Tehnična uporaba in integracija tehnologije obdelave za lahke avtomobile

 

S hitrim razvojem novih energetskih vozil in industrij za shranjevanje energije se razmerje uporabe materialov iz aluminijevih zlitin v ključnih komponentah, kot so struktura karoserije, ohišje akumulatorja za shranjevanje energije (aluminijasto ohišje akumulatorja, paketno aluminijasto ohišje, aluminijasto ohišje z litijevimi celicami), povečuje. Aluminijeva zlitina je zaradi nizke gostote, visoke trdnosti, možnosti recikliranja in odlične zmogljivosti obdelave postala pomemben material za lahke avtomobile in strukturne dele elektroenergetskega sistema.

 

(1) Uporaba litih aluminijevih zlitin

V avtomobilski proizvodnji se lite aluminijeve zlitine pogosto uporabljajo v blokih cilindrov motorja, ohišjih menjalnika, sesalnih kolektorjih, nosilcih vzmetenja, kolesih in komponentah zavornega sistema. Običajno uporabljeni zlitinski elementi vključujejo Si, Cu, Mg, Mn, Zn, Li itd., znanstveno razmerje več-elementov pa se uporablja za oblikovanje sistema zlitin z odlično celovito zmogljivostjo.

 

V prihodnosti, s popularizacijo integrirane zasnove podvozja in sistemov za shranjevanje energije novih energetskih vozil, bosta natančnost vlivanja in učinkovitost tesnjenja aluminijastega prizmatičnega ohišja (kvadratna aluminijasta lupina) in aluminijastega ohišja LFP baterije (aluminijasta lupina litij-železo-fosfatne baterije) postala pomembna kazalca.

Nova generacija postopkov litja, kot sta kompozitna metoda ulivanja, kovanja in metoda pol-trdnega oblikovanja, izboljšujeta učinkovitost uporabe aluminijevih zlitin v konstrukcijskih delih z visoko-trdnostjo in tankimi-stenami.

(2) Vloga deformiranih aluminijevih zlitin v karoserijah lahkih avtomobilov
Deformirane aluminijeve zlitine (vključno s pločevino in trakovi, ekstrudiranimi profili in materiali za kovanje) se pogosto uporabljajo v karoserijskih ploščah, okvirjih, hladilnih sistemih in delih vzmetenja. Njegov učinek lahke teže je pomemben: na primer, popolnoma{1}}aluminijasto nosilno-ohišje lahko zmanjša težo za več kot 200 kg v primerjavi s tradicionalnim jeklenim ohišjem.

Na področju proizvodnje novih energetskih vozil zunanje plošče karoserije pogosto uporabljajo zlitine serije 6000, notranje plošče uporabljajo zlitine 5052-O, materiali okvirja pa so večinoma zlitine 5182-O. Te zlitine imajo tudi visoko duktilnost, odlično varivost in odpornost proti koroziji.

Zlitine po meri, kot so serije 6N01, 2036 in 2008, se prav tako uporabljajo v nekaterih strukturah za ojačitev vratnih okvirjev in udarne strukture za absorpcijo energije.

 

Podobni materialni sistemi se pogosto uporabljajo tudi pri izdelavi -ohišij baterij z visoko trdnostjo, kot so ohišje s prizmatično celico in prizmatične aluminijaste celice LiFePo4, da se zagotovi energijska gostota in strukturna stabilnost.

 

 

 

Trije ključni elementi lahke zasnove vključujejo:

 

Uporaba lahkih materialov (kot so aluminij, magnezij, CFRP in inženirska plastika);

Optimizacija strukturne zasnove;

Integracija naprednih tehnologij preoblikovanja in spajanja.

 

Aluminijeva zlitina z gostoto približno-tretjine gostote jekla in vrhunskimi lastnostmi absorpcije energije je postala prednostni lahki kovinski material. V primerjavi s tradicionalnim jeklom lahko aluminij zmanjša težo za približno 60 %, hkrati pa ohrani primerljivo zmogljivost in absorbira približno 50 % več energije udarca.

 

V novem sistemu izdelave energetskih vozil se ta vrsta visoko{0}}trdnega aluminijastega materiala uporablja tudi v ohišjih baterijskih modulov, paketnih aluminijastih ohišjih (aluminijaste lupine paketov baterij) in povezanih strukturah energetskih predelkov, skupaj z natančnimi materiali lupine, kot je aluminijasto ohišje 3003-H14 (aluminijasta lupina 3003-H14).

