一体式激光拼焊热成形门环的开发及应用

摘要: 采用1000、1500和2000 MPa这3种强度的热成形钢板,设计开发了由5种厚度板料和2个补丁板经激光拼焊后一体化热成形的门环,并统筹考虑碰撞变形和吸能。对传统冲压-焊接的门环和一体式激光拼焊热成形门环分别进行了25%偏置碰撞和移动变形壁障碰撞的数值仿真,结果显示: 25%偏置碰撞时,传统门环侧面变形最大侵入量大于190mm,而一体式门环为166.313 mm,减少了14.4%,且一体式门环零件的变形侵入量小于传统门环; 移动变形壁障碰撞时,一体式门环的变形侵入量略小于传统门环。一体式门环激光拼焊热成形后各区域性能均达到了设计要求,其中B柱上板Patch板强度达到1878MPa,门槛加强板的强度达到1041MPa,且韧性好; 激光拼焊的5条焊缝强度均大于较弱侧基材的强度。相比于传统门环,一体式门环整车减重10.146kg,减重率为20.6%; 材料利用率由66.7%提升至71.19%; 单车成本增加80元/车,但轻量化成本仅增加7.88元,为业内水平的1/3~1/2。

CTB结构中电池与车身密封设计研究

摘要: CTB(cell to body)电池车身一体化技术在提升续航里程、整车刚度和耐撞性等方面具有很大优势,已成为新能源汽车行业发展新方向,但要将电池上盖与车身地板二合为一,密封是限制CTB技术发展的最大难题之一,目前行业在CTB密封领域的研究还是空白。本文从CTB密封策略、密封结构设计、密封组件选型、失效后果分析和用户工况设计验证展开研究,首次提出攻克行业内CTB密封设计难题的解决方案,加速CTB技术普及应用,推动全球新能源汽车产业电动化转型。

氨-生物燃料双燃料发动机的燃烧与排放特性

摘要:针对双碳目标,应用低碳/零碳燃料是实现内燃机高效清洁燃烧的有效途径。本研究基于一个双燃料柴油机台架开展,缸内直喷燃料分别选用柴油、生物柴油/汽油混合燃料(BG70)和生物柴油/汽油/乙醇混合燃料(BG50E20);氨为进气道喷射,能量替代率为0~28%。试验工况为1 200r/min、0.8 MPa指示平均有效压力(IMEP)。对比分析了不同燃料的一氧化碳(CO)、总碳氢(THC)、氮氧化物(NOx)排放以及颗粒物粒径分布。结果表明:单燃料模式下,BG70和BG50E20的指示热效率高于柴油。BG70的CO排放相比柴油降低30%,但THC和NOx排放在3种燃料中最高。BG70和BG50E20的总颗粒物数量(TPN)排放低于柴油。相比各燃料单燃料模式的燃烧与排放性能,添加氨后的3种燃料的指示热效率降低1%~2%;CO排放增加约1倍;柴油和BG70 的NOx 排放减少接近50%,BG50E20的NOx排放减少约30%。另外,氨的加入对BG70和BG50E20的TPN有显著影响,当氨能量替代率从0增长至28%时,BG70的TPN排放增加20倍。

汽车领域铝基粉末冶金的研究与进展

摘要:汽车轻量化是降低能耗、减少排放的有效措施之一,使用铝合金粉末冶金零件替代汽车上用的铁基粉末冶金零件是目前的发展趋势。主要介绍了铝基粉末冶金材料和制备工艺的研究与发展现状,并就该技术在国内汽车领域的发展及应用方向提出了一些建议。

基于深度学习的汽车梁类件冲压回弹研究

摘要:提出了基于深度学习的汽车梁类零件回弹预测方法。基于二维回弹理论,将三维梁类零件离散为若干截面,采用双平面投影法和图像二值化方法,将梁类零件的截面曲线转换为神经网络模型可识别的双通道图像数据。基于拉丁超立方采样法对影响梁结构零件的冲压工艺参数及板料材料参数变量进行采样,通过CAE回弹仿真得到后续深度学习网络的训练样本。为研究梁结构在不同几何截面、材料参数、工艺参数作用下的回弹问题,采用基于LeNet-5、AlexNet、NiN的卷积神经网络模型作为几何截面识别模型,同时使用全连接神经网络模型耦合材料参数和工艺参数的方法,得到该梁类零件回弹算法模型。以某汽车梁类结构零件作为研究对象,基于高斯混合聚类将回弹样本分为小回弹、中等回弹、大回弹三个类型。将各类回弹样本分别通过回弹算法模型进行验证,结果表明,基于AlexNet的模型准确度最高,同时算法鲁棒性相较于其他两种也更强,更适合梁类件的回弹预测。

