Absztrakt
Anyagmérnöki kézikönyv a NEV-gyártáshoz – AHSS, forró sajtolású acél és Gigacasting sajtolóacél kiválasztása
Az akkumulátoros elektromos, a plug-in hibrid és a megnövelt hatótávolságú elektromos járművek anyagszükséglete nagymértékben eltér a belső égésű járművektől. A könnyű kialakítás, a nagyfeszültségű elektromágneses árnyékolás, az akkumulátor-összeomlás elleni védelem és a gigacasting iránti igények az acél-, alumínium- és speciális ötvözetcsaládok folyamatos fejlesztését sürgették. A GB, EN és JIS anyagszabványokra, valamint az OEM-ek, köztük a Tesla, a BYD, a NIO és a Volkswagen tömegtermelési adataira támaszkodva ez az útmutató öt fő szegmensre vonatkozó minőségválasztási szabályokat tartalmazza: BIW szerkezeti acél, akkumulátorrendszer fémei, vontatási motorok elektromos acélja, alvázbélyegző és kovácsolt acél, valamint NEV-specifikus szerszámacél. Az összes osztályozási táblázat, a mechanikai tulajdonságok adatai és az alkatrész-illesztési táblázatok megmaradnak. A tartalom hazai tervező és beszerzési mérnököket szolgál ki, miközben illeszkedik a Google határokon átnyúló keresésébe, és napi referenciaként szolgál az anyagspecifikációhoz, a malom árajánlatokhoz és a formafejlesztési munkákhoz.
Az alapvető anyagok kiválasztásának különbségei az ICE és a NEV között + a jármű anyagának megoszlása
Négy fő megkülönböztető
A NEV-ek 300–700 V-on működő nagyfeszültségű akkumulátorokat szállítanak. A saját tömeg kezelésére, az ütközésállóságra, az NVH-teljesítményre és az EMI-árnyékolásra vonatkozó követelmények megkülönböztetik őket az ICE autóktól, és meghatározzák a megfelelő acélminőség kiválasztását:
Teljesítményarchitektúra: Az ICE járművek belső égésű motorokra támaszkodnak, míg a NEV-ek 400–800 kg-os akkumulátorcsomagokat hordoznak. A futómű ütközésvédelme kiemelt prioritássá válik, és nagy mennyiségű, 1500 MPa-os melegen sajtolt bóracélra van szükség.
Könnyű célpontok: A jármű tömegének csökkentése közvetlenül növeli a hatótávot, így a nagy szilárdságú acél, alumínium és magnéziumötvözetek vegyes használata folyamatosan növekszik.
Zajszabályozás: A karosszéria vibrációját elfedő motorzaj nélkül a szerkezeti acélokat energiaelnyelő, rezgéscsillapító kivitelekkel kell párosítani.
Elektromágneses árnyékolás: Fém házak a nagyfeszültségű vezetékekhez, az akkumulátorházakhoz és a teljesítményelektronikához Faraday ketreceket alkotnak az elektromágneses zavarok kiküszöbölésére. Szabványos anyagkiválasztási logika az iparban: Könnyű konstrukció a hatótávolság bővítése érdekében → egyensúlyba hozza az anyagköltségeket az acél, az alumínium és a kompozitok között → alkalmazzon ultranagy szilárdságú acélt az akkumulátor ütközés elleni védelmére → alkalmazzon speciális ötvözeteket a hőkezelési megoldásokhoz → használjon fém burkolatot az EMI-árnyékoláshoz.
Tömegpiaci BEV-k anyagforgalma
A sorozatgyártású modellektől, például a Tesla Model Y-től és a BYD Seal-től származó adatok megbízható iparági viszonyítási alapokat adnak a járműönkénti anyagtömeg-megosztás tekintetében:
| Anyag kategória | Járműenkénti tömeg | BIW tömegszázalék |
|---|---|---|
| AHSS és UHSS | 200-350 kg | 25%–35% |
| Hagyományos HSS és lágyacél | 350-500 kg | 40%–50% |
| Alumínium (lemez, extrudálás, HPDC öntés) | 100-250 kg | 15%–25% |
| Magnézium présöntvények | 5-30 kg | 1%–3% |
| Szénszál erősítésű polimer (CFRP) | 10-50 kg | 1%–5% |
| Műanyagok és módosított kompozit anyagok | 80-150 kg | 10%–15% |
Ipari megfigyelés: A Tesla Model Y gigacast alumínium szerelvényei több mint 70 sajtolt acél alkatrészt cserélnek le, és nagyjából 20%-kal csökkentik a teljes BIW tömeget.
