實現新能源汽車輕量化的主要途徑有哪些?
汽車輕量化是解決排放、耗能、環保的主要途徑和有效方法,減小汽車自重是汽車降低燃耗及減少排放的最有效措施之一。比如美國的PNGV計劃要求轎車自身質量減小40%。同時輕量化還對改善汽車的動力性有著重要影響。汽車輕量化不僅適用于傳統燃油汽車,對新能源電動汽車來說,減輕車身重量,實現汽車輕量化同樣很重要,因為它關系著新能源汽車最主要的續航問題。今天GLPOLY小編就和您一起分享國內知名新能源汽車廠商主要通過哪些途徑來實現新能源汽車輕量化的?
實現新能源汽車輕量化主要有以下兩個途徑:
1)在整車設計結構上進行優化,通過最少材料和車重實現安全和性能要求。
據統計,轎車車身、底盤(含懸掛系統)、發動機3大件約占一輛轎車總重量的65%,其中車身外、內覆蓋件的重量又居首位。我國客車車身骨架大多由型鋼焊接而成,客車車身和貨車車架也占相當大的比例,客車車身骨架通常采用局部加強的方法來加強強度,導致車身質量過大,有的12m大客車車身重量比輕量化車身重量多1 t。對大量客車車身結構的有限元分析和試驗表明,我國客車車身自重大多存在偏重現象,而且有很多結構件出現強度、剛度富余的現象。除小部分客車結構桿件受力比較大外(占10%左右),其余大部分桿件受力很小。因此,對客車車身結構進行輕量化設計,這是被認為當前切實可行的主要途徑。減少汽車的車身,車架重量就減少汽車總重量,是汽車輕量化的重要途徑。在方法上,可以采用有限元法、優化方法和拓撲方法。在保汽車車骨架和底架的剛度、強度、舒適性、安全性及工藝構造等因素的條件下,對車身結構進行尺寸優化、形狀優化及拓撲優化,減輕車身骨架、車身鋼板的重量。
2)在汽車零部件上采用輕量化材料。
這也是當前很多廠商正在大力推動的發展方向,行業數據表明車身每減重10%,可降低油耗6%~8%,燃油效率可提高5.5%。目前在輕量化領域具有優勢的材料包括高強度鋼、有色金屬合金(鋁合金、鎂合金等)、導熱界面材料及其它非金屬復合材料等。
汽車輕量化材料分析
鋁合金、鎂合金、鈦合金性能對比
其中鋁合金是當前實現汽車輕量化最為實際的材料之一,由于產品應用廣泛、工藝技術日趨成熟,其行業發展勢頭極為迅猛。例如汽車中的動力總成系統使用鋁鑄件已是極為常見的技術方案,包括廣東鴻圖、鴻特精密在內的國內鋁鑄件供應商也由此獲得了極佳的發展機會,其出口比例也逐漸增大,其競爭力已經逐步超越傳統國際廠商且上升趨勢極為明顯。此外市場關注度最高的新能源汽車車型也大量采用鋁合金部件。譬如特斯拉使用全鋁車身,結構件中九成使用鋁合金,寶馬i系列、比亞迪騰勢、江淮iEV5、長安純電動版逸動在底盤、動力總成部件也普遍使用鋁合金,以降低整車重量。
國內鋁鑄件企業外銷比例逐步上升
北美鋁鑄件企業數量下降逾三成
另外鎂合金產品因其比重小,強度高、導熱導電性能好,并具有很好的電磁屏蔽、阻尼性、減振性、切削加工性等優點,是輕量化的新興材料。鎂合金在汽車零部件領域應用領域極為廣泛,包括儀表板、動力總成、前端支架、座椅架、托架、蓋板及其他結構件等。目前全球鎂合金在汽車、摩托車方面的年用量接近25萬噸,2015年國內汽車零部件行業鎂合金用量預計可達3萬噸?,F階段國內單車鎂合金用量為僅為1.5千克,這一數字對標歐美日發達國家尚存在很大差距。隨著國內油耗標準的不斷收緊,預計至2020年中國的單車鎂合金用量將逐步接近美國當前用量水準(約3.5千克),行業復合增速可達23%,而一些國內廠商(含海外投資產業)包括近期擬通過定增方式注入萬豐奧威的全球鎂合金零件巨頭鎂瑞丁將獲得巨大的成長空間。
鎂合金行業空間測算
導熱硅膠片在新能源汽車動力電池包起著非常重要的傳導熱量的作用,它可以使動力電池中的大量熱量快速傳出,讓動力電池可以在安全、可靠的溫度環境中運行,為新能源汽車的安全保駕護航。再加上導熱硅膠片在動力電池中的用量比較大,通常一個動力電池包要用上少則十幾片多則幾十片,所以使用輕量化導熱硅膠片替代傳統導熱硅膠片為新能源汽車減負從而實現輕量化是一種趨勢,也是一個有效可行的方法。
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輕量化導熱硅膠片系列規格書
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