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電池托盤輕量化,到底選鋁還是高強鋼?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年01月17日  

隨著現在經濟的快速發展,汽車成為我們出行的好伙伴。新能源汽車也成為發展的一個必然趨勢,說到新能源汽車,小編不得不帶領大家一起看一下,新能源汽車的電池托盤,它里面到底蘊含什么秘密?


新能源汽車動力電池,因自身重量缺陷和能量密度需求矛盾,在整車零件子系統中,輕量化需求顯得尤為迫切。在動力電池中,托盤占去了電池系統重量的20~30%,實為主要結構件。因此在保證電池功能安全前提下,托盤的輕量化就成為電池結構件主要改進目標之一。


從材料綜合方面來看,鋁合金材質,首先能滿足車輛零部件包括電池系統結構需求,仍然是替代部分鋼結構的首選材料。不過,高強鋼板自身也在走輕量化技術道路。因此,鋁合金材質和輕量化高強鋼板在材料選用的道路上一直呈現出膠著前行的狀態


膠著前行的鋁和鋼

隨著節能、環保發展趨勢,鋁一般是企業實現輕量化的主要方案,而它的價格較高,但是其優異的可加工性、低密度(鋁合金的密度為2.7g/cm)、耐腐蝕性、高可回收循環利用等特性,優勢明顯,仍然是實現電動化的新能源汽車輕量化進程的重要標志。


達克全球咨詢對北美車均鋁用量進行了調研和預測,它們發現從1996年以來,鋁在車輛中應用呈現出逐年增長的趨勢,且自2012年開始出現攀升態勢。2015年時車用鋁含量已經達到400磅/輛(約合181kg/輛),到2020年則超過450磅/輛(約合204kg/輛),到2028年突破550磅/輛(約合249kg/輛)。


盡管鋁合金輕量化發展應用趨勢是清晰和明朗的,但是成本因素仍在制約著它大踏步向前發展。這反倒有利于低成本的高強鋼,具體表現為應用回潮。大眾MEB平臺的設計者們,也表明要選低成本的鋼板,并且表示新能源車輛不僅僅是“富有階層的時尚”。


其實,一種材料不可能完全替代另外一種材料。任何一種材料,不管是從成本角度、性能角度,都是各有所長,并行發展的。只能說,一種材料,在某一方面,能更好的符合技術或市場發展需要而已。


電池托盤結構設計更需“因材施教”

鋼、鋁材質在強度、抗疲勞、彈性模量、抗拉、抗壓、抗剪、抗彎等特性參數方面,存在非常大的差異。采用金屬合金技術,確實在某些方面,例如強度特性方面,較純鋁,獲得非常顯著的提升。但鋁合金結構也不能等同于鋼結構設計。


鋁也有它的缺點


電池本體的密度非常高,做為承載電池模組的電池托盤或殼體,一直是處在重載荷狀態之中。鋁的疲勞性能只有鋼的一半,彈性模量僅有鋼的三分之一。


電池鋁托盤常用的幾種結構類型

鋁電池托盤,因為其重量輕,熔點低特點,一般有幾種形式:壓鑄鋁托盤、擠壓鋁合金框架和鋁板拼焊托盤(殼體)、模壓上蓋。


壓鑄鋁托盤


框架結構


從上面可以看出,鋁材料雖有缺點,但是它卻成為目前新能源汽車電池托盤的主要材料,從而來減輕汽車的總量。派克機器作為新能源汽車電池托盤生產線制造商,為電池托盤的加工制作提供全套的解決方案,滿足電池托盤精度需求。派克機器的加工中心對新能源汽車電池托盤的桿件和板件定制專用的氣動加工夾具進行加工,龍門加工中心對整個已焊接好的底座進行精密加工。


鋁作為車輛輕量化的重要材料,必須立足全球市場,長期關注其可持續性發展。鋁在設計中的正確應用,需要對材質特性有更深的理解。才能在輕量化的應用中游刃有余,不斷進步。


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