الوضع الحالي لتطوير سبائك الألومنيوم خفيفة الوزن للسيارات التي تعمل بالطاقة الجديدة

 

الأساليب التقنية لتقليل وزن المركبات العاملة بالطاقة الجديدة

 

في الوقت الحاضر، هناك ثلاثة أساليب تقنية رئيسية للسيارات الخفيفة الوزن الجديدة العاملة بالطاقة:
① مادة خفيفة الوزن، تستخدم بشكل أساسي الفولاذ عالي القوة، وسبائك الألومنيوم، وسبائك المغنيسيوم، وسبائك التيتانيوم، والمواد المركبة؛
② خفيف الوزن هيكليًا، مع تحسين الحجم والشكل والطوبولوجيا بشكل أساسي، وما إلى ذلك؛
③ عملية خفيفة الوزن، تستخدم بشكل أساسي عمليات تصنيع متقدمة مثل عملية التشكيل الهيدروليكي، وعملية تشكيل الوصل بالليزر، وما إلى ذلك.

 

مزايا استخدام مواد سبائك الألومنيوم خفيفة الوزن في المركبات ذات الطاقة الجديدة

 

من بين المواد الخفيفة الوزن الحالية، تتمتع سبائك الألومنيوم بقوة عالية مقارنة بالفولاذ عالي القوة، ويمكنها تقليل وزن جسم السيارة إلى أقصى حد، ولها تأثيرات جيدة في تقليل الوزن، ولديها مقاومة قوية للتآكل، وصعوبة إعادة تدوير منخفضة، ومعدل إعادة تدوير مرتفع، ولها مزايا حماية البيئة الخضراء، والتي يمكن أن تحقق إعادة تدوير وإعادة استخدام موارد الألومنيوم في سلسلة صناعة السيارات؛ بالمقارنة مع سبائك المغنيسيوم، تتمتع سبائك الألومنيوم بقوة أعلى وأسهل في المعالجة، وسبائك المغنيسيوم الحالية هي في الأساس سبائك Mg-AI، وسعر المركبات الجديدة التي تستخدم سبائك الألومنيوم مباشرة أقل؛ بالمقارنة مع سبائك التيتانيوم، تتمتع سبائك الألومنيوم بحساسية منخفضة نسبيًا لمعلمات المعالجة.

 

لذلك فإن تطبيق سبائك الألومنيوم له ميزة تكلفة أكبر: مقارنة بالمواد المركبة مثل البلاستيك وألياف الكربون، تتمتع سبائك الألومنيوم بآفاق أكبر للتطبيق على نطاق واسع بسبب المستوى المنخفض للبحث والتطوير الفعلي وتطبيق المواد المركبة، والتي لا يمكن إنتاجها بكميات كبيرة. لذلك، أصبحت سبائك الألومنيوم المادة الخفيفة الوزن المفضلة لمركبات الطاقة الجديدة في الوقت الحاضر، مع ضمان جودة وسلامة واقتصاد مركبات الطاقة الجديدة، وتقليل وزن السيارة وزيادة مدى إبحار السيارة.

 

 

تكنولوجيا تشكيل سبائك الألومنيوم للمركبات ذات الطاقة الجديدة

 

تعتمد تقنية تشكيل سبائك الألومنيوم لمركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي على تقنية تشكيل الصب وتقنية تشكيل شبه الصلب. بالإضافة إلى ذلك، هناك تشكيل البثق، وتشكيل الطرق، وما إلى ذلك. تعد تقنية تشكيل الصب أهم تقنية تشكيل لسبائك الألومنيوم للطاقة الجديدة، بما في ذلك الصب تحت الضغط، والصب بالبثق، والصب الدقيق، وما إلى ذلك. من بينها، تتمتع منتجات الألومنيوم المشكلة بتقنية تشكيل الصب بالقالب بمعدل خردة منخفض ودقة عالية في أبعاد التشكيل وجودة تشكيل جيدة، وهي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. تعد تقنية تشكيل شبه الصلب تقنية تشكيل جديدة. عندما تكون سبائك الألومنيوم في حالة شبه قابلة للذوبان بين الصلبة والسائلة، يمكنها الحصول على حشو أفضل. عند تشكيلها وفقًا لذلك، يمكنها تحسين دقة التشكيل والحصول على تأثيرات تشكيل أفضل. ومع ذلك، لم يتم تطبيق هذه التقنية بشكل ناضج بعد ولا يمكن استخدامها لإنتاج منتجات سبائك الألومنيوم بكميات كبيرة.

