鋁材在新能源汽車中的應用 | |
汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，但能源問題日益緊迫，汽車帶來的環(huán)境問題也備受關注。發(fā)展新能源汽車產業(yè)是緩解能源危機、降低溫室氣體排放、減少環(huán)境污染的有途徑，目前，新能源汽車已成為汽車工業(yè)變革的重要方向。
1 實施新能源汽車戰(zhàn)略，我國起步并不晚，早在2001年就把發(fā)展新能源汽車列入“十五”期間的“863”重大科技課題。近幾年，各級政府為推動新能源汽車消費，還實行了購車補貼和上牌優(yōu)先等政策。新能源汽車的需求和發(fā)展，將帶動新能源時代下的各類汽車電池、車身輕量化以及汽車零部件等產業(yè)的發(fā)展，同時也給中國的鋁工業(yè)帶來了無限廣闊的市場契機。
2 新能源汽車與傳統(tǒng)汽車不同，是采用電池作為動力來驅動汽車運行，其受動力電池重量、動力電池續(xù)航里程的制約以及汽車節(jié)能減排政策的高壓，在車輛設計和材料應用上，其車體輕量化成為車企首先要考慮的問題。因此，電池驅動的新能源汽車比傳統(tǒng)汽車更迫切需要車身減重。這也為鋁等輕質材料開拓了更加廣闊的市場空間。在汽車輕量化材料中，鋁合金材料綜合性價比要高于鋼、鎂、塑料和復合材料，無論應用技術還是運行安全性及循環(huán)再生利用都具有比較優(yōu)勢。鋁材料的密度只有鋼材的1/3，其減重和節(jié)能效果明顯，且在保證安全的前提下能更好的提升乘坐舒適性。同時，鋁材料更加易于回收循環(huán)利用。鋁材的綜合性價比優(yōu)勢，決定了其成為汽車輕量化應用的較好選擇。
3 鋁在新能源汽車零部件的應用件主要有車身、輪轂、底盤、防撞梁、地板、動力電池和座椅等。按照加工形式分類，汽車用鋁主要分為壓鑄、擠壓和壓延三種形態(tài)，其中壓鑄件用量占比80%左右，擠壓件和壓延件各占10%左右。壓鑄件主要用于發(fā)動機、車輪等部位，擠壓件主要用于座架、行李架、門梁等，而壓延件主要是生產車身用鋁板等。其中，車身包括用高性能鋁型材制作的車身骨架和用高精鋁板制作的蒙皮及車門；鋁合金輪轂（鑄造鋁輪轂或鍛造鋁輪轂）；底盤包括高強度大截面鋁型材結構件和鋁合金鍛件；用型材制作的防撞梁保險杠；新能源客車地板；鋰離子電池包括電池正極鋁箔、電池鋁殼和電池鋁托盤（歐美電池托盤全部為鋁合金材質，國內電池托盤既有鋁合金材質，也有不銹鋼材質）；新能源客車座椅系統(tǒng)等。
以前新能源汽車多采用鋼材料制作電動汽車動力電池托盤，現(xiàn)在很多企業(yè)都以鋁合金材料為主。鋁合金的密度為2.7g/cm3，無論在壓縮還是焊接等方面，鋁合金材質優(yōu)勢明顯。而鎂合金的密度為1.8g/cm3，碳纖維是1.5g/cm3，這些材料用來生產電池托盤，將可以提高新能源汽車的輕量化水平。電池鋁托盤主要采用6系鋁型材。良好的塑性和優(yōu)良的耐蝕性，特別是無應力腐蝕開裂傾向，焊接性能好，使得6系鋁型材極適于該項目的應用。為保障產品質量，需要采用攪拌摩擦焊接等先進焊接技術，保障產品一體成型。
圖：鋁合金擠壓型材攪拌摩擦焊接電池托盤
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