Status Terkini Pengembangan Paduan Aluminium Ringan untuk Kendaraan Berenergi Baru

 

Pendekatan teknis untuk bobot ringan kendaraan energi baru

 

Saat ini, ada tiga pendekatan teknis utama untuk kendaraan energi baru yang ringan:
① Material ringan, terutama menggunakan baja berkekuatan tinggi, paduan aluminium, paduan magnesium, paduan titanium dan material komposit;
② Struktural ringan, terutama mengoptimalkan ukuran dan bentuk, topologi, dll.;
③ Proses ringan, terutama menggunakan proses manufaktur canggih seperti proses pembentukan hidrolik, proses pembentukan penyambungan laser, dll.

 

Keunggulan bahan paduan aluminium ringan untuk kendaraan energi baru

 

Di antara material ringan saat ini, paduan aluminium memiliki kekuatan tinggi dibandingkan dengan baja berkekuatan tinggi, dapat mengurangi berat bodi kendaraan hingga tingkat terbesar, memiliki efek pengurangan berat yang baik, dan memiliki ketahanan korosi yang kuat, kesulitan daur ulang yang rendah, tingkat daur ulang yang tinggi, dan memiliki keunggulan perlindungan lingkungan yang hijau, yang dapat mewujudkan daur ulang dan penggunaan kembali sumber daya aluminium dalam rantai industri otomotif; dibandingkan dengan paduan magnesium, paduan aluminium memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan lebih mudah diproses, dan paduan magnesium saat ini terutama merupakan paduan Mg-AI, dan harga kendaraan energi baru yang langsung menggunakan paduan aluminium lebih rendah; dibandingkan dengan paduan titanium, paduan aluminium memiliki sensitivitas yang relatif rendah terhadap parameter pemrosesan.

 

Jadi, penerapan paduan aluminium memiliki keunggulan biaya yang lebih besar: dibandingkan dengan material komposit seperti plastik dan serat karbon, paduan aluminium memiliki prospek yang lebih besar untuk aplikasi skala besar karena rendahnya tingkat penelitian dan pengembangan aktual serta penerapan material komposit, yang tidak dapat diproduksi secara massal. Oleh karena itu, paduan aluminium telah menjadi material ringan yang disukai untuk kendaraan energi baru saat ini, sambil memastikan kualitas, keamanan, dan ekonomi kendaraan energi baru, mengurangi bobot kendaraan dan meningkatkan daya jelajah kendaraan.

 

 

Teknologi pembentukan paduan aluminium untuk kendaraan energi baru

 

Teknologi pembentukan paduan aluminium untuk kendaraan energi baru terutama didasarkan pada teknologi pembentukan pengecoran dan teknologi pembentukan semi-padat. Selain itu, ada pembentukan ekstrusi, pembentukan tempa, dll. Teknologi pembentukan pengecoran adalah teknologi pembentukan yang paling penting untuk paduan aluminium untuk energi baru, termasuk pengecoran tekanan, pengecoran ekstrusi, pengecoran presisi, dll. Di antara mereka, produk aluminium yang dibentuk oleh teknologi pembentukan die-casting memiliki tingkat skrap yang rendah, akurasi dimensi pembentukan yang tinggi, dan kualitas pembentukan yang baik, dan merupakan yang paling banyak digunakan. Teknologi pembentukan semi-padat adalah teknologi pembentukan baru. Ketika paduan aluminium berada dalam keadaan semi-larut antara padat dan cair, ia dapat memperoleh pengisian yang lebih baik. Ketika dibentuk sesuai dengan itu, ia dapat meningkatkan akurasi pembentukan dan memperoleh efek pembentukan yang lebih baik. Namun, teknologi ini belum diterapkan secara matang dan tidak dapat digunakan untuk memproduksi produk paduan aluminium secara massal.

