التطبيق الفني وتكامل تكنولوجيا المعالجة لوزن السيارات

 

مع التطور السريع لمركبات الطاقة الجديدة وصناعات تخزين الطاقة، تزايدت نسبة تطبيق مواد سبائك الألومنيوم في المكونات الرئيسية مثل هيكل الجسم، وهيكل بطارية تخزين الطاقة (حافظات البطاريات المصنوعة من الألومنيوم، وغطاء الألومنيوم المعبأ، وغطاء الألومنيوم من خلايا الليثيوم). أصبحت سبائك الألومنيوم مادة مهمة لوزن السيارات والأجزاء الهيكلية لنظام الطاقة بسبب كثافتها المنخفضة وقوتها العالية وقابلية إعادة التدوير وأداء المعالجة الممتاز.

 

(1) تطبيق سبائك الألومنيوم المصبوب

في صناعة السيارات، يتم استخدام سبائك الألومنيوم المصبوب على نطاق واسع في كتل أسطوانات المحرك، وعلب ناقل الحركة، ومشعبات السحب، وأقواس التعليق، والعجلات، ومكونات نظام الفرامل. تشتمل عناصر صناعة السبائك الشائعة الاستخدام على Si، وCu، وMg، وMn، وZn، وLi، وما إلى ذلك، ويتم استخدام نسبة العناصر المتعددة - العلمية لتشكيل نظام سبائك يتمتع بأداء شامل وممتاز.

 

في المستقبل، مع تعميم التصميم المتكامل للهيكل وأنظمة تخزين الطاقة لمركبات الطاقة الجديدة، فإن دقة الصب وأداء الختم للغلاف المنشوري المصنوع من الألومنيوم (غلاف ألومنيوم مربع) وحافظة الألومنيوم لبطارية LFP (غلاف ألومنيوم بطارية ليثيوم فوسفات الحديد) سوف تصبح مؤشرات مهمة.

يعمل الجيل الجديد من عمليات الصب، مثل طريقة الصب المركبة وطريقة التشكيل شبه الصلبة، على تحسين أداء تطبيق سبائك الألومنيوم في الأجزاء الهيكلية-ذات القوة العالية والرقيقة-.

(2) دور سبائك الألومنيوم المشوهة في أجسام السيارات خفيفة الوزن
تستخدم سبائك الألومنيوم المشوهة (بما في ذلك الصفائح والأشرطة والمقاطع المبثوقة ومواد الحدادة) على نطاق واسع في ألواح هيكل السيارة والإطارات وأنظمة التبريد وأجزاء التعليق. يعتبر تأثيره الخفيف ملحوظًا: على سبيل المثال، يمكن لجسم المحمل-الألومنيوم بالكامل-تخفيض الوزن بما يزيد عن 200 كجم مقارنة بالهيكل الفولاذي التقليدي.

في مجال تصنيع مركبات الطاقة الجديدة، غالبًا ما تستخدم الألواح الخارجية للجسم سبائك سلسلة 6000، وتستخدم الألواح الداخلية سبائك 5052-O، ومواد الإطار هي في الغالب سبائك 5182-O. تتميز هذه السبائك أيضًا بمرونة عالية وقابلية لحام ممتازة ومقاومة للتآكل.

يتم أيضًا استخدام السبائك المخصصة، مثل سلسلة 6N01 و2036 و2008، في بعض الهياكل لتعزيز إطارات الأبواب والتأثير على هياكل امتصاص الطاقة.

 

تُستخدم أيضًا أنظمة مواد مماثلة على نطاق واسع في تصنيع أغلفة البطاريات عالية القوة{{0}، مثل علبة الخلايا المنشورية وخلايا الألومنيوم للبطارية المنشورية LiFePo4، لضمان كثافة الطاقة والاستقرار الهيكلي.

 

 

 

تتضمن العناصر الأساسية الثلاثة للتصميم خفيف الوزن ما يلي:

 

استخدام المواد خفيفة الوزن (مثل الألومنيوم، والمغنيسيوم، والألياف الكربونية، والبلاستيك الهندسي)؛

تحسين التصميم الهيكلي.

تكامل تقنيات التشكيل والانضمام المتقدمة.

 

أصبحت سبائك الألومنيوم، التي تبلغ كثافتها حوالي-ثلث كثافة الفولاذ وتتميز بخصائص امتصاص الطاقة الفائقة، المادة المعدنية خفيفة الوزن المفضلة. بالمقارنة مع الفولاذ التقليدي، يمكن للألمنيوم تقليل الوزن بنسبة 60% تقريبًا مع الحفاظ على أداء مشابه وامتصاص طاقة تأثير أكبر بنسبة 50% تقريبًا.

 

في نظام تصنيع مركبات الطاقة الجديدة، يتم استخدام هذا النوع من مادة الألومنيوم -عالية القوة أيضًا في أغلفة وحدات البطارية، وأغطية الألومنيوم المجمعة (أغلفة الألومنيوم لحزمة البطارية)، وهياكل حجرة الطاقة ذات الصلة، إلى جانب مواد الغلاف الدقيقة مثل علبة الألومنيوم 3003-H14 (غلاف الألومنيوم 3003-H14).