A NEV BIW acélminőségek fejlődése
Az elmúlt 15 évben az elektromos járművek karosszériaacéljainak szakítószilárdsága folyamatosan nőtt, az új minőségek meghaladták a 2000 MPa-t:
| Generáció | Időkeret | Domináns anyagok | Szakítószilárdsági tartomány |
|---|---|---|---|
| Első generációs korai elektromos járművek | 2010–2015 | Lágyacél + 340–590 hagyományos HSS | 270-590 MPa |
| Második generációs tömeggyártású járművek | 2016–2020 | Hagyományos HSS, AHSS, alumínium motorháztető panelek | 270-980 MPa |
| Harmadik generációs jelenlegi mainstream modellek | 2021–2024 | AHSS, UHSS, melegen sajtolt bóracél, alumínium-magnézium hibrid alkatrészek | 270-1500 MPa |
| Negyedik generációs új platformok (2025-től) | 2025+ | 2000 MPa ultra magas melegsajtolású acél, több anyagból álló szerelvények | 270-2000 MPa |
Teljes minőségi választék a BIW szerkezeti acélhoz (minden referenciatáblázat megtartva)
A karosszériaacél a szakítószilárdság és a kohászati mikroszerkezet alapján öt családra oszlik: lágyacél, hagyományos HSS, AHSS, UHSS és melegen sajtolt bóracél. Külön fokozatok vannak megadva a különböző karosszériaelemekhez.
Lágyacél (DC sorozat alacsony feszültségű húzó alkatrészekhez)
| Fokozat | Tipikus kémiai összetétel | Szakítószilárdság (MPa) | Alkalmazás |
|---|---|---|---|
| DC01 | 0,04% C, 0,20% Mn | 270–410 | Alacsony feszültségű belső karosszériaelemek |
| DC04 | 0,04% C, 0,18% Mn | 270–350 | Szabványos mélyhúzó belső panelek |
| DC06 | 0,02% C, 0,15% Mn | 270–350 | Extra mélyhúzó komplex belső alkatrészek |
| SPCE (JIS szabvány) | Megfelel a DC04 kémiának | 270–350 | Karosszérialapok japán OEM platformokhoz |
Hagyományos HSLA nagy szilárdságú acél
| Fokozat | Szakítószilárdság (MPa) | Alkalmazás |
|---|---|---|
| HC340LA | 340–460 | Általános testerősítések |
| HC380LA | 380–480 | Alváz kereszttartók, küszöb belső lemezek |
| HC420LA | 420–520 | Belső oszlop megerősítések |
| HSLA340 / HSLA590 | 340–590 | Univerzális szerkezeti elemek |
| SAPH440 (JIS szabvány) | 440 | Alvázbélyegzések koreai és japán járművekhez |
AHSS: DP / TRIP / CP / QP Metallurgy Families
Elsődleges minőségek az ütközési energia elnyeléséhez, az ajtók behatolásgátló gerendáihoz és a hosszanti sínekhez, kiegyensúlyozva az erőt és az alakíthatóságot.
