出于環(huán)保和節(jié)能等需要,輕量化已是汽車發(fā)展的必然趨勢。汽車輕量化對減輕車身重量、減少耗油量和減排至關重要。汽車輕量化可以通過先進的制造工藝、輕量化材料、結構化設計等途徑實現(xiàn),輕質材料包括鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維、碳纖復合材料等等。
“國內(nèi)汽車車身輕量化將帶來鋁黃金期”,日前在濱州舉辦的世界高端鋁業(yè)高峰論壇上,重慶大學材料科學與工程學院教授賈志宏表示。從輕量化、節(jié)能、環(huán)保等綜合性能方面考慮,鋁合金是汽車輕量化選材料,已有多國致力于汽車用鋁合金的研究。研究表明,汽車每應用1kg鋁材,可獲得2kg的減重效果;汽車每減重10%,油耗可降低6%-8%,尾氣排放量可減少4%。
汽車輕量化鋁合金型材
鋁合金材料可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。其中,變形鋁合金可用于車身系統(tǒng)部件、熱交換器系統(tǒng)部件、廂式貨車等方面;鑄造鋁合金可用于發(fā)動機系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、離合器踏板、方向盤等方面。鋁合金具有比強度高、耐腐蝕和良好的加工成形性,熱處理后強度可與鋼的媲美,因此可作為理想的汽車輕量化材料,當前以及今后一段時期內(nèi),鋁合金材料是汽車輕量化的主要選擇替代材料。
與國外先進汽車相比,我國鋁合金板在汽車領域的應用與汽車制造業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距。在汽車工業(yè)發(fā)達國家,18%的鋁材用于汽車制造,每輛汽車的平均用鋁量為140kg左右,并以每年20%-30%的速度增長。據(jù)悉,我國已出臺相關政策支持高品質鋁合金汽車板產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)報道,日前德國西格里碳素公司(SGL Carbon)宣布與蔚來(NIO)達成合作。SGL將為蔚來研發(fā)碳纖維增強型塑料電池外殼原型,該電池外殼比傳統(tǒng)的鋁或鋼制電池外殼輕40%,具有高剛性,而且比鋁的熱導率低200倍。據(jù)了解,目前電動車的動力電池包外殼大多數(shù)是由鋁和鋼制成。
汽車輕量化鋁合金型材
在動力電池中,托盤占去了電池系統(tǒng)重量的20~30%,實為主要結構件。鋁合金材質,首先能滿足車輛零部件包括電池系統(tǒng)結構需求,能替代部分鋼結構的材料。車用鋁合金應用主要包括5×××系(Al-Mg)和6×××系(Al-Mg-Si)等等,鋁托盤主要采用6系鋁型材(材質的應用,還需進一步分析和摸索)。
6系鋁合金強度適中,成形性和耐蝕性好,綜合性能優(yōu)良,進行固溶淬火和自然時效處理后屈服強度較低,具有良好的沖壓成形性,而且在烤漆處理后強度提高,抗凹陷能力增強,因此該材料是汽車輕量化的優(yōu)選材料。
汽車的安全不是依靠鐵皮的厚度來衡量的,而是靠車身結構的安全設計。近些年世界各國都在研發(fā)輕量化車身,減少排量,推行新能源,汽車輕量化才是以后汽車的發(fā)展趨勢。鋁合金作為汽車輕量化的重要材料,必須立足全球市場,長期關注其可持續(xù)性發(fā)展。