 

تصنيف سبائك الألومنيوم في المركبات الخفيفة الوزن ذات الطاقة الجديدة

 

تنقسم سبائك الألومنيوم المستخدمة في مركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي إلى سبائك الألومنيوم المصبوب وسبائك الألومنيوم المشوهة ومواد الألومنيوم الرغوية والمواد المركبة القائمة على الألومنيوم. جودة تشكيل سبائك الألومنيوم المصبوب مستقرة ومناسبة للإنتاج الضخم. 77٪ من منتجات الألومنيوم في السيارات هي سبائك الألومنيوم المصبوب. نظرًا لأنه يتم تشكيله على شكل صب، فإنه يستخدم على نطاق واسع في مكونات مركبات الطاقة الجديدة المعقدة مثل العجلات وأقراص الفرامل. تتمتع سبائك الألومنيوم المشوهة بقوة ومرونة عالية وبنية محكمة وتكوين موحد. يمكن تقسيمها إلى فئتين: الألومنيوم المشوه غير القابل للمعالجة الحرارية والممثل بالألومنيوم النقي أو سبائك سلسلة AI-S والألومنيوم المشوه القابل للمعالجة الحرارية والممثل بسبائك سلسلة AI-Mg-Si.

 

تُستخدم على نطاق واسع في مكونات المركبات ذات الطاقة الجديدة مثل أبواب السيارات والمصدات والمبادلات الحرارية. نظرًا لكونه مادة مسامية، يتمتع الألومنيوم الرغوي بخصائص امتصاص الصدمات والتخميد الجيدة بسبب وجود فقاعات في مصفوفة المعدن الخاصة به. يتم استخدامه في بعض المكونات الداعمة للمركبات ذات الطاقة الجديدة لتحسين سلامة الاصطدام للمكونات المقابلة. بالمقارنة مع الذهب غير المقوى، تتمتع المواد المركبة القائمة على الألومنيوم بوزن أخف ومقاومة ممتازة للتآكل. إنها مناسبة لظروف العمل القاسية وتُستخدم في مكونات أنظمة البطاريات عالية الجهد.

 

 

تتكون المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء: نظام القيادة الكهربائية، ونظام إمداد الطاقة، ونظام المساعدة. وقد تم استخدام سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في هيكل المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة، وهيكلها، وصندوق البطارية، وما إلى ذلك.

 

تطبيق خفيف الوزن لجسم السيارة بالطاقة الجديدة

 

في المركبات ذات الطاقة الجديدة، يشكل الجسم نسبة كبيرة من وزن المركبة. يمكن أن يؤدي استخدام مواد سبائك الألومنيوم في الجسم إلى تقليل وزن المركبة مع زيادة مدى القيادة. تتكون ألواح سبائك الألومنيوم لجسم المركبات ذات الطاقة الجديدة بشكل أساسي من سبائك الألومنيوم من سلسلة 6-، مثل 6014 و6016 وما إلى ذلك. تتمتع سبائك الألومنيوم من سلسلة 6- بقدرة ممتازة على التشكيل، وأداء الحاشية، وفرشاة الطلاء، وأداء الخبز، ولا تتشكل تموجات غير قابلة للإزالة بسهولة على سطح الجسم. لذلك، يتم استخدامها على نطاق واسع في أغطية الجسم الخارجية، مثل هياكل الألومنيوم بالكامل من Weilai وTesla.

 

تتميز سبائك الألومنيوم من سلسلة 5- بأداء تشكيل ممتاز ويسهل تشكيل الأجزاء المعقدة. إنها المادة المفضلة لأجزاء هيكل المركبات ذات الطاقة الجديدة والأغطية الداخلية، مثل اللوحة الداخلية للباب الخلفي من سبائك الألومنيوم من سلسلة 5- لسيارة لاند روفر ديسكفري 4، واللوحة الداخلية للباب من سبائك الألومنيوم من سلسلة 5- لسيارة مرسيدس بنز إس كلاس، واللوحة الخارجية لغطاء محرك السيارة لسيارة جريت وول VV7. ومع ذلك، فإن مادة سلسلة 5- معرضة لخطوط التشكيل أثناء عملية التشكيل، لذلك يجب التحكم فيها أثناء عملية التشكيل. بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة محتوى الألومنيوم في هياكل المركبات ذات الطاقة الجديدة، من الضروري زيادة البحث في تطبيقات الهيكل في تكنولوجيا تشكيل سبائك الألومنيوم والصيانة وما إلى ذلك، لتقليل تكلفة تصنيع هياكل سبائك الألومنيوم، بحيث يمكن أيضًا تعميم هياكل سبائك الألومنيوم في المركبات ذات الطاقة الجديدة منخفضة التكلفة.

