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电池托盘轻量化 选铝照样高强钢?

高工锂电手艺与应用2019/03/20 10:21:57

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电池托盘轻量化 选铝照样高强钢?

东森时时彩-时时彩东森平台-时时彩东森平台注册】新动力汽车动力电池,因自己重量弱点和能量密度需求抵触,在整车零件子系统中,轻量化需求显得特殊急切。

在动力电池中,托盘占去了电池系统重量的20~30%,实为主要结构件。是以在保证电池功效安然条件下,托盘的轻量化就成为电池结构件主要刷新目的之一。

从质料综合目的评价来看,铝合金材质,首先能知足车辆零部件网罗电池系统结构需求,依然是替换部门钢结构的 质料。

不外,高强钢板自己也在走轻量化手艺蹊径。是以,铝合金材质和轻量化高强钢板在质料选用的蹊径上一直泛起出胶着前行的状态。

胶着前行的铝和钢

由于顺应了产物的节能、环保、轻量化生长趋势,铝浅易都是企业完成轻量化的主要妄图。但是轻量化着实不是是车企选材时的唯 一考量因素,资源亦是。

东森时时彩不用置疑,铝轻量化效果 显着,是以在未来也将取得愈来愈普遍的应用。铝合金虽然资源偏高,但是其优良的可加工性、低密度(铝合金的密度为2.7g/cm)、耐侵蚀性、高可收受吸收循环应用等特点,优势显着,依然是完成电动化的新动力汽车轻量化历程的主要标志。

达克东森时时彩球咨询对北美车均铝用量阻拦了调研和意料,它们发现从1996年以来,铝在车辆中应用泛起出逐年增添的趋势,且自2012年泉源泛起爬升态势。2015年时车用铝含量曾经到达400磅/辆(约合181kg/辆),到2020年则逾越450磅/辆(约合204kg/辆),到2028年突破550磅/辆(约合249kg/辆)

东森时时彩虽然,受制于资自己分,铝合金在各个车型上应用,也不尽类似。

早期的特斯拉,应当是轻量化应用的守旧者。初时,Model S从车身到电池系统结构,铝材料占比均很年夜。由于,Model S其时的破费群体定位,是针对豪华客户。

特斯拉Model S是铝含量 高的车型。

东森时时彩但其他年夜众化车型选用资估平重量 高的却是享有资源优势的高强钢。例如日产Leaf、年夜众高尔夫、丰田普锐斯,它们更偏向于在高强钢板和异形钢下功夫。

因此可知,虽然铝合金轻量化生长应用趋势是清晰和晴明的,但是资自己分仍在制约着它年夜踏步向宿世长。这反倒有益于低资源的高强钢,详细体现为应用回潮。

东森时时彩特斯拉不全是手艺的放肆者,推敲资自己分,调剂铝用量也是公正的手艺行动。在Model 3设计中,设计思绪一改前期的“守旧”“豪华”,车身架构接纳钢铝混淆金属材质,降低了铝的应用占比。

就连名噪远播的年夜众MEB平台的设计者们,也注解要选低资源的钢板东森时时彩,而且体现新动力车辆不只仅是“富有阶级的时髦”。

着实,一种质料弗成能完全替换另外一种质料。任何一种质料,岂论是从资源角度、性能角度,都是各有所长,并行生长的。只能说,一种质料,在某一方面,能更好的切合手艺或市场生长须要而已。

铝质料在新动力的应用,主体照样轻量化需求、节能需求。现在,以40KWh的电池系统为例,假定接纳钢材结构,其资源可以控制在1千元以内;假定接纳铝型材东森时时彩拼焊壳体结构,在3~5千元之间。资源比例,铝合金依然是钢板材质的3~5倍。

铝在新动力的推行应用中,资自己分,依然是一只拦路虎。但是,这无误差手艺的前进和生长。

东森时时彩但我们须要了了的是,在现阶段,钢、铝特点差异带来的设计差异有哪些呢?

电池托盘结构设计更需“因材施教”

钢、铝材质在强度、抗疲劳、弹性模量、抗拉、抗压、抗剪、抗弯等特点参数方面,存在异常年夜的差异。接纳金属合金手艺,确切在某些方面,例如强度特点方面,较纯铝东森时时彩,取得异常显着的提升。然则,单一特点的强化,着实不代表本质特点转移和完全变换。特殊在车辆工程中,动、静态载荷下,特点差异,体现的加倍显着。

以是说,在结构设计中,虽然功效是完全类似的零件,铝合金结构也不克不及分歧于钢结构设计。

耐久以来,国际新动力车辆着实不是正向设计。车身结构或平台,都是从燃油车过渡而来。车身结构,并没有做太多顺应性修改和设计,这个时间的设计,电池托盘与车身结实职位和形式,也只能顺势而为。

