Yeni Enerji Araçları İçin Hafif Alüminyum Alaşımlı Geliştirmenin Mevcut Durumu

 

Yeni enerji araçlarının hafifletilmesine yönelik teknik yaklaşımlar

 

Şu anda hafif yeni enerji araçlarına yönelik üç temel teknik yaklaşım bulunmaktadır:
① Malzeme hafiftir, esas olarak yüksek mukavemetli çelik, alüminyum alaşımı, magnezyum alaşımı, titanyum alaşımı ve kompozit malzemeler kullanılır;
② Yapısal hafiflik, esas olarak boyut ve şeklin, topolojinin vb. optimize edilmesi;
③ Hafif işlem, esas olarak hidrolik şekillendirme işlemi, lazer ekleme şekillendirme işlemi vb. gibi gelişmiş üretim süreçlerini kullanarak yapılır.

 

Yeni enerji araçları için hafif alüminyum alaşımlı malzemelerin avantajları

 

Mevcut hafif malzemeler arasında, alüminyum alaşımları yüksek mukavemetli çeliğe kıyasla yüksek mukavemete sahiptir, araç gövdesinin ağırlığını en büyük ölçüde azaltabilir, iyi ağırlık azaltma etkilerine sahiptir ve güçlü korozyon direncine, düşük geri dönüşüm zorluğuna, yüksek geri dönüşüm oranına sahiptir ve yeşil çevre koruma avantajlarına sahiptir, bu da otomotiv endüstrisi zincirinde alüminyum kaynaklarının geri dönüşümünü ve yeniden kullanımını gerçekleştirebilir; magnezyum alaşımlarına kıyasla, alüminyum alaşımları daha yüksek mukavemete sahiptir ve işlenmesi daha kolaydır ve mevcut magnezyum alaşımları esas olarak Mg-AI alaşımlarıdır ve doğrudan alüminyum alaşımları kullanan yeni enerji araçlarının fiyatı daha düşüktür; titanyum alaşımlarına kıyasla, alüminyum alaşımları işleme parametrelerine nispeten düşük bir duyarlılığa sahiptir.

 

Bu nedenle alüminyum alaşımlarının uygulanması daha büyük bir maliyet avantajına sahiptir: Plastikler ve karbon fiberler gibi kompozit malzemelerle karşılaştırıldığında, alüminyum alaşımları, seri üretilemeyen kompozit malzemelerin düşük düzeydeki gerçek araştırma ve geliştirme ve uygulaması nedeniyle büyük ölçekli uygulama için daha büyük bir beklentiye sahiptir. Bu nedenle, alüminyum alaşımları şu anda yeni enerji araçları için tercih edilen hafif malzeme haline gelmiştir, aynı zamanda yeni enerji araçlarının kalitesini, güvenliğini ve ekonomisini sağlarken, aracın ağırlığını azaltır ve aracın seyir menzilini artırır.

 

 

Yeni enerji araçları için alüminyum alaşımının şekillendirme teknolojisi

 

Yeni enerji araçları için alüminyum alaşımlarının şekillendirme teknolojisi esas olarak döküm şekillendirme teknolojisi ve yarı katı şekillendirme teknolojisine dayanmaktadır. Ayrıca ekstrüzyon şekillendirme, dövme şekillendirme vb. vardır. Döküm şekillendirme teknolojisi, basınçlı döküm, ekstrüzyon döküm, hassas döküm vb. dahil olmak üzere yeni enerji için alüminyum alaşımları için en önemli şekillendirme teknolojisidir. Bunlar arasında, kalıp döküm şekillendirme teknolojisi ile oluşturulan alüminyum ürünleri düşük hurda oranına, yüksek şekillendirme boyutsal doğruluğuna ve iyi şekillendirme kalitesine sahiptir ve en yaygın kullanılanlardır. Yarı katı şekillendirme teknolojisi yeni bir şekillendirme teknolojisidir. Alüminyum alaşımı katı ve sıvı arasında yarı çözünür bir halde olduğunda daha iyi dolgu elde edebilir. Buna göre oluşturulduğunda şekillendirme doğruluğunu iyileştirebilir ve daha iyi şekillendirme efektleri elde edebilir. Ancak, bu teknoloji henüz olgun bir şekilde uygulanmamıştır ve alüminyum alaşımlı ürünlerin seri üretiminde kullanılamaz.