 

Klasifikasi paduan aluminium pada kendaraan energi baru yang ringan

 

Paduan aluminium yang digunakan dalam kendaraan energi baru terutama dibagi menjadi paduan aluminium cor, paduan aluminium deformasi, bahan aluminium berbusa, dan bahan komposit berbasis aluminium. Kualitas pembentukan paduan aluminium cor stabil dan cocok untuk produksi massal. 77% produk aluminium dalam mobil adalah paduan aluminium cor. Karena dibentuk dalam bentuk pengecoran, ia banyak digunakan dalam komponen kendaraan energi baru yang kompleks seperti roda dan cakram rem. Paduan aluminium deformasi memiliki kekuatan dan plastisitas tinggi, struktur rapat, dan komposisi seragam. Mereka dapat dibagi menjadi dua kategori: aluminium deformasi yang tidak dapat diolah dengan panas yang diwakili oleh aluminium murni atau paduan seri AI-S dan aluminium deformasi yang dapat diolah dengan panas yang diwakili oleh paduan seri AI-Mg-Si.

 

Mereka banyak digunakan dalam komponen kendaraan energi baru seperti pintu mobil, bemper, dan penukar panas. Sebagai bahan berpori, aluminium berbusa memiliki sifat penyerapan guncangan dan peredaman yang baik karena adanya gelembung dalam matriks logamnya. Ini digunakan dalam beberapa komponen pendukung kendaraan energi baru untuk meningkatkan keselamatan tabrakan komponen yang sesuai. Dibandingkan dengan emas yang tidak diperkuat, bahan komposit berbasis aluminium memiliki bobot yang lebih ringan dan ketahanan aus yang sangat baik. Mereka cocok untuk kondisi kerja yang keras dan digunakan dalam komponen dalam sistem baterai tegangan tinggi.

 

 

Kendaraan energi baru terutama terdiri dari tiga bagian: sistem penggerak listrik, sistem catu daya, dan sistem bantu. Paduan aluminium telah banyak digunakan dalam bodi, sasis, kotak baterai, dll. kendaraan energi baru.

 

Aplikasi ringan bodi kendaraan energi baru

 

Pada kendaraan energi baru, bodi kendaraan menyumbang sebagian besar bobot kendaraan. Penggunaan material paduan aluminium pada bodi dapat mengurangi bobot kendaraan sekaligus meningkatkan jarak tempuh. Pelat paduan aluminium untuk bodi kendaraan energi baru sebagian besar adalah paduan aluminium seri 6-, seperti 6014, 6016, dll. Paduan aluminium seri 6- memiliki kemampuan bentuk, kinerja keliman, penyikatan cat, kinerja pemanggangan yang sangat baik, dan tidak mudah membentuk riak yang tidak dapat dihilangkan pada permukaan bodi. Oleh karena itu, paduan ini banyak digunakan dalam penutup eksterior bodi, seperti bodi aluminium Weilai dan Tesla.

 

Paduan aluminium seri 5- memiliki kinerja pembentukan yang sangat baik dan mudah untuk membentuk komponen yang rumit. Paduan ini merupakan material pilihan untuk komponen struktural kendaraan energi baru dan penutup interior, seperti panel bagian dalam pintu belakang paduan aluminium seri 5- dari Land Rover Discovery 4, panel bagian dalam pintu paduan aluminium seri 5- dari Mercedes-Benz S-Class, dan panel luar kap dari Great Wall VV7. Namun, material seri 5- rentan membentuk garis selama proses pembentukan, sehingga perlu dikontrol selama proses pembentukan. Selain itu, seiring dengan meningkatnya kandungan aluminium pada bodi kendaraan energi baru, perlu dilakukan peningkatan penelitian tentang aplikasi bodi dalam teknologi pembentukan paduan aluminium, perawatan, dll., untuk mengurangi biaya produksi bodi paduan aluminium, sehingga bodi paduan aluminium juga dapat dipopulerkan pada kendaraan energi baru kelas bawah.

