Technická aplikácia a integrácia technológie spracovania pre odľahčenie automobilov

 

S rýchlym vývojom nových energetických vozidiel a odvetví skladovania energie sa zvyšuje pomer použitia materiálov z hliníkovej zliatiny v kľúčových komponentoch, ako je štruktúra karosérie, puzdro batérie na uskladnenie energie (hliníkové puzdrá na batérie, hliníkové puzdro, lítiové hliníkové puzdro). Hliníková zliatina sa vďaka svojej nízkej hustote, vysokej pevnosti, recyklovateľnosti a vynikajúcemu spracovateľskému výkonu stala dôležitým materiálom pre odľahčenie automobilov a konštrukčné diely energetických systémov.

 

(1) Aplikácia zliatin hliníka

Pri výrobe automobilov sa zliatiny hliníka široko používajú v blokoch motorov, skriniach prevodoviek, sacích potrubiach, konzolách zavesenia kolies, kolesách a komponentoch brzdového systému. Bežne používané legujúce prvky zahŕňajú Si, Cu, Mg, Mn, Zn, Li atď. a vedecký multi{2}}pomer prvkov sa používa na vytvorenie zliatinového systému s vynikajúcim komplexným výkonom.

 

V budúcnosti, s popularizáciou integrovaného dizajnu podvozku a systémov skladovania energie nových energetických vozidiel, sa presnosť odlievania a tesniaci výkon hliníkového hranolového krytu (štvorcový hliníkový plášť) a hliníkového krytu batérie LFP (hliníkový plášť lítium-železofosfátovej batérie) stanú dôležitými ukazovateľmi.

Nová generácia procesov odlievania, ako je odlievanie, kovanie, kompozitná metóda a polo{0}}metóda tvárnenia v tuhom stave, zlepšuje aplikačnú výkonnosť hliníkových zliatin vo vysoko-pevných a tenkostenných{2}}konštrukčných častiach.

(2) Úloha deformovaných hliníkových zliatin v ľahkých karosériách automobilov
Deformované hliníkové zliatiny (vrátane plechov a pásov, extrudovaných profilov a kovacích materiálov) sa široko používajú v paneloch karosérií, rámoch, chladiacich systémoch a častiach zavesenia. Jeho efekt nízkej hmotnosti je významný: napríklad celo-hliníkové{2}}nosné telo môže znížiť hmotnosť o viac ako 200 kg v porovnaní s tradičným oceľovým telom.

V oblasti výroby nových energetických vozidiel vonkajšie panely karosérie často používajú zliatiny série 6000, vnútorné panely používajú zliatiny 5052-O a materiály rámu sú väčšinou zliatiny 5182-O. Tieto zliatiny majú tiež vysokú ťažnosť, vynikajúcu zvárateľnosť a odolnosť proti korózii.

Vlastné zliatiny, ako napríklad séria 6N01, 2036 a 2008, sa tiež používajú v niektorých konštrukciách na vystuženie rámov dverí a štruktúr absorbujúcich nárazovú energiu.

 

Podobné materiálové systémy sa vo veľkej miere používajú aj pri výrobe{0}}vysokopevných krytov batérií, ako je puzdro Prismatic Cell Case a hliníkové články LiFePo4 Prismatic Battery, aby sa zabezpečila hustota energie a štrukturálna stabilita.

 

 

 

Medzi tri základné prvky ľahkého dizajnu patria:

 

Použitie ľahkých materiálov (ako je hliník, horčík, CFRP a technické plasty);

Optimalizácia konštrukčného návrhu;

Integrácia pokročilých technológií tvárnenia a spájania.

 

Uprednostňovaným ľahkým kovovým materiálom sa stala hliníková zliatina s hustotou približne-tretinovou v porovnaní s oceľou a vynikajúcimi vlastnosťami absorpcie energie. V porovnaní s tradičnou oceľou môže hliník znížiť hmotnosť približne o 60 % pri zachovaní porovnateľného výkonu a absorbovať približne o 50 % viac energie nárazu.

 

V novom systéme výroby energetických vozidiel sa tento typ-hliníkového materiálu s vysokou pevnosťou používa aj v krytoch batériových modulov, hliníkových krytoch Pack (hliníkové kryty akumulátorov) a súvisiacich štruktúrach energetických priehradiek spolu s presnými materiálmi krytu, ako je hliníkové puzdro 3003-H14 (hliníkové puzdro 3003-H14).

