینیوم بدنه خودروهای انرژی جدید، لازم است تحقیقات در مورد کاربردهای بدنه در فناوری شکل‌دهی آلیاژ آلومینیوم، تعمیر و نگهداری و غیره افزایش یابد تا هزینه ساخت بدنه‌های آلیاژ آلومینیوم کاهش یابد تا بدنه‌های آلیاژ آلومینیوم بتوانند همچنین در خودروهای کم مصرف انرژی جدید رایج شود.

 

کاربرد سبک وزن شاسی خودروهای انرژی جدید

 

شاسی خودرو عمدتا از چهار بخش تشکیل شده است: سیستم انتقال، سیستم رانندگی، سیستم فرمان و سیستم کنترل. در مقایسه با خودروهای سنتی، سیستم انتقال وسایل نقلیه با انرژی جدید از گیربکس اصلی مبتنی بر موتور به سه طرح تغییر کرده است: انتقال تک موتوری، انتقال موتور اصلی + موتور توپی چرخ، و انتقال دو محوره دو موتوره. علاوه بر این، سیستم چرخش و سیستم ترمز خودروهای جدید انرژی نیز تغییر کرده است. از آنجایی که وسایل نقلیه با انرژی جدید موتور را خنثی می کنند، فرمان هیدرولیک اصلی به فرمان برقی و پمپ تقویت کننده خلاء هیدرولیک به یک بوستر پمپ خلاء برقی تغییر یافته است.

 

بنابراین، نقش شاسی خودروهای انرژی نو همانند شاسی بلندهای سنتی خودرو است. تفاوت این است که موقعیت پشتیبانی و نصب موتور به پشتیبانی و نصب پیشرانه موتور که عمدتاً از واحدهای ماژول باتری تشکیل شده است تغییر کرده است. در حال حاضر ماده اصلی شاسی خودرو فولاد TRIP است. بنابراین، در فرآیند طراحی شاسی خودروهای انرژی جدید، آلیاژ آلومینیوم را می توان برای جایگزینی مواد فولادی TRIP برای دستیابی به طراحی خودروهای سبک وزن انتخاب کرد. در حال حاضر، ریخته گری آلیاژ آلومینیوم YL118، ZL119، ZL120 و غیره نیز به خوبی در شاسی خودرو استفاده شده است. به عنوان مثال، شرکت فورد موتور در ایالات متحده از آلیاژهای آلومینیوم در دیسک‌های ترمز خودرو، کادیلاک، لندرور و سایرین از آلیاژهای آلومینیوم در سیستم‌های تعلیق خودرو استفاده می‌کنند و NIO از فناوری ریخته‌گری با خلاء بالا برای ساخت برج‌های کمک فنر آلیاژ آلومینیوم استفاده می‌کند. .

 

کاربرد سبک وزن سینی باتری خودرو انرژی جدید

 

در مقایسه با وسایل نقلیه سوخت سنتی، باتری های قدرت جزء سیستم های قدرت منحصر به فرد خودروهای انرژی جدید هستند. در خودروهای انرژی نو، باتری های برق حدود 30 درصد از کل جرم خودرو را تشکیل می دهند که وزن جعبه باتری حدود 20 درصد وزن باتری برق را تشکیل می دهد. بنابراین، این یک روند کلی برای دستیابی به توسعه سبک وزن جعبه باتری های قدرت است. مزایای مواد آلیاژ آلومینیوم، مانند چگالی کم، اتلاف گرما خوب، خواص شیمیایی پایدار و ریخته گری خوب، آن را به جهت اصلی کاربرد مواد جعبه باتری تبدیل می کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در حال حاضر، ساختار جعبه بسته باتری وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً از یک پوشش جعبه بالایی، یک سینی باتری و یک پوسته پایینی تشکیل شده است. به عنوان جزء باربر بسته باتری، معقول بودن ساختار و چیدمان جعبه پایینی بسته باتری مستقیماً با طول عمر بسته باتری مرتبط است. بنابراین در طراحی ساختار پروفیل آلیاژ آلومینیوم جعبه زیرین، علاوه بر در نظر گرفتن نازک شدن سبک و متوسط ​​در حین فرآیند مهر زنی، باید پیچیدگی سطح جاده و اشکال احتمالی برخورد متنوع در حین رانندگی را نیز در نظر گرفت. وسایل نقلیه انرژی جدید، ساختار ناحیه مربوطه را بهینه کنید، دنده های تقویت کننده را به طور مناسب افزایش دهید، سفتی جعبه را بهبود بخشید و به طور موثر از تغییر شکل ضربه جلوگیری کنید. به عنوان مثال، تسلا، BYD، CATL، Weilai، و غیره همه مربوطه تولید کرده اندجعبه باتری آلومینیومی، دستیابی به هدف سبک وزن بودن در عین دستیابی به استحکام بالاجعبه باتری

 

 

از جوشکاری لیزری گرفته تا مهر زنی داغ تا فناوری ریخته گری یکپارچه، استفاده از فناوری های مختلف جدید نه تنها کارایی تولید و کیفیت محصول را بهبود می بخشد، بلکه تحول سبز و توسعه پایدار کل صنعت را نیز ارتقا می دهد. اگر به محصولات آلیاژ آلومینیوم علاقه مند هستید، لطفا روی لینک زیر کلیک کنید.

 

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