 

Aplikasi ringan dari sasis kendaraan energi baru

 

Sasis mobil terutama terdiri dari empat bagian: sistem transmisi, sistem penggerak, sistem kemudi, dan sistem kontrol. Dibandingkan dengan mobil tradisional, sistem transmisi kendaraan energi baru telah berubah dari transmisi berbasis mesin asli menjadi tiga skema: transmisi motor tunggal, transmisi motor utama + motor hub roda, dan transmisi poros ganda motor ganda. Selain itu, sistem rotasi dan sistem pengereman kendaraan energi baru juga telah berubah. Karena kendaraan energi baru membatalkan mesin, power steering hidrolik asli telah diubah menjadi power steering elektrik, dan pompa pendorong vakum hidrolik telah diubah menjadi pompa pendorong vakum elektrik.

 

Oleh karena itu, peran sasis kendaraan energi baru sama dengan sasis mobil tradisional. Perbedaannya adalah posisi penyangga dan pemasangan mesin telah berubah menjadi penyangga dan pemasangan sistem penggerak motor yang sebagian besar terdiri dari unit modul baterai. Saat ini, material utama sasis mobil adalah baja TRIP. Oleh karena itu, dalam proses desain sasis kendaraan energi baru, paduan aluminium dapat dipilih untuk menggantikan material baja TRIP guna mencapai desain mobil ringan. Saat ini, pengecoran paduan aluminium YL118, ZL119, ZL120, dll. juga telah digunakan dengan baik pada sasis mobil. Misalnya, Ford Motor Company di Amerika Serikat menggunakan paduan aluminium pada cakram rem mobil, Cadillac, Land Rover, dan lainnya menggunakan paduan aluminium pada sistem suspensi mobil, dan NIO menggunakan teknologi die-casting vakum tinggi untuk membuat menara peredam kejut paduan aluminium.

 

Aplikasi ringan baki baterai kendaraan energi baru

 

Dibandingkan dengan kendaraan berbahan bakar tradisional, baterai listrik merupakan komponen sistem tenaga unik dari kendaraan energi baru. Pada kendaraan energi baru, baterai listrik menyumbang sekitar 30% dari total massa kendaraan, yang mana berat kotak baterai menyumbang sekitar 20% dari berat baterai listrik. Oleh karena itu, tren umum adalah mencapai pengembangan kotak baterai listrik yang ringan. Keunggulan material paduan aluminium, seperti kepadatan rendah, pembuangan panas yang baik, sifat kimia yang stabil, dan die-casting yang baik, menjadikannya arah utama aplikasi material kotak baterai.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Saat ini, struktur kotak dari paket baterai kendaraan energi baru terutama terdiri dari penutup kotak atas, baki baterai, dan cangkang bawah. Sebagai komponen penahan beban dari paket baterai, apakah struktur dan tata letak kotak bawah paket baterai masuk akal secara langsung terkait dengan masa pakai paket baterai. Oleh karena itu, dalam desain struktur profil paduan aluminium dari kotak bawah, selain mempertimbangkan ringan dan penipisan sedang selama proses stamping, juga perlu mempertimbangkan kompleksitas permukaan jalan dan kemungkinan bentuk tabrakan yang beragam selama mengemudi kendaraan energi baru, mengoptimalkan struktur area yang sesuai, meningkatkan tulang rusuk penguat dengan tepat, meningkatkan kekakuan kotak, dan secara efektif menghindari deformasi benturan. Misalnya, Tesla, BYD, CATL, Weilai, dll. semuanya telah memproduksi yang sesuaikotak baterai aluminium, mencapai tujuan menjadi ringan sambil mencapai kekuatan tinggikotak baterai.

 

 

Dari pengelasan laser hingga hot stamping hingga teknologi die-casting terpadu, penerapan berbagai teknologi baru tidak hanya meningkatkan efisiensi produksi dan kualitas produk, tetapi juga mendorong transformasi hijau dan pembangunan berkelanjutan di seluruh industri. Jika Anda tertarik dengan produk paduan aluminium, silakan klik tautan di bawah ini.

 

https://www.stamping-welding.com/search/Aluminum.html