东森时时彩但是,随着新动力市场镌汰年夜和普及,电池系统的功效安然愈来愈被看重,这类结构设计,没法知足新的功效需求。

关于前期临盆的新动力产物,在客户应用历程当中,产物吊耳开裂、IP掉落效、外部模组结构掉落效带来电性能掉落效等等误差,托盘吊耳职位结构设计的不公正,都是直接或直接的主要启事之一。

东森时时彩电池本体的密度异常高,做为承载电池模组的电池托盘或壳体,一直是处在重载荷状态当中。铝的疲劳性能只需钢的一半,弹性模量唯一钢的三分之一。

东森时时彩假定托盘吊耳承载超限,或不合吊耳受力差值年夜、不匀称,面临车辆严重年夜的路况,静态性能加倍低劣。铝材质在高振动、高应力集中状态下,更容易泛起疲劳状态,招致开裂、变形。

以是说,托盘在吊耳职位、内框架梁结构,泛起开裂等误差情形,以致模组结实点零落情形,也就无独占偶了。

托盘的铝制吊耳结实点应数目多,而且部署匀称。

东森时时彩不只云云,做到电池模组和承载的托盘完善无缺,也不是一件容易的事。经得起振动实验的磨练,也是磨练设计效果的 好措施。在实验阻拦中,经常会碰着内框架与托盘焊接的开裂、内框架支持梁体开裂。

开裂启事泉源剖析:

从质料特点剖析,误差点应力逾越了质料自己所能承载应力或应力集中。

从工艺角度,质料焊接时,招致的烧损,改变或削弱了质料的参数特点。

东森时时彩从结构角度,开裂的支持梁能否和内框架结构是一个所有。所有结构,更有益于应力疏散和应力匀称、振动频率不合。

Audi的电池托盘设东森时时彩,就是很好的案例。黄色箭头是受力的状态,外部经由历程匀称的框架,让应力取得公正的释放,同时与外部框架吊耳孔对应,让内外结构完善无缺。同时,也能反抗来自外部碰撞的破损。

东森时时彩托盘设计灵魂:铝外框架梁强度设计

东森时时彩前面提到托盘结构设计的内外完善无缺,外框架设计也是异常主要的。

从质料特点参数角度,铝的屈从强度和抗拉强度均低于钢。

铝及其合金的屈从强度和拉伸强度划分为30-500 N/sq mm和79-570 N/sq mm。钢的屈从强度和抗拉强度,划分在250-1000 N/sq mm和400-1250 N/sq mm规模内。

关系到托盘吊耳职位或结构设计,就必须推敲这个因素。

东森时时彩同时,铝的弹性模量比钢差,这个特点也是异常主要的,关系到结构的材质的疲劳或寿命。

东森时时彩车用铝合金应用主要网罗5×××系(Al-Mg系)6×××系(Al-Mg-Si系)等等。据明确,铝托盘主要接纳6系铝型材(材质的应用,还需进一步剖析和探索)。

电池铝托盘经常应用的几种结构类型

铝电池托盘,由于其重量轻,熔点低特点,浅易有几种形式:压铸铝托盘、挤压铝合金框架和铝板拼焊托盘(壳体)、模压上盖。

压铸铝托盘结构特点更多体现为一次压铸成型,增添了托盘结构焊接带来的质料烧损和强度效果,所有强度特点更好。

这类结构的托盘,框架结构特点不显着,但是,所有强度可以知足电池承截请求。有数于小能量电池系统结构。

东森时时彩挤压铝拼焊框架结构较量多见,也是较量无邪的一种结构。经由历程不合铝型材的拼焊、加工,可以知足种种能量年夜小的需求。同时,易于修改设计,易于调剂所用质料。

从资源的角度,较之压铸铝托盘,挤压铝拼焊框架结构占有一定的优势。虽然,随着量产数目的不合,这类资源优势能否存在,也不用定。

框架结构是托盘的一种结构形式,在前期“三+6”一文中,曾经详细作过形貌。框架结构更有益于轻量化,更利于不合结构的强度保证。

铝电池托盘结构形式,也因循了框架结构设计形式:外框体主要完成电池一切系统的承载功效;内框体主要完成对模组、水冷板等子模块的承载功效;在内外框体的中央防护面,主要完成电池组与外界的隔离、防护,例如,沙砾进击、防水、隔热等等。

小结

铝作为车辆轻量化的主要质料,必须容身全球市场,耐久关注其可一连性生长。同时,也要准确看待钢、铝在车辆应用中的资自己分和手艺前进的差异。

铝在设计中的准确应用,须要对材质特点的更深的明确。特殊是针对重载荷的电池托盘应用,还须要赓续探索,做到胸有定见,赓续积累应用履历,才干在轻量化的应用中游刃缺乏,赓续前进。

作者:匿名15905次浏览

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