中国新能源汽车未来10年周期性和结构性趋势展望

摘要:中国新能源汽车行业经历20多年发展,核心技术与产业化已经实现全球领先,未来10年对于新能源汽车能否形成可持续发展模式至关重要。需围绕新能源汽车市场的不确定性探求和发现其中的确定性规律,对中国新能源汽车未来10年的周期性和结构性发展趋势进行分析与判断。主要结论包括:从目前到2026年,新能源汽车市场渗透率仍保持快速增长,以新能源汽车、锂电池、光伏电池“新三样”为代表,新能源革命将取得突破性进展;到2030年,新能源汽车盈利能力实现转正,新能源的发展将基于新能源汽车演化到新能源革命;到2035年,新能源汽车与新能源革命的重点将从技术革命转移到社会观念与商业模式革命。同时讨论了中国新能源汽车进入新发展阶段,可能存在内部竞争加剧、产能过剩、市场波动和不确定性增加等挑战,并提出了应对挑战和风险防范的可行解决方案。

新材料与新工艺在保险杠防撞梁中的应用与发展趋势

摘要:轻量化是未来汽车发展的趋势之一,保险杠防撞梁系统承担着汽车碰撞时能量传递与吸收的重要角色,一直是轻量化技术应用的重点。分析了近年来新材料与新工艺在保险杠防撞梁开发中的应用现状,得出多形态混合材料是未来保险杠防撞梁在材料轻量化应用中的发展趋势,而与新材料相对应的新工艺也会向多样化发展。最后指出,中低端车型的保险杠防撞梁由低成本的高强钢为主,而铝合金比重逐渐增大,超高强钢3D热辊弯防撞梁将逐步推广应用。

动力电池壳体连接工艺应力腐蚀断裂问题研究

摘要:高速射钉常用在板材或型材的连接中,可通过一种不可拆卸的静连接将两个或两个以上的元件连接在一起,因而在高压电池壳体生产中被广泛使用,但由于新能源汽车使用环境恶劣,高速射钉断裂的情况时有发生。针对这类现象,对高速射钉进行合理设计,避免其发生断裂尤为重要。文章通过试验探究了不同条件下的高速射钉状态,验证了高速射钉断裂的影响因素,并从微观角度解释了其断裂机理。研究显示,高速射钉断裂由应力腐蚀开裂(SCC)引起,并由3个边界条件共同作用:高硬度钢、腐蚀环境、拉伸应力。综合考虑新能源汽车的使用环境和试验优化结果,合理降低射钉硬度可以有效避免其开裂,为以后的电池包连接工艺发展提供了重要的指导意义。

质子交换膜燃料电池核心部件分析

摘要:对质子交换膜燃料电池工作原理、结构进行分析,重点对质子交换膜燃料电池的双极板、质子交换膜、电催化剂、膜电极关键部件进行分析研究,质子交换膜燃料电池生产成本高是影响商业化普及的重要原因,未来随着质子交换膜燃料电池技术的进步,生产成本将大幅度降低,有望在汽车产业得到广泛应用。

新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢片的研究与进展

摘要:本文系统介绍了混合动力汽车和电动汽车所用驱动电机的特点和类型以及其对无取向硅钢片的要求,总结出适用于驱动电机的无取向硅钢片是既要求高强度、疲劳性能等力学性能,也要求高磁感和低的高频铁损等磁性能的复合材料。全面介绍了业界领先的各日本钢铁公司关于高强无取向硅钢片相关专利的具体内容,并通过相关热力学计算分析了各专利中所涉及的技术路线,得出析出强化技术路线是未来发展趋势,而其中Ti析出强化不可行,Nb析出强化可行但是成分和工艺窗口狭窄,且必须和Ni、Mn的固溶强化相结合;而Cu的析出强化途径工艺简单且易行、成本经济。