輕量化——新能源汽車(chē)電池托盤(pán)新工藝鎂合金應(yīng)用的前景

孫輝
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汽車(chē)三電評(píng)論413字?jǐn)?shù) 1302閱讀模式
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在碳中和背景下,新能源汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)較為明確。電池模塊是汽車(chē)的核心組成部分,而電池托盤(pán)作為整個(gè)電池模塊的支撐,也經(jīng)歷了從材料到工藝的創(chuàng)新發(fā)展,具有多種功能性系統(tǒng)融合的,可靠性更高、功能更豐富的電池托盤(pán)將是未來(lái)的發(fā)展方向。

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近年來(lái),汽車(chē)行業(yè)發(fā)展較快,已經(jīng)一躍成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),汽車(chē)已成了人們出行必不可少的工具。但汽車(chē)的日益增多也帶來(lái)了能源浪費(fèi)、環(huán)境污染等問(wèn)題,人們呼吁節(jié)能減排、輕量化、綠色可持續(xù)發(fā)展的聲音愈加強(qiáng)烈。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autosandian2024121481.html

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新能源汽車(chē)三電系統(tǒng)由于新能源汽車(chē)電池箱工況環(huán)境惡劣,會(huì)受高低溫變化、撞擊、水等影響,因而對(duì)電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求較高。特別是電池托盤(pán),它長(zhǎng)時(shí)間地承受著蓄電池的重量,并受到運(yùn)行中的加減速變化、轉(zhuǎn)向、顛簸撞擊、高低溫變化等影響,而且它位于汽車(chē)的前艙里的前縱梁位置,易接觸到水、機(jī)油等液體,易腐蝕,因而電池托盤(pán)需具備高強(qiáng)度、耐腐蝕等性能。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autosandian2024121481.html

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新能源汽車(chē)動(dòng)力電池盒分為托盤(pán)和上蓋。電池托盤(pán),主要用于承載電池模塊,一般采用金屬制作,上蓋主要起密封、保護(hù)作用,可采用金屬或是復(fù)合材料制作,相對(duì)于托盤(pán)來(lái)說(shuō)更輕薄。動(dòng)力電池盒的主要作用是承載電池模塊,起到密封保護(hù)作用,對(duì)電池包的正常工作至關(guān)重要。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autosandian2024121481.html

鋼制電池托盤(pán)文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autosandian2024121481.html

其中傳統(tǒng)的電池托盤(pán)多采用鋼材制成,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、強(qiáng)度高,目前鋼制電池托盤(pán),主要采用的材料為高強(qiáng)鋼,其具有價(jià)格經(jīng)濟(jì),有優(yōu)良的加工及焊接性能,獲得許多公司的青睞,在實(shí)際路況中由于電池托盤(pán)受到不同工況的影響,如易受到碎石的沖擊等,而鋼托盤(pán)因?yàn)橛辛己玫目故^沖擊的能力。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autosandian2024121481.html

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但在輕量化方面存在局限,鋼材的重量較大,不利于提升整車(chē)的能效表現(xiàn):第一:其重量較大;第二:鋼制電池托盤(pán)的耐腐蝕性能較差;第三:鋼制電池托盤(pán)由于其剛性較差。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autosandian2024121481.html

鑄鋁電池托盤(pán)

鑄鋁電池托盤(pán),采用整體一次成型,其具有靈活的設(shè)計(jì)樣式,托盤(pán)成型后不需要進(jìn)行進(jìn)一步的焊接工序,因此其綜合力學(xué)性能較高;由于采用了鋁合金材料,因此其重量也進(jìn)一步降低,這種結(jié)構(gòu)電池托盤(pán)常用于小能量電池包中。

電池包結(jié)構(gòu)示意圖

擠壓鋁合金電池托盤(pán)具有高剛性、抗震動(dòng)、擠壓及沖擊等性能,其具有設(shè)計(jì)靈活、加工方便、易于修改等優(yōu)點(diǎn)。但是制造工席并比較多,焊接工藝復(fù)雜、焊接變形,接密封不嚴(yán)。鋁型材焊接電池托盤(pán)是目前主流的電池托盤(pán)設(shè)計(jì)方案,通過(guò)型材的拼接及加工來(lái)滿足不同的需求。

鑄鋁托盤(pán)將原本需要鉚接、沖壓、焊接復(fù)雜工藝化繁為簡(jiǎn),減少了加工工藝,減低了零件重量,實(shí)現(xiàn)了成本降低,提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

鎂合金托盤(pán)

采用更輕盈、更具性價(jià)比的新型材料,是實(shí)現(xiàn)電池箱體輕量化的重要措施。就目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看,鋁合金、鎂合金、碳纖維及工程塑料等新材料在電池箱上的應(yīng)用將成為大勢(shì)所趨。而其中,鎂合金是最輕的工程結(jié)構(gòu)材料,要比鋁合金還要輕30%,是實(shí)現(xiàn)電池箱體輕量化的重要利器。

鎂合金密度比鋁合金小33%,比鋼小77%;在同等剛性條件下,1磅鎂的堅(jiān)固程度等于1.8磅為鋁和2.1磅的鋼。鎂合金應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池箱上,從一款商務(wù)車(chē)原車(chē)鋁合金電池箱原重54 kg,采用鎂合金整體箱重量只有23kg,減輕了57%;輕量化效果非常顯著。

鎂加工企業(yè)深化與下游企業(yè)合作,鎂電池包結(jié)構(gòu)件需求有望放量。鎂合金托盤(pán)多采用壓鑄或擠壓成型工藝,其加工難度相對(duì)較高,但成品具有較高的精度和穩(wěn)定性且鎂合金具有極高的輕量化效果,能夠顯著提升新能源汽車(chē)的能效表現(xiàn)。但鎂合金的耐腐蝕性較差,需要進(jìn)行特殊的表面處理以提高其耐久性。此外,鎂合金的鑄造工藝和成本相對(duì)較高。

面對(duì)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)電池托盤(pán)的減重和降本增效成為行業(yè)發(fā)展的重要方向。

博主現(xiàn)就職于深圳市鴻栢科技實(shí)業(yè)有限公司, 從事焊接設(shè)備營(yíng)銷推廣及銷售工作15年,擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及資源,致力于中國(guó)汽車(chē)焊接設(shè)備營(yíng)銷推廣,歡迎廣大汽車(chē)制造焊接工藝與車(chē)身新材料連接技術(shù)研究的朋友們一起探討新技術(shù)、新設(shè)備。??
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