 

Hafif yeni enerji araçlarında alüminyum alaşımlarının sınıflandırılması

 

Yeni enerji araçlarında kullanılan alüminyum alaşımları esas olarak döküm alüminyum alaşımları, deforme alüminyum alaşımları, köpüklü alüminyum malzemeler ve alüminyum bazlı kompozit malzemeler olarak ayrılır. Döküm alüminyum alaşımlarının şekillendirme kalitesi stabildir ve seri üretime uygundur. Otomobillerdeki alüminyum ürünlerinin %77'si döküm alüminyum alaşımlarıdır. Döküm formunda oluşturulduğu için jantlar ve fren diskleri gibi karmaşık yeni enerji araç bileşenlerinde yaygın olarak kullanılır. Deforme alüminyum alaşımları yüksek mukavemet ve plastisiteye, sıkı yapıya ve düzgün bileşime sahiptir. İki kategoriye ayrılabilirler: saf alüminyum veya AI-S serisi alaşımlarla temsil edilen ısıl işlem uygulanamayan deforme alüminyum ve AI-Mg-Si serisi alaşımlarla temsil edilen ısıl işlem uygulanabilen deforme alüminyum.

 

Araba kapıları, tamponlar ve ısı eşanjörleri gibi yeni enerji araç bileşenlerinde yaygın olarak kullanılırlar. Gözenekli bir malzeme olan köpüklü alüminyum, metal matrisindeki kabarcıklar nedeniyle iyi şok emilimi ve sönümleme özelliklerine sahiptir. İlgili bileşenlerin çarpışma güvenliğini artırmak için yeni enerji araçlarının bazı destekleyici bileşenlerinde kullanılır. Takviyesiz altınla karşılaştırıldığında, alüminyum bazlı kompozit malzemeler daha hafiftir ve mükemmel aşınma direncine sahiptir. Zorlu çalışma koşulları için uygundurlar ve yüksek voltajlı pil sistemlerindeki bileşenlerde kullanılırlar.

 

 

Yeni enerji araçları esas olarak üç parçadan oluşur: elektrikli tahrik sistemi, güç kaynağı sistemi ve yardımcı sistem. Alüminyum alaşımları yeni enerji araçlarının gövdesinde, şasisinde, akü kutusunda vb. yaygın olarak kullanılmıştır.

 

Yeni enerji araç gövdesinin hafif uygulaması

 

Yeni enerji araçlarında gövde, aracın ağırlığının büyük bir kısmını oluşturur. Gövdede alüminyum alaşımlı malzemelerin kullanılması, sürüş menzilini artırırken aracın ağırlığını azaltabilir. Yeni enerji araçlarının gövdesi için alüminyum alaşımlı plakalar çoğunlukla 6014, 6016 vb. gibi 6-serisi alüminyum alaşımlarıdır. 6-serisi alüminyum alaşımları mükemmel şekillendirilebilirliğe, kıvırma performansına, boyama fırçalama, pişirme performansına sahiptir ve gövde yüzeyinde çıkarılamaz dalgalanmalar oluşturmak kolay değildir. Bu nedenle, Weilai ve Tesla'nın tamamen alüminyum gövdeleri gibi gövde dış kaplamalarında yaygın olarak kullanılırlar.

 

5- serisi alüminyum alaşımı mükemmel şekillendirme performansına sahiptir ve karmaşık parçaları şekillendirmek kolaydır. Land Rover Discovery 4'ün 5- serisi alüminyum alaşımlı arka kapı iç paneli, Mercedes-Benz S-Class'ın 5- serisi alüminyum alaşımlı kapı iç paneli ve Great Wall VV7'nin kaput dış paneli gibi yeni enerji aracı yapısal parçaları ve iç kaplamaları için tercih edilen malzemedir. Ancak, 5- serisi malzeme şekillendirme işlemi sırasında şekillendirme çizgilerine eğilimlidir, bu nedenle şekillendirme işlemi sırasında kontrol edilmesi gerekir. Ayrıca, yeni enerji araç gövdelerinin alüminyum içeriği arttıkça, alüminyum alaşımlı gövdelerin üretim maliyetini düşürmek için alüminyum alaşımlı şekillendirme teknolojisi, bakımı vb. alanlarda gövde uygulamaları üzerine araştırmaların artırılması gerekir, böylece alüminyum alaşımlı gövdeler düşük uçlu yeni enerji araçlarında da popüler hale getirilebilir.