 

 

 

Široké používanie hliníkových zliatin v ľahkých karosériách a krytoch modulov na ukladanie energie tiež kladie vyššie nároky na procesy spájania.

 

(1) Vlastné-prepichovacie nitovanie (SPR)

Proces SPR je technológia spájania za studena, ktorá dokáže spojiť viacero kovových dosiek bez poškodenia povlaku.

 

Medzi výhody patrí:

Použiteľné na kombinácie rôznych materiálov a hrúbok;

Pevnosť nitovania je vyššia ako pri bodovom zváraní.

Žiadny tepelný vplyv, šetrný k životnému prostrediu;

Môže sa použiť v kombinácii s lepiacimi procesmi.

V súčasnosti sa SPR široko používa pri montáži hliníkových karosérií a hliníkových plášťov lítiových článkov (hliníkové plášte lítiových článkov) nových energetických vozidiel.

 

(2) Cold Metal Transfer Welding (CMT)

CMT je metóda zvárania MIG/MAG s nízkym tepelným príkonom, ktorá dokáže zvárať hliníkové platne s hrúbkou iba 0,3 mm a dosiahnuť zváranie ocele-hliníka, ktorý nie je podobný kovu.

 

Táto technológia umožňuje hliníkovému puzdru na lítium{0}}iónovú batériu dosiahnuť-pevnosť spojenia s rôznymi konzolami a rámami a zároveň efektívne kontrolovať vytváranie krehkých fáz a zlepšovať životnosť zvarových spojov.

 

(3) Technológia laserového zvárania a vákuového liatia

Laserové zváranie dosahuje vysoko{0}}presné ovládanie zvarového švu s vysokou hustotou energie a je široko používané v procese balenia hliníkových hranolových obalov.

 

Technológia vákuového liatia bola overená pri výrobe veľkých hliníkových konštrukčných dielov a krytov priestoru pre batérie pre nové energetické vozidlá. Môže účinne eliminovať defekty pórov a zlepšiť štrukturálnu hustotu a tepelnú vodivosť.

 

 

 

Protikolízne lúče:Zliatiny 6063 a 7029 dosahujú vysokú absorpciu energie a riadenú deformáciu.

Veľké komponenty:Kombinácia vákuového odlievania-a tekutého kovania zlepšuje štrukturálnu hustotu a odolnosť proti únave.

Konštrukčné prvky batériového modulu:Hliníkové puzdro batérie LFP a hliníkové puzdro Prismatic Cell sa používajú na optimalizáciu odvodu tepla, odolnosti voči nárazom a kompatibility zostavy modulov.

 

 

Kompozity z hliníkovej zliatiny (kompozitné plechy, kompozitné pásy a kompozitné fólie) sa široko používajú v systémoch výmeny tepla v automobiloch a chladiacich komponentoch systémov na ukladanie energie.

 

Ich viac{0}}vrstvové kompozitné štruktúry (2–5 vrstiev) ponúkajú vynikajúcu tepelnú vodivosť, odolnosť proti korózii a zvárateľnosť, vďaka čomu sú vhodné na výrobu chladiacich krytov batérií, podporných štruktúr BMS a modulov tepelného manažmentu.

 

V budúcnosti budú produkty ako 3003-H14 Aluminum Case a Aluminium Prismatic Casing pokračovať v optimalizácii povrchovej ochrany proti korózii a presnosti lisovania, čím prispejú k dlhodobej a stabilnej prevádzke nových konštrukčných komponentov energetických vozidiel a systémov skladovania energie.

 

 

Trend znižovania hmotnosti v automobilovom priemysle a priemysle skladovania energie poháňa použitie hliníkových zliatin od tradičných častí karosérie až po základné komponenty, ako sú nové kryty energetických batérií, hliníkové kryty pre batérie a hliníkové prizmatické články batérií LiFePo4.

 

Integráciou systémov vysokopevnostných zliatin, pokročilých technológií zvárania a inteligentných procesov-odlievania sa hliníkové puzdrá na lítium{2}}iónové batérie a puzdrá prizmatických článkov stávajú kľúčovými štrukturálnymi základmi pre výrobu nových energetických zariadení, poskytujú solídnu podporu pre zlepšenie výkonu vozidiel a prechod na ekologickú výrobu.