 

 

 

Razširjena uporaba aluminijevih zlitin v lahkih ohišjih in lupinah modulov za shranjevanje energije prav tako postavlja višje zahteve pri povezovalnih postopkih.

 

(1) Samo{1}}zakovičenje (SPR)

Postopek SPR je tehnologija hladne povezave, ki lahko poveže več kovinskih plošč, ne da bi poškodovala prevleko.

 

Prednosti vključujejo:

Primerno za kombinacije različnih materialov in debelin;

Trdnost kovičenja je višja od točkovnega varjenja.

Brez toplotnega vpliva, okolju prijazen;

Lahko se uporablja v kombinaciji z lepilnimi postopki.

Trenutno se SPR pogosto uporablja pri sestavljanju aluminijastih karoserij in aluminijastih lupin z litijevimi celicami (aluminijaste lupine z litijevo baterijo) vozil z novo energijo.

 

(2) Varjenje s hladnim prenosom kovin (CMT)

CMT je metoda varjenja MIG/MAG z nizko porabo toplote, ki lahko vari aluminijaste plošče z debelino samo 0,3 mm in omogoča varjenje jekla-aluminija različnih kovin.

 

Ta tehnologija omogoča, da aluminijasto ohišje za litij-ionski akumulator doseže visoko{1}}trdno povezavo z različnimi nosilci in okvirji, hkrati pa učinkovito nadzoruje nastajanje krhkih faz in izboljšuje življenjsko dobo zvarjenih spojev.

 

(3) Tehnologija laserskega varjenja in vakuumskega tlačnega litja

Lasersko varjenje doseže visoko-natančen nadzor zvarnih šivov z visoko energijsko gostoto in se pogosto uporablja v procesu pakiranja aluminijastega prizmatičnega ohišja.

 

Tehnologija vakuumskega tlačnega litja je bila preverjena pri izdelavi velikih aluminijastih konstrukcijskih delov in ohišij predelkov za baterije za nova energetska vozila. Lahko učinkovito odpravi napake v porah in izboljša strukturno gostoto in toplotno prevodnost.

 

 

 

Žar-proti trčenju:Zlitine 6063 in 7029 dosegajo visoko absorpcijo energije in nadzorovano deformacijo.

Velike komponente:Kombinacija vakuumskega{0}}litja in tekočega kovanja izboljša strukturno gostoto in odpornost proti utrujenosti.

Strukturne komponente baterijskega modula:Aluminijasto ohišje baterije LFP in aluminijasto ohišje s prizmatično celico se uporabljata za optimizacijo odvajanja toplote, odpornosti na udarce in združljivosti sklopov modulov.

 

 

Kompoziti iz aluminijevih zlitin (kompozitni listi, kompozitni trakovi in ​​kompozitne folije) se pogosto uporabljajo v avtomobilskih sistemih za izmenjavo toplote in komponentah hladilnega sistema za shranjevanje energije.

 

Njihove več{0}}plastne kompozitne strukture (2–5 plasti) nudijo odlično toplotno prevodnost, odpornost proti koroziji in varljivost, zaradi česar so primerne za izdelavo ohišij za hlajenje baterij, podpornih struktur BMS in modulov za upravljanje toplote.

 

V prihodnje bodo izdelki, kot sta aluminijasto ohišje 3003-H14 in aluminijasto prizmatično ohišje, še naprej optimizirali površinsko zaščito pred korozijo in natančnost oblikovanja, kar bo prispevalo k dolgoročnemu in stabilnemu delovanju novih strukturnih komponent energetskih vozil in sistemov za shranjevanje energije.

 

 

Trend zmanjšanja teže v avtomobilski industriji in industriji za shranjevanje energije spodbuja uporabo aluminijevih zlitin od tradicionalnih karoserijskih delov do osnovnih komponent, kot so nova ohišja energetskih baterij, aluminijasta ohišja za pakete in LiFePo4 prizmatične akumulatorske aluminijaste celice.

 

Z integracijo-sistemov zlitin visoke trdnosti, naprednih tehnologij za varjenje povezav in inteligentnih-postopkov tlačnega litja postajajo aluminijasta ohišja za litij-ionske baterije in ohišja prizmatičnih celic ključni strukturni temelji za proizvodnjo nove energetske opreme, ki zagotavlja trdno podporo za izboljšave zmogljivosti vozil in prehod na zeleno proizvodnjo.