 

 

 

كما أن الاستخدام الواسع النطاق لسبائك الألومنيوم في الهياكل خفيفة الوزن ووحدات تخزين الطاقة يضع متطلبات أعلى على عمليات الاتصال.

 

(1) التثبيت الذاتي-(SPR)

إن عملية SPR عبارة عن تقنية اتصال بارد يمكنها توصيل ألواح معدنية متعددة دون الإضرار بالطلاء.

 

المزايا تشمل:

تنطبق على مجموعات من مواد وسمك مختلفة؛

قوة التثبيت أعلى من لحام البقعة.

لا يوجد تأثير حراري، صديق للبيئة؛

يمكن استخدامه مع عمليات اللصق.

حاليًا، تم استخدام SPR على نطاق واسع في تجميع أجسام الألومنيوم وقذائف الألومنيوم من خلايا الليثيوم (قذائف الألومنيوم من خلايا بطارية الليثيوم) لمركبات الطاقة الجديدة.

 

(2) لحام نقل المعدن البارد (CMT)

CMT عبارة عن طريقة لحام MIG/MAG ذات مدخلات حرارة منخفضة يمكنها لحام ألواح الألومنيوم بسمك 0.3 مم فقط ويمكنها تحقيق لحام الفولاذ-بمعدن مختلف من الألومنيوم.

 

تعمل هذه التقنية على تمكين علبة الألومنيوم لحزمة بطارية أيون الليثيوم- من تحقيق اتصال عالي القوة- مع أقواس وإطارات مختلفة، مع التحكم بشكل فعال في توليد المراحل الهشة وتحسين عمر الوصلات الملحومة.

 

(3) تكنولوجيا اللحام بالليزر والصب بالفراغ

يحقق اللحام بالليزر -تحكمًا عالي الدقة في طبقات اللحام بكثافة طاقة عالية ويستخدم على نطاق واسع في عملية تعبئة أغلفة الألمنيوم المنشورية.

 

تم التحقق من تقنية الصب بالقالب الفراغي في تصنيع الأجزاء الهيكلية الكبيرة من الألومنيوم وأغلفة حجرة البطارية لمركبات الطاقة الجديدة. يمكنه القضاء بشكل فعال على عيوب المسام وتحسين الكثافة الهيكلية والتوصيل الحراري.

 

 

 

الحزم المضادة للتصادم-:تحقق سبائك 6063 و7029 امتصاصًا عاليًا للطاقة وتشوهًا متحكمًا فيه.

مكونات كبيرة:يؤدي الجمع بين الصب الفراغي-والطرق السائل إلى تحسين الكثافة الهيكلية ومقاومة الكلال.

المكونات الهيكلية لوحدة البطارية:يتم استخدام غلاف الألومنيوم للبطارية LFP وغطاء الألومنيوم ذو الخلية المنشورية لتحسين تبديد الحرارة، ومقاومة الصدمات، وتوافق تجميع الوحدة.

 

 

تُستخدم مركبات سبائك الألومنيوم (الألواح المركبة والشرائط المركبة والرقائق المركبة) على نطاق واسع في أنظمة التبادل الحراري للسيارات ومكونات تبريد نظام تخزين الطاقة.

 

توفر هياكلها المركبة متعددة الطبقات (من 2 إلى 5 طبقات) موصلية حرارية ممتازة، ومقاومة للتآكل، وقابلية لحام، مما يجعلها مناسبة لتصنيع مبيتات تبريد البطاريات، وهياكل دعم BMS، ووحدات الإدارة الحرارية.

 

من الآن فصاعدا، ستستمر المنتجات مثل غلاف الألمنيوم 3003-H14 والغلاف المنشوري المصنوع من الألومنيوم في تحسين الحماية من تآكل السطح ودقة القولبة، مما يساهم في التشغيل المستقر وطويل الأمد للمكونات الهيكلية لمركبات الطاقة الجديدة وأنظمة تخزين الطاقة.

 

 

يؤدي اتجاه تخفيف الوزن في صناعات السيارات وتخزين الطاقة إلى دفع استخدام سبائك الألومنيوم من أجزاء الجسم التقليدية إلى المكونات الأساسية مثل أغلفة بطاريات الطاقة الجديدة، وأغطية الألومنيوم للحزم، وخلايا الألومنيوم المنشورية للبطاريات LiFePo4.

 

من خلال دمج أنظمة السبائك عالية القوة-، وتقنيات توصيل اللحام المتقدمة، وعمليات الصب-الذكية بالقالب، أصبحت حافظات الألومنيوم لحزم بطاريات أيون الليثيوم- وحافظات الخلايا المنشورية أساسًا هيكليًا رئيسيًا لتصنيع معدات الطاقة الجديدة، مما يوفر دعمًا قويًا لتحسين أداء المركبات والانتقال إلى التصنيع الصديق للبيئة.