 

Yeni enerji araç şasisinin hafif uygulaması

 

Otomobil şasisi esas olarak dört parçadan oluşur: şanzıman sistemi, sürüş sistemi, direksiyon sistemi ve kontrol sistemi. Geleneksel otomobillerle karşılaştırıldığında, yeni enerji araçlarının şanzıman sistemi orijinal motor tabanlı şanzımandan üç şemaya değişti: tek motorlu şanzıman, ana motor + tekerlek göbeği motorlu şanzıman ve çift motorlu çift şaftlı şanzıman. Ayrıca, yeni enerji araçlarının dönüş sistemi ve fren sistemi de değişti. Yeni enerji araçları motoru iptal ettiğinden, orijinal hidrolik direksiyon elektrikli direksiyona, hidrolik vakum güçlendirici pompası ise elektrikli vakum güçlendirici pompasına değiştirildi.

 

Bu nedenle, yeni enerji araçlarının şasisinin rolü, geleneksel otomobil şasisininkiyle aynıdır. Aradaki fark, motoru destekleme ve takma pozisyonunun, esas olarak pil modül ünitelerinden oluşan motor güç aktarma organını destekleme ve takma pozisyonuna değişmesidir. Şu anda, otomobil şasisinin ana malzemesi TRIP çeliğidir. Bu nedenle, yeni enerji aracı şasisinin tasarım sürecinde, hafif otomobillerin tasarımını elde etmek için TRIP çelik malzemelerinin yerini alacak şekilde alüminyum alaşımı seçilebilir. Şu anda, YL118, ZL119, ZL120 vb. alüminyum alaşımlı dökümler de otomobil şasilerinde iyi bir şekilde kullanılmaktadır. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Ford Motor Company, otomobil fren disklerinde alüminyum alaşımları kullanır, Cadillac, Land Rover ve diğerleri otomobil süspansiyon sistemlerinde alüminyum alaşımları kullanır ve NIO, alüminyum alaşımlı amortisör kuleleri yapmak için yüksek vakumlu kalıp döküm teknolojisini kullanır.

 

Yeni enerji araç akü tepsisinin hafif uygulaması

 

Geleneksel yakıtlı araçlarla karşılaştırıldığında, güç aküleri yeni enerji araçlarının benzersiz güç sistemi bileşenleridir. Yeni enerji araçlarında, güç aküleri toplam araç kütlesinin yaklaşık %30'unu oluşturur ve bunun yaklaşık %20'sini akü kutusunun ağırlığı oluşturur. Bu nedenle, güç akü kutularının hafif geliştirilmesi genel bir eğilimdir. Alüminyum alaşımlı malzemelerin düşük yoğunluk, iyi ısı dağılımı, kararlı kimyasal özellikler ve iyi kalıp dökümü gibi avantajları, onu akü kutusu malzemesi uygulamasının ana akım yönü haline getirir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şu anda, yeni enerji araçlarının akü takımının kutu yapısı esas olarak bir üst kutu kapağı, bir akü tepsisi ve bir alt kabuktan oluşmaktadır. Akü takımının yük taşıyan bileşeni olarak, akü takımının alt kutusunun yapısı ve düzeni makul olup olmadığı doğrudan akü takımının ömrü ile ilgilidir. Bu nedenle, alt kutunun alüminyum alaşımlı profil yapısının tasarımında, damgalama işlemi sırasında hafif ve orta düzeyde incelmeyi dikkate almanın yanı sıra, yol yüzeyinin karmaşıklığını ve yeni enerji araçlarının sürüşü sırasında olası çeşitli çarpışma biçimlerini de dikkate almak, ilgili alanın yapısını optimize etmek, takviye kaburgalarını uygun şekilde artırmak, kutu sertliğini iyileştirmek ve darbe deformasyonunu etkili bir şekilde önlemek gerekir. Örneğin, Tesla, BYD, CATL, Weilai, vb. hepsi ilgilialüminyum pil kutularıHafif olma hedefini gerçekleştirirken aynı zamanda yüksek mukavemete de ulaşıyorpil kutusu.

 

 

Lazer kaynaktan sıcak damgalamaya ve entegre kalıp döküm teknolojisine kadar çeşitli yeni teknolojilerin uygulanması yalnızca üretim verimliliğini ve ürün kalitesini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda tüm endüstrinin yeşil dönüşümünü ve sürdürülebilir gelişimini de teşvik eder. Alüminyum alaşımlı ürünlerle ilgileniyorsanız lütfen aşağıdaki bağlantıya tıklayın.

 

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