Kétfázisú (DP) acél
| Fokozat | Tipikus tömegszázalékos összetétel | Szakítószilárdság (MPa) | Alkatrészek használata |
|---|---|---|---|
| DP590 | 0,10% C, 1,50% Mn, 0,50% Si, 0,05% Nb | 590 | Padlókereszttartók, alsó hosszanti sínek |
| DP780 | 0,13% C, 1,80% Mn, 0,30% Si, 0,03% Nb | 780 | Első sínek, külső B oszlop panelek |
| DP980 | 0,15% C, 2,00% Mn, 0,50% Si, 0,05% Nb | 980 | Oldalsó ütközéserősítések |
| DP1180 | 0,17% C, 2,20% Mn, 0,30% Si, 0,04% Ti | 1180 | Ajtó behatoló gerendák |
2 TRIP (transzformáció által kiváltott plaszticitás) acél
| Fokozat | Szakítószilárdság (MPa) | Alkalmazás helye |
|---|---|---|
| TRIP590 | 590 | Ütközési energiát elnyelő szerkezetek |
| TRIP780 | 780 | Első nyomósínek |
| TRIP980 | 980 | B oszlopok, billenő erősítések |
Komplex fázisú (CP) és Quench & Partition (QP) acél
| Fokozat | Szakítószilárdság (MPa) | Alkalmazás |
|---|---|---|
| CP800 | 800 | Kerékfelnik, lökhárító megerősítések |
| CP1000 | 1000 | Középső B oszlop, oldalsó himbák |
| QP980 | 980 | Kritikus ütközésbiztonsági alkatrészek |
| QP1180 | 1180 | Ajtó behatolásgátló gerendák |
UHSS: martenzites és melegen sajtolt bóracél
Magyar: Kötelező az akkumulátor kerületének árnyékolásához és a mag biztonsági ketrec komponenseihez, kioltott szakítószilárdság 2500 MPa-ig:
| évfolyam család | Kioltott szakítószilárdság (MPa) | Egyező komponensek |
|---|---|---|
| MS1180 martenzites acél | 1180 | Oldalsó ütközőgerendák |
| MS1300 martenzites acél | 1300 | Rocker erősítések |
| MS1500 martenzites acél | 1500 | Nehéz behatolásgátló alkatrészek |
| 22MnB5 melegen sajtolt acél | 1500 | A/B/C oszlopok, billenők, lökhárítók, akkumulátorvédők |
| 27MnCrB5 melegen sajtolt acél | 1700 | Prémium jármű biztonsági ketrec alkatrészek |
| 30MnB5 melegen sajtolt acél | 1800 | Tesla Cybertruck exoskeleton alkatrészek |
| Egyedi Tesla Giga-Steel | 2500+ | Ultrakönnyű teherhordó karosszériaszerkezetek |
Minden A/B/C oszlop, tetősín és lengőkar 22MnB5-ös melegen sajtolt acélt használ. A felső első sínek TRIP980-at használnak, míg az alsó első sínek 22MnB5-öt használnak. Az ajtók behatoló gerendái és lökhárító gerendái 1500 MPa bóracélból készülnek. A motorháztető és a külső ajtópanelek 6016 / 6022 alumíniumötvözetet használnak. Az akkumulátor alsó pajzsai az extrudált alumínium profilokat 22MnB5 védőacéllemezekkel kombinálják.
3 Fémanyag kiválasztása akkumulátorrendszerekhez (acél házak, alumínium, belső vezető fémek)
Az akkumulátorcsomagok jelentik a NEV-k alapvető biztonsági elemét. A kiválasztott anyagoknak egyszerre négy fő követelménynek kell megfelelniük: könnyű kialakítás, ütésállóság, hőelvezetés és EMI-árnyékolás. Ez a szakasz külön tárgyalja a csomagtartókat, a modul belső hardvereit és a hűtőlemezeket.
