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新能源汽車續航性提升:輕量化材料是關鍵

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時間:1900/1/1 0:00:00

毫無疑問,輕量化已經成為新能源汽車未來的發展趨勢。2016年10月,清華大學教授、國家戰略咨詢委員會高歐陽明發布的節能與新能源汽車技術路線圖備受關注。顯然,輕量化技術的發展已經上升到了國家層面。其中,路線圖包括七個方向,包括節能汽車、純電動和混合動力汽車、燃料電池汽車、智能網聯汽車和汽車制造、動力電池技術和汽車制造技術,如下圖所示。

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

輕量化技術領域的相關研究表明,重量的減輕直接意味著巡航航程的增加。例如,如果純電動汽車的車重減少10公斤,續航里程可以增加2.5公里。中國科學院楊元生教授在接受采訪時表示,他也同意這一結論,并補充說,要提高電動汽車的續航里程,除了加強電池和驅動系統外,這也離不開車身的輕量化程度,而車身輕量化最明顯的特點就是材料的選擇。目前,新能源汽車使用的輕量化材料主要包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維。

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輕質材料的選擇接下來,小編將整理以下幾種輕質材料的特點和應用,供大家參考。1.輕質材料——高強度鋼新能源汽車領域使用的高強度鋼根據不同的強化機制可分為常規高強度鋼(常規高速鋼)和高級高強度鋼。先進的高強度鋼在滿足技術性能的同時,具有更好的延展性和更高的輕量化潛力。

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高強度鋼的屈服強度目前,高強度鋼在國際主流汽車中的比例已達到70%以上,高強度鋼材在自主品牌中的應用已達到45%。據了解,中國是高強度鋼應用最普遍的國家,車身比例接近50%,未來預計高達60-65%。然而,超高強度和先進的高強度鋼遠遠落后,目前的比例僅為5%,未來有望有三倍的提升空間。

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高強度鋼車身行業專家認為,高強度鋼在防撞性能、加工技術和成本方面比鋁鎂合金具有明顯優勢,可以滿足降低汽車質量和提高碰撞安全性的雙重需求,甚至從性價比角度來看,它是目前滿足車身輕量化和提高碰撞安全性的最佳材料。2.輕質材料鋁合金鋁的密度只有鋼的1/3,但導熱系數是鐵的3倍多。最值得注意的是,鋁代替鋼的結構設計優化可以實現二次減重,效果可以直接降低50%-100%。相關研究表明,1公斤鋁可替代2.25公斤鋼,減重率高達125%,在整個使用壽命周期內可減少20公斤廢氣排放。由此可見,鋁合金以其高強度、可回收性、耐腐蝕性、低密度等優質財產成為汽車減重的首選。鋁在汽車中的使用量將迅速增加,汽車用鋁將進入黃金期。

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

在國內車企對鋁合金材料的應用中,不得不提到奇瑞新能源。該公司推出的新一代純電動迷你車小螞蟻(代號eQ1)采用了“全鋁s……”的組合形式……

“ce結構+全復合材料外罩”結構,很好地控制了車身的重量,降低了制造成本,實現了更好的車身輕量化。

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

小螞蟻

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

全鋁框架+復合材料外蓋,但全鋁車身的不足不容小覷。當車身因碰撞而受損時,很難對鋁合金材料進行整形。一旦操作不當,零件很可能會破裂甚至斷裂。一般鋁合金零件損壞后,如果不能很好地調整鈑金工藝,只能整體更換。此外,鋁合金材料需要特殊的焊接技術。因此,全鋁車身意味著以后的維護成本可能更高。作為全球純電動汽車的先驅,特斯拉早已開始在輕量化汽車的道路上探索。其標志性的Model S車身采用了大量鋁合金,通過特殊的焊接技術實現了鋁合金部件和鋼構件之間的連接。

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特斯拉MODEL 3全鋁車身無疑,輕量化已經成為新能源汽車未來的發展趨勢。2016年10月,清華大學教授、國家戰略咨詢委員會高歐陽明發布的節能與新能源汽車技術路線圖備受關注。顯然,輕量化技術的發展已經上升到了國家層面。其中,路線圖包括七個方向,包括節能汽車、純電動和混合動力汽車、燃料電池汽車、智能網聯汽車和汽車制造、動力電池技術和汽車制造技術,如下圖所示。

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

輕量化技術領域的相關研究表明,重量的減輕直接意味著巡航航程的增加。例如,如果純電動汽車的車重減少10公斤,續航里程可以增加2.5公里。中國科學院楊元生教授在接受采訪時表示,他也同意這一結論,并補充說,要提高電動汽車的續航里程,除了加強電池和驅動系統外,這也離不開車身的輕量化程度,而車身輕量化最明顯的特點就是材料的選擇。目前,新能源汽車使用的輕量化材料主要包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維。

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輕質材料的選擇接下來,小編將整理以下幾種輕質材料的特點和應用,供大家參考。1.輕質材料——高強度鋼新能源汽車領域使用的高強度鋼根據不同的強化機制可分為常規高強度鋼(常規高速鋼)和高級高強度鋼。先進的高強度鋼在滿足技術性能的同時,具有更好的延展性和更高的輕量化潛力。

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高強度鋼的屈服強度目前,高強度鋼在國際主流汽車中的比例已達到70%以上,高強度鋼材在自主品牌中的應用已達到45%。據了解,中國是高強度鋼應用最普遍的國家,車身比例接近50%,未來預計高達60-65%。然而,超高強度和先進的高強度鋼遠遠落后,目前的比例僅為5%,未來有望有三倍的提升空間。

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

高強度鋼車身行業專家認為,高強度鋼在防撞性能、加工技術等方面比鋁、鎂合金有明顯優勢……

d成本,可以滿足降低汽車質量和提高碰撞安全性的雙重需求,甚至從成本和性能的角度來看,它是目前滿足車身輕量化和提高碰撞安全的最佳材料。2.輕質材料鋁合金鋁的密度只有鋼的1/3,但導熱系數是鐵的3倍多。最值得注意的是,鋁代替鋼的結構設計優化可以實現二次減重,效果可以直接降低50%-100%。相關研究表明,1公斤鋁可替代2.25公斤鋼,減重率高達125%,在整個使用壽命周期內可減少20公斤廢氣排放。由此可見,鋁合金以其高強度、可回收性、耐腐蝕性、低密度等優質財產成為汽車減重的首選。鋁在汽車中的使用量將迅速增加,汽車用鋁將進入黃金期。

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

在國內車企對鋁合金材料的應用中,不得不提到奇瑞新能源。該公司推出的新一代純電動迷你車小螞蟻(代號eQ1)在結構上采用了“全鋁空間結構+全復合材料外罩”的組合形式,很好地控制了車身的重量,降低了制造成本,實現了更好的車身輕量化。

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

小螞蟻

Little Ant, Tesla, Chery, Chery New Energy, Model S

全鋁框架+復合材料外蓋,但全鋁車身的不足不容小覷。當車身因碰撞而受損時,很難對鋁合金材料進行整形。一旦操作不當,零件很可能會破裂甚至斷裂。一般鋁合金零件損壞后,如果不能很好地調整鈑金工藝,只能整體更換。此外,鋁合金材料需要特殊的焊接技術。因此,全鋁車身意味著以后的維護成本可能更高。作為全球純電動汽車的先驅,特斯拉早已開始在輕量化汽車的道路上探索。其標志性的Model S車身采用了大量鋁合金,通過特殊的焊接技術實現了鋁合金部件和鋼構件之間的連接。

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特斯拉MODEL 3全鋁車身

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