 

تطبيق خفيف الوزن لهيكل السيارة التي تعمل بالطاقة الجديدة

 

يتكون هيكل السيارة بشكل أساسي من أربعة أجزاء: نظام النقل، ونظام القيادة، ونظام التوجيه، ونظام التحكم. بالمقارنة مع السيارات التقليدية، تغير نظام نقل الحركة في مركبات الطاقة الجديدة من ناقل الحركة الأصلي القائم على المحرك إلى ثلاثة مخططات: ناقل حركة أحادي المحرك، وناقل حركة رئيسي + محرك محور العجلة، وناقل حركة مزدوج المحرك ثنائي المحور. بالإضافة إلى ذلك، تغير أيضًا نظام الدوران ونظام الكبح في مركبات الطاقة الجديدة. نظرًا لأن مركبات الطاقة الجديدة تلغي المحرك، فقد تم تغيير نظام التوجيه الهيدروليكي الأصلي إلى نظام التوجيه الكهربائي، وتم تغيير مضخة التعزيز الفراغي الهيدروليكي إلى مضخة تعزيز فراغ كهربائية.

 

لذلك، فإن دور هيكل المركبات ذات الطاقة الجديدة هو نفس دور هيكل السيارة التقليدية. والفرق هو أن موقف دعم وتثبيت المحرك قد تغير إلى دعم وتثبيت مجموعة نقل الحركة التي تتكون بشكل أساسي من وحدات وحدة البطارية. في الوقت الحاضر، المادة الرئيسية لهيكل السيارة هي فولاذ TRIP. لذلك، في عملية تصميم هيكل مركبة الطاقة الجديدة، يمكن اختيار سبائك الألومنيوم لاستبدال مواد فولاذ TRIP لتحقيق تصميم السيارات خفيفة الوزن. في الوقت الحاضر، يتم استخدام سبائك الألومنيوم YL118 وZL119 وZL120 وما إلى ذلك بشكل جيد في هيكل السيارة. على سبيل المثال، تستخدم شركة Ford Motor Company في الولايات المتحدة سبائك الألومنيوم في أقراص فرامل السيارات، وتستخدم كاديلاك ولاند روفر وغيرها سبائك الألومنيوم في أنظمة تعليق السيارات، وتستخدم NIO تقنية الصب بالقالب عالي الفراغ لصنع أبراج امتصاص الصدمات من سبائك الألومنيوم.

 

تطبيق خفيف الوزن لصينية بطارية السيارة ذات الطاقة الجديدة

 

بالمقارنة مع المركبات التي تعمل بالوقود التقليدي، تعد بطاريات الطاقة مكونات فريدة لنظام الطاقة في المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة. في المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة، تمثل بطاريات الطاقة حوالي 30% من إجمالي كتلة المركبة، ويمثل وزن صندوق البطارية حوالي 20% من وزن بطارية الطاقة. لذلك، فإن تحقيق تطوير خفيف الوزن لصناديق بطاريات الطاقة هو اتجاه عام. إن مزايا مواد سبائك الألومنيوم، مثل الكثافة المنخفضة، وتبديد الحرارة الجيد، والخصائص الكيميائية المستقرة، والصب الجيد، تجعلها الاتجاه السائد لتطبيق مواد صندوق البطارية.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

في الوقت الحاضر، يتكون هيكل صندوق حزمة البطارية لمركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي من غطاء صندوق علوي وصينية بطارية وغطاء سفلي. وباعتبارها مكونًا يتحمل الحمل لحزمة البطارية، فإن ما إذا كان هيكل وتخطيط الصندوق السفلي لحزمة البطارية معقولًا يرتبط ارتباطًا مباشرًا بعمر حزمة البطارية. لذلك، في تصميم هيكل ملف سبائك الألومنيوم للصندوق السفلي، بالإضافة إلى مراعاة التخفيف الخفيف والمعتدل أثناء عملية الختم، من الضروري أيضًا مراعاة تعقيد سطح الطريق وأشكال الاصطدام المتنوعة المحتملة أثناء قيادة مركبات الطاقة الجديدة، وتحسين هيكل المنطقة المقابلة، وزيادة أضلاع التعزيز بشكل مناسب، وتحسين صلابة الصندوق، وتجنب تشوه التأثير بشكل فعال. على سبيل المثال، أنتجت Tesla وBYD وCATL وWeilai وما إلى ذلك جميعًاصناديق البطاريات المصنوعة من الألومنيوم، تحقيق هدف أن تكون خفيفة الوزن مع تحقيق قوة عالية منصندوق البطارية.

 

 

من اللحام بالليزر إلى الختم الساخن إلى تقنية الصب بالقالب المتكامل، فإن تطبيق العديد من التقنيات الجديدة لا يحسن كفاءة الإنتاج وجودة المنتج فحسب، بل يعزز أيضًا التحول الأخضر والتنمية المستدامة للصناعة بأكملها. إذا كنت مهتمًا بمنتجات سبائك الألومنيوم، فيرجى النقر فوق الرابط أدناه.

 

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