Az akkumulátorház anyagának összehasonlító táblázata
| Tokozás anyaga | Könnyű besorolás | Költségszint | Összeomlás elleni védelem | Hőteljesítmény | EMI árnyékolás | OEM elfogadása |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Extrudált alumínium + alumínium lemez | ★★★★★ | Közép-Magas | Jó | Legjobb | Mérsékelt | Tesla, BYD, NIO |
| Bélyegzett acél ház | ★★★ | Legalacsonyabb | Kiváló | Átlagos | Korai elektromos autók, VW ID sorozat | |
| Gigacast alumínium ház | ★★★★ | Magas | jó | Kiváló | Mérsékelt | Új Tesla modellek, Xiaomi SU7, NIO |
| SMC kompozit | ★★ | magas | Igazságos | szegény | Gyenge | Kis forgalmú résjárművek |
| CFRP kompozit | ★★★★★ | Nagyon magas | Igazságos | szegény | Gyenge | Ultra-luxus limitált kiadás |
Acélminőségek akkumulátorházakhoz
| Acél minőség | Anyagi család | Telepítési hely |
|---|---|---|
| DC04 / DC06 | Mélyhúzó lágyacél | Akkumulátor fedele, belső támasztékok |
| HSLA340 / HSLA380 | Gyengén ötvözött HSS | Csomagolás alsó keret |
| DP590 / DP780 | AHSS | Oldalsó ütközést megerősítő bordák |
| 22MnB5 melegen sajtolt acél | UHSS bóracél | Akkumulátor oldali ütközésvédők |
Általános alumíniumötvözetek akkumulátorházakhoz
| Alumínium minőségű | Alakítási folyamat | Alkalmazási terület |
|---|---|---|
| 6005 / 6063 | Extrudálás | Főcsomag hosszanti és keresztirányú sínek |
| 6082 / 7003 | Nagy szilárdságú extrudálás | Ütközésoldali profilok |
| 5182 / 5754 | Bélyegzett lap | Alsó hűtő-beépített tálcák |
| A380 / C611 | Nagynyomású présöntvény | Tesla gigacast akkumulátortálcák |
| 6061-T6 | Bélyegzett lap | Csomagolás felső fedelet |
Belső fém alkatrészek akkumulátormodulokhoz
| Összetevő | Szabványos anyag | Kiegészítő megjegyzés |
|---|---|---|
| Sejttartó keret | PA66+GF35 üveggel töltött műanyag | Szigetelt fröccsöntött keret |
| Cell spacer hab | PP / PE hab | Hőpuffer és lengéscsillapítás |
| Nagyfeszültségű gyűjtősín | T2 / T3 réz; 6061 alumínium alternatíva | A réz kiváló vezetőképességet biztosít, az alumínium csökkenti a tömeget és a költségeket |
| Modul kompressziós véglap | 6061 / 6082 alumínium lemez | Egységes halmozási tömörítés |
| Folyékony hűtőlemez | Forrasztott 3003 alumínium | Szabványos folyadékhűtő hordozó |
Cell Core fémes szubsztrátok
Bár nem szerkezeti acél, az áramgyűjtő és a burkolat fémei kritikus akkumulátorelemeket alkotnak: Katód áramgyűjtő: 15–20 μm alumíniumfólia; Anód áramgyűjtő: 8-15μm-es rézfólia 4680 hengeres cellák: Alumínium ház acél talptartóval; BYD penge prizmatikus cellák: Alumínium ház; Tasak cellák: Alumínium laminált kompozit film
Acélok és ötvözetek E-Drive rendszerekhez (motor, inverter, reduktor)
Öntött alumíniumötvözetek vontatómotorok házaihoz
| Ötvözet minőségű | Alakítási folyamat | Járműszegmens illeszkedés |
|---|---|---|
| A380 / A383 | Nagynyomású présöntvény | Tömegpiaci ICE és BEV személygépkocsik |
| A356 | Présöntés / Félig szilárd öntés | Prémium teljesítményű járművek |
| 6061-T6 | Kovácsolás + befejező megmunkálás | Szuperautók, nagy teljesítményű elektromos járművek |
| AZ91D | Présöntés | Könnyű koncepciójárművek |
Szabványos A380 kémiai összetétel: Balance Al, 7,5-9,5% Si, 3,0-4,0% Cu, 0,05-0,50% Mg, 0,7-1,1% Fe, 0,20-0,50% Mn, 0,5-1,5% Zn
Nem orientált elektromos acél motormagokhoz (tartományt meghatározó anyag)
| Elektromos acél minőség | Lapvastagság | Magveszteség (W/kg @ 1,5T, 50 Hz) | Motor alkalmazási szegmens |
|---|---|---|---|
| 50W470 | 0.50mm | Kisebb vagy egyenlő, mint 4,7 | Belépő szintű olcsó motorok |
| 35W440 | 0.35mm | Kisebb vagy egyenlő, mint 4,4 | Szabványos általános vontatómotorok |
| 30W360 | 0.30mm | Kisebb vagy egyenlő, mint 3,6 | Közép- és nagy hatótávolságú, nagy hatótávolságú elektromos autók |
| 25W300 | 0.25mm | 3,0 vagy kisebb | 800V-os nagy teljesítményű platformok |
| 20W250 | 0.20mm | Kisebb vagy egyenlő, mint 2,5 | Nagy hatásfokú zászlóshajó motorok |
| 50JN800 / 35JN300 | Nem orientált laminálás | Kisebb vagy egyenlő, mint 8,0 / Kisebb vagy egyenlő, mint 3,0 | Dedikált rotor laminálások |
Nem orientált elektromos acél alapösszetétele: 2,0–3,5% Si, 0,2–0,8% Al, Legfeljebb 0,005% C, 0,10–0,30% Mn, Legfeljebb 0,003% S, egyensúly Fe.
