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特斯拉、蔚来的汽车轻量化技术

浏览:51 发表时间:2020-08-27 08:41:39

众所周知,新能源汽车对轻量化需求更为迫切,据悉,纯电动汽车整车重量每降低10kg,续航里程可增加2.5km。目前来看,特斯拉和蔚来的汽车轻量化引领行业,在材料、工艺和结构轻量化上都形成了自身独有技术优势。



特斯拉


电池密度:特斯拉电池能量密度的提升赋予了 Model 3更长的续航能力,且应用单个容量更大的2170电池还可降低电池数量的使用数量,从Model S的7000多节降低到Model 3的4416节,电池节数的下降使特斯拉质量进一步减重。


电池连接工艺:特斯拉电池模组里的电池连接方式比起传统的电阻焊有着质的改变,与 Model S相比,Model 3上将正负极连接片从一整片铝片连接变成了布局在电池组两侧,将两面铝片结合成了单面铝片,减少铝片使用量,降低电池重量。


电池包结构:减少模组使用,相较于Model S车型(电池包分为16个小模组),Model 3长续航版的电池包则只有4个模组,更少的模组意味着更少的电池包内部隔断、电池组BMS、线束和散热管路接口;电池壳结构变迁,与Model S专门设置电池壳保护电池不同,Model 3 的电池组安装位置基本覆盖了乘员舱,利用车身底部高强度钢结构同保护电池,电池包结构组件只用于承载电池包自身重量,相较Model S电池包减重125kg。


轻量化材料:目前铝合金和高强度钢仍然是轻量化材料的首选。车身支架上,特斯拉 Model S 采用了全铝合金车身有效的降低了车身重量,Model 3 由于考虑到自身定位与成本控制更多采用了高强度钢。2019 国产Model 3采用钢铝混合车身,铝材占比下降至 21%,超高强钢占比上升至15%;在高压导线上,特斯拉使用高压铝导线,较相同载流量的铜导线相比减重 21%,且成本更低。


车身结构:特斯拉采用了不同的车身设计,Model 3 取消了空气室下板,由塑料件代替下板流水,减重效果达40%;车门无窗框设计相比于冲压窗框减重65%;车门内板、前后车门内板不等料厚设计,优化车门下沉,可实现减重效果。


先进工艺使用:特斯拉不同部分的零件使用了不同的先进工艺,在碰撞吸能的位置(如前纵梁、A 柱、B 柱、后纵梁等)采用热冲压钢板工艺,提高了强度且减轻了重量。Model 3 在侧碰吸能的位置如车地板横梁采用超高强度钢辊压成型工艺,比冲压件减重17%以上。



蔚来


铝制车身:蔚来ES8车身运用了诺贝丽斯先进的汽车铝合金,全铝车身比传统钢制车身降低了约40%的重量,最终实现白车身重量仅为335kg。ES8还采用了麦格纳所为其设计、制造的全铝前/后副车架;同时蔚来ES8在底盘和悬挂系统全部采用铝合金材质,车身用铝率达到95.8%,为全球最高。


先进连接技术:为了应对铝合金材质本身延展性差、形变难以恢复等特点,蔚来采用多种先进连接技术。包括热融自攻铆接、自冲铆接、铝点焊、冷金属过渡弧焊、结构胶、激光焊接、高强度抽芯拉等先进连接技术。


高密度电池:蔚来ES6电池类型是三元锂电池,供应商是宁德时代,ES6车型都可以选装容量更大的84kWh液冷恒温电池组(ES8电池组为70kWh),单体电芯能量密度为 170Wh/kg,NEDC 综合工况下的续航里程超过了510公里 。较大的电池容量有效的减少了电池包本身带来的重量。


轻量化电池壳:德国西格里碳素公司已与中国汽车制造商蔚来达成合作,将为蔚来研发碳纤维增强型塑料(CFRP)电池外壳原型,该电池外壳比传统的铝或钢制电池外壳轻 40%,具有高刚性,而且比铝的热导率低200倍。采用该材料的电池包后不仅可为蔚来旗下电动车型减轻一定的重量,还会给换电带来便利。


特斯拉和蔚来汽车作为新能源汽车的领军车企,其轻量化应用具有标杆效应,国内车企如比亚迪、北汽新能源、吉利汽车等也纷纷紧跟轻量化进程节奏,在材料、工艺和结构轻量化上均加速布局与应用。


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