Edzett és edzett / karburált acél motortengelyekhez
| Acél minőség | Hőkezelési útvonal | Alkalmazható nyomatéksáv |
|---|---|---|
| 20CrMnTi / SCM415 | Karburizálás és oltás | Alacsony-közepes nyomatékú motorok |
| 42CrMo / SCM440 | Kioltás és temperálás | Nagy nyomatékú vontatómotorok |
| 40Cr / SCr440 | Kioltás és temperálás | Szabványos személygépkocsi motorok |
| 316L rozsdamentes | Oldatos kezelés | Korrózióálló speciális motorok |
Standard 42CrMo összetétel: 0,38-0,45% C, 0,17-0,37% Si, 0,50-0,80% Mn, 0,90-1,20% Cr, 0,15-0,25% Mo, egyensúly Fe.
Inverter és DC-DC átalakító házak
Az A380 öntött alumínium szabványos házanyagként szolgál. A nagy teljesítményű egységek bordázott 6063-as extrudált alumíniumot használnak a fokozott hőelvezetés érdekében. A magnézium présöntvényeket a könnyű kivitelekhez alkalmazzák.
Alváz acél és kovácsolt ötvözetek (alváz, felfüggesztés, fék, kormányzás)
A segédváz anyagának lehetőségei
| Anyagkombináció | Formázási módszer | OEM helyszíni alkalmazások |
|---|---|---|
| HSLA / DP780 / 22MnB5 acél | Bélyegzett és hegesztett | BYD, XPeng, Li Auto tömegpiaci modellek |
| 6061 + 6082 kihúzás + cast csatlakozási csomópontok | Extrudáló szerelvény | Csúcskategóriás Tesla és NIO járművek |
| Vegyes acél-alumínium konstrukció | Sajtolás + alumínium kovácsolás | Középkategóriás költséghatékony platformok |
Felfüggesztés-alkatrészek listája
| Alváz alkatrész | Elsődleges anyag | Olcsó alternatíva |
|---|---|---|
| Vezérlőkar | 6061-T6 kovácsolt alumínium | Bélyegzett DP780 acél, GGG60 gömbgrafitos öntöttvas |
| Kormánycsukló | 6061-T6 kovácsolt alumínium | 40Cr / 42CrMo kovácsolt acél, GGG70 öntöttvas |
| Felfüggesztő tekercsrugó | 55CrMn rugóacél | 60Si2Mn |
| Gördülésgátló stabilizátor rúd | 55CrMn rugóacél | Meleghajlított 60Si2Mn |
| Lengéscsillapító dugattyúrúd | Karburizált 20CrMnTi | Alacsony széntartalmú edzett acél |
Fék, kormány és kerék anyagok
A féktárcsák főként HT250 szürkeöntvényt használnak. Alumíniummátrix kompozit és szén-kerámia tárcsákat szerelnek fel a nagy teljesítményű járművekre. A féknyergek szabványos A380 présöntvény alumíniumból készülnek. Kormányrendszer: A kormányoszlop csövek 20CrMnTi-t használnak; rack rudak elfogadni 40Cr; fogaskerekes fogaskerekek 20CrMnTi karburizáltak. Kerekek: A tömegpiaci járművek A356-T6 öntött alumíniumot használnak. A prémium modellek 6061-T6 kovácsolt alumíniumból készülnek. A belépő szintű autók bélyegzett acél kerekeket használnak; A zászlóshajó szuperautók magnézium- vagy szénszálas kerekeket alkalmaznak.
NEV-specifikus szerszámacél (Gigacasting, melegbélyegzés, bélyegzés, fröccsöntő formák)
A NEV gyártósorai 9000 tonnás gigacasting préseket vezetnek be, és jelentősen megnőtt a kereslet a 22MnB5-ös melegsajtoló szerszámok iránt. A szerszámacél kiválasztása jelentősen eltér az ICE járműprogramoktól; A teljes keménységi és alkalmazási táblázatok az alábbiakban találhatók.
Gigacasting Die Steel minőségek
| Die Component | Ajánlott fokozat | Üzemi keménység (HRC) | Kiválasztás oka |
|---|---|---|---|
| Fő szerszámblokk | QRO90 Supreme / DH2F | 44–48 | Kiváló hőfáradásállóság 80-120 tonnás nagy szerszámokhoz |
| Költséghatékony tömeggyártási lehetőség | ESR H13 / 1,2344 | 44–48 | Kiegyensúlyozott nyersanyagköltség és élettartam |
| Üreges betétek | ESR-finomított H13 | 46–50 | Magas tisztaság az öntvényfelület lyukasztásának kiküszöbölésére |
| Sprue persely és kilökőcsapok | H13 / SKD61 | 48–54 | Ellenáll az olvadt alumínium eróziójának |
| Die alap támasztó blokk | S50C / S55C szénacél | 28–32 | Alacsony költségű szerkezeti hátlap |
Szerszámacél 22MnB5 melegbélyegző szerszámokhoz
| Die Component | Acél minőség | Keménységi tartomány (HRC) | Működési állapot Megjegyzés |
|---|---|---|---|
| Melegbélyegző szerszámtest | ESR H13 (1,2344) | 46–50 | Folyamatos hőciklus 800-950 fokban |
| Meghosszabbított élettartam frissítés | QRO90 | 46–50 | Csökkentett hőrepedés-polírozás gyakorisága |
| Melegbélyegzés utáni burkolatok | DC53 / D2 hidegen megmunkált acél | 58–62 | Vágott edzett 1500 MPa bóracél nyersdarabok |
Acél sajtoló szerszám alumíniumhoz és UHSS üresekhez
| Üres anyag bélyegzése | Acélminőségű betét | Hozzáillő bevonat |
|---|---|---|
| 6016 / 5754 alumínium külső panelek | DC53 | CrN / DLC epedésgátló bevonat |
| DP / QP 1180 UHSS | V4 / ASP2060 PM acél | TiAlN magas hőmérsékletű kopásálló bevonat |
| A osztályú alumínium motorháztető húzószerszám | GGG70L gömbgrafitos vas alap + DC53 betétek | DLC tükörbevonat |
Fröccsöntő acél az akkumulátor műanyag alkatrészekhez
A nagy akkumulátorházas öntőtestek előkeményített 1.2738HH (38–40HRC) anyagot használnak, amely másodlagos hőkezelés nélkül is fogadja a kémiai szemcsézést. A tükör optikai és égésgátló korrozív műanyag betétek ESR S136 rozsdamentes acélt alkalmaznak, hogy ellenálljanak a formázás során felszabaduló savas bomlási gázoknak. A nitridáló kezelésű H13 betétek a PA66+üvegszálas anyagok nagy kopásállóságú zónáira vannak felszerelve, hogy lassítsák a szálkarcolódást. A kis csúszdák és magok DC53 / SKD11-et használnak a kiegyensúlyozott ütésállóság és kopásállóság érdekében.
Hideg fejű acél nagyfeszültségű akkumulátorrögzítőkhöz
Az M2 / SKH-9 gyorsacél szabvány a 10,9 / 12,9 EV nagyfeszültségű csavarok tömeggyártásában gyártott szerszámokhoz. Az évente több mint egymillió kötőelemet gyártó vonalakon az ASP2060 PM nagysebességű acél csökkenti a lyukasztási törések számát.
Anyagköltség referencia 2024–2026 EXW Kína, USD/kg
Szerkezeti acéllemez árazás
| Acél Anyag | Forma | Ársáv (USD/kg) |
|---|---|---|
| DC04 hidegen hengerelt acél | Tekercs | 0.7–1.0 |
| HSLA340 / HSLA590 | Tekercs | 0.8–1.2 |
| DP780 kétfázisú acél | Tekercs | 1.0–1.4 |
| DP980 UHSS | Tekercs | 1.2–1.6 |
| DP1180 martenzites acél | Tekercs | 1.4–2.0 |
| 22MnB5 melegbélyegzett nyersdarab | Lézerrel vágott lap | 1.3–1.8 |
| 30MnB5 ultra melegen sajtolt acél | Lap | 1.8–2.5 |
| 5182 alumínium bélyegzőlap | Bélyegző lap | 2.5–3.5 |
| 6016-T4 alumínium külső panellap | Bélyegző lap | 3.0–4.5 |
| 6061-T6 alumínium extrudált profil | Extrudált profil | 3.5–5.0 |
| A380 fröccsöntött öntvény | Öntött ingot | 3.0–4.0 |
| AZ91D magnézium rúd | Présöntvény alapanyag | 4.0–6.0 |
| 30W360 elektromos acél | Tekercs | 3.0–4.5 |
| 20W250 ultravékony elektromos acél | Tekercs | 6.0–10.0 |
BIW-költség kilogrammonként anyagkeverék szerint
| Anyag összeszerelési séma | Kilogrammonkénti költség (USD) | Megfelelő járműsorok |
|---|---|---|
| Teljesen lágyacél + hagyományos HSS | 0.9–1.3 | Belépő alacsony költségű elektromos járművek |
| Vegyes HSS + korlátozott AHSS | 1.2–1.8 | BYD Dolphin, Li Auto L-sorozat |
| AHSS / UHSS + alumínium zárak | 1.8–2.8 | Tesla Model Y, NIO ET5 / ET7 |
| Kiterjedt gigacast alumínium test | 2.8–4.5 | Xiaomi SU7, Lucid prémium elektromos autók |
| Több anyagú CFRP-vel | 5.0–15.0 | Korlátozott gyártású zászlóshajó sportautók |
Ipari anyagtrendek 2025 után
A Gigacasting technológia gyorsan bővül, a 9000 tonnás prések növekvő telepítésével. A sajtolt acél alkatrészek száma járműesésenként 30–50%, növelve az olyan forró munkaszerszám-acélok iránti keresletet, mint a QRO90 és az ESR H13. 2000MPa minőségű melegsajtolt bór acél, tömeggyártásba kezd, a Tesla egyedi Giga-Steel pedig tömegcsökkentést tesz lehetővé, miközben megerősíti az akkumulátor oldalsó ütközésvédelmét. A több anyagból álló BIW-tervek szabványossá válnak, és az acélgyárak dedikált fogyóeszközöket bocsátanak ki a különböző acél-alumínium hegesztésekhez. A CTC és CTP akkumulátorház integrációja kiküszöböli a hagyományos sajtolt padlópaneleket, és extrudált alumíniumra cseréli őket melegen sajtolt védőacéllal. Az ultravékony, 0,20 mm-es és 0,25 mm-es, alacsony magveszteségű elektromos acél iránti kereslet megnövekszik a 800 V-os nagyfeszültségű platformokon, ami töltésenként szerény hatótávolságot eredményez. Az eredeti gyártók nagyobb mennyiségű EAF újrahasznosított autóipari HSS-t szereznek be, hogy csökkentsék a szénlábnyomot. A PM szerszámacél behatolás növekszik az UHSS sajtoló és nagy mennyiségű rögzítőelemek hideg fejlécek sorában.
A főbb OEM-ek szabványos anyagstratégiái
| OEM márka | Alapanyag ütemterv | Elsődleges acél- és ötvözetminőségek |
|---|---|---|
| Tesla | Gigacast alumínium + ultranagy szilárdságú bóracél | 30MnB5, 6005 / 6082 extrudálás, 6016 lap |
| BYD | Acél-domináns, szelektív alumínium könnyűsúlyozás | DP980, 22MnB5, A380 présöntvény |
| NIO | Prémium acél-alumínium hibrid | DP980, 22MnB5, 6005 extrudálás |
| XPeng | Költségközpontú HSS architektúra | HSLA590, DP780 alapfokú |
| Li Auto (hatótávolságnövelő) | Nehéz acél, kisebb alumínium részekkel | HSLA590, 22MnB5 melegbélyegzett |
| Xiaomi SU7 | Prémium teljesen alumínium + helyi nagyszilárdságú acél | 22MnB5, 6016, 6082 extrudálás |
| VW MEB platform | Kiegyensúlyozott acél és alumínium | DP780, 22MnB5, 6005 extrudálás |
| BMW i sorozat | CFRP + alumínium intenzív | CFRP, 6005, A380 présöntvény |
Anyagkereslet összehasonlítása: ICE vs BEV
| Jármű összeszerelés | Hagyományos ICE jármű | Akkumulátoros elektromos jármű | Iparági változási trend |
|---|---|---|---|
| Motorblokk | Öntöttvas / alumínium | Kiküszöbölve (nincs belső égésű motor) | 80%-kal csökkent az öntöttvas felhasználás |
| Sebességváltó ház | Öntöttvas / alumínium | Egysebességes reduktor alumínium ház | 70%-kal csökkent az öntöttvas felhasználás |
| Akkumulátor | Nincs jelen | Alumínium / acél védőburkolatok (új alkatrész) | Új kereslet alumínium, réz, speciális acél iránt |
| Vonómotor | Nem felszerelt | Elektromos acél laminálás, alumínium ház | Növekvő kereslet az ultravékony, alacsony veszteségű elektromos acél iránt |
| Kipufogó rendszer | 409-es rozsdamentes cső | Teljesen megszüntetve | Nulla igény a kipufogó rozsdamentes csőre |
| Üzemanyag tartály | Bevonatos préselt acél | Megszűnt | Csökkentett mélyhúzású lágyacél fogyasztás |
| A BIW fő szerkezete | Több mint 80% acél | 50-70% acél, megnövelt alumínium arány | Növekvő HSS és alumínium extrudálási mennyiségek |
| Jármű vezetékek | 12V kisfeszültségű réz | 12V + 400 / 800V nagyfeszültségű réz és alumínium gyűjtősínek | Magasabb réz és vezető alumínium fogyasztás |
| Gyártási szerszámok | Bélyegzés + szabványos HPDC matricák | További nagy gigaöntő formák | Az ESR finomított H13 melegen megmunkált acél nagyobb felvétele |
Gyakran ismételt kiválasztási kérdések
K: Milyen acélminőségeket használnak a NEV akkumulátor ütközés elleni védőszerkezeteihez?
V: Az 1500 MPa 22MnB5 melegen sajtolt acél az elsődleges választás az oldalsó és alsó akkumulátoros ütközésvédők számára. A könnyű platformok párosítják ezt a nagy szilárdságú 6082-es alumínium extrudálással, hogy egyensúlyba hozzák a tömegcsökkentést és az ütközésállóságot. Az alacsony költségű járműsorok többrétegű hegesztett DP780 szerelvényeket alkalmaznak.
K: Kötelező a porkohászat forró munkaacél a Gigacasting szerszámokhoz?
V: Nincs kötelező specifikáció. Az ESR H13 stabil kimenetet biztosít kis-közepes volumenű prototípusfuttatásokhoz. Évente több mint 100 000 öntvényt futtató vonalak QRO90 Supreme-re frissíthetők a karbantartási intervallumok meghosszabbítása érdekében. A PM Hot Work Steel jelenleg csak helyi betétként van beépítve az extrém kopású zónákhoz.
K: Melyik elektromos acél működik a legjobban 800 V-os nagyfeszültségű vontatómotorokhoz?
V: Előnyben részesítik a 20W250 és 25W300 ultravékony, nem orientált elektromos acélokat, amelyek alacsonyabb magveszteséget biztosítanak magas frekvenciákon, és enyhe, töltésenként 5–10 km-es hatótávolság-növekedést biztosítanak . 30A W360 12 000 RPM alatti közepes/alacsony fordulatszámú motorokhoz is megadható az anyagköltség kiegyensúlyozása érdekében.
K: Miért érdemes DLC-bevonatú DC53-at választani alumínium külső panel bélyegző szerszámokhoz?
V: A 6000-es sorozatú alumíniumötvözetek hajlamosak erősen epekedni az alakítás során. A DC53 jobb szívósságot kínál, mint a szabványos D2. A DLC gyémántszerű szénbevonattal párosítva az alumínium felszedő mennyisége jelentősen lecsökken, megőrzi az A osztályú felületkezelést, és lecsökkenti az állásidőt a formapolírozáshoz.