新能源电动汽车异种材料连接技术的挑战、趋势和进展

摘要:多材料混合结构在车身上的应用可以实现汽车安全性、轻量化水平的共同提升,也是如今新能源汽车工业发展的一个主要方向。先进高强钢(Advanced high strength steel,AHSS)、铝合金、工程塑料以及碳纤维增强复合材料( Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)等作为轻质高强材料的代表已广泛应用于白车身、覆盖件以及复杂结构件的制造中。由于异种材料理化性能的差异,给连接技术带来了更大的挑战。对于铝合金与碳纤维增强复合材料的连接,采用普通的熔化焊接往往会使铝合金产生热影响区软化、气孔和热裂纹等缺陷以及CFRP 纤维和基体部分烧损,而机械连接则会不可避免地造成腐蚀问题。同时,多材料组成的电池包壳体对连接技术也有很高的要求。因此,为了向新能源汽车提供多材料优化组合的轻量化车身结构,开发性能可靠、低成本、高效率的创新连接方法势在必行。胶接广泛应用于铝合金/先进高强钢、铝合金/碳纤维复合材料、AHSS/CFRP的连接,可以实现密封、紧固、防腐蚀的效果。自冲铆连接( Self-piercing riveting,SPR)相比于熔化焊更适合铝合金、AHSS与CFRP的连接,国外对其连接工艺和接头强度已有较为成熟的研究。固相焊适合于金属/非金属材料的连接,国内外对回填式搅拌摩擦点焊( Refill friction stir spot welding,RFSSW)和超声波点焊在连接铝合金/CFRP、AHSS/CFRP上进行了工艺的探索和设备的改进。激光复合焊和冷金属过渡焊(Cold metal transfer,CMT) 是当下大部分汽车企业主要应用的连接技术,主要用于铝合金/AHSS 的连接。对于电池包壳体的连接,目前主要是使用紧固件连接,同时对特定的材料采取激光焊进行密封。本文针对多种车身材料包括铝/CFRP、高强钢/CFRP、铝/高强钢的连接问题,详细介绍了胶接、自冲铆连接、搅拌摩擦点焊、超声波点焊、激光复合焊和冷金属过渡焊技术的应用和研究进展,讨论了连接工艺参数对接头性能和焊点失效模式的影响,论述了基于有限元分析的接头疲劳寿命预测的难点和研究现状,并简要分析了电池包箱体连接技术的研究进展。新能源电动汽车多材料混合应用推动了连接技术的进步,但仍然面临着基体损伤、界面失效、焊接周期长、设备昂贵和难以自动化等问题,还需要进行更为深入的理论和应用研究。

车身非金属件用导静电涂料的制备

摘要:用丙烯酸树脂作为成膜物质,分别以不同厂家的导电钛白粉和导电云母粉为导电填料,制备了导静电涂料。探究了研磨时间对涂料细度以及所得涂层光泽、电阻和颜色的影响。选择合适的国产导电填料(导电云母粉ECP-100C或导电钛白粉ECF-3000C)制备的涂料的细度及其涂层电阻等关键指标与用国外同类产品制备的涂料相当,颜色接近于纯白,L为91.02左右,电阻超过1×106Ω,完全满足车身非金属件用白色导静电涂料的性能要求。

车用超高速永磁电机驱动控制技术综述

摘要:超高速永磁电机具有体积小、效率和功率密度高等优点,广泛应用于燃料电池空压机和电动涡轮增压器等车用领域。小电感和高基频等特性,使其驱动控制比常速永磁电机难度更大。本文从电路拓扑、电压调制策略匹配和无位置传感器控制3个方面详细论述车用超高速永磁电机驱动控制技术的研究现状,总结各类技术的研究热点,通过优缺点对比,给出了评价。最后展望了未来发展趋势。

国内客车行业涂装的现状及未来的发展趋势

摘要:从客车生产的特点,车身用材料、涂料、腻子,以及涂装施工方法、设备、环境等方面介绍了国内客车行业的涂装现状,讨论了铝材、碳纤维、电脑喷绘和喷涂机器人在客车车身及其涂装中的应用情况,分析了客车涂装中应用高固体分、水性和无溶剂型涂料存在的问题,指出了客车涂装未来的发展趋势。

新能源乘用车变速箱轴承材料及热加工关键技术控制

摘要:新能源乘用车变速箱轴承包括圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、深沟球轴承、角接触轴承、四点接触轴承。为提高新能源汽车变速箱轴承寿命,在轴承结构上除采用计算机仿真软件进行模拟设计,对轴承滚道进行低摩擦优化设计,微观修形,减少因应力集中而导致的早期失效。

新能源汽车驱动电机的智能制造

摘要:介绍了新能源汽车常用驱动电机类型及性能,从定子总成、转子总成、定转子合装测试三个方面讲述通常工艺路线,给出驱动电机降本发展对策。

新能源车用永磁同步电机散热分析及散热结构优化

摘要:以一台额定功率 70 kW的车用水冷永磁同步电机作为研究对象,分析了电机的损耗来源,并基于流体力学与传热理论建立了电机的热模型。在处理仿真模型时对绕组及气隙域进行了等效处理,考虑了铁芯导热系数的各向异性,并使用STAR-CCM+软件仿真获取得到电机在额定工况下的温度分布。通过在轴向水道内壁增加凸起特征对冷却水道结构进行优化,对优化后水道模型进行了仿真分析,仿真结果显示优化后的水道模型具有更好的散热效果。最后,在电机测试台架上对优化水道后的电机进行了温升测试,将测试数据与仿真数据进行对比,对比结果显示绕组温度两者几乎一致,永磁体温度偏差2.95%,这表明了仿真结果的准确性。

相变诱导塑性汽车用钢的发展现状与趋势

摘要:论述了相变诱导塑性(TRIP)钢的发展现状及其在汽车工业上的应用,重点讨论了TRIP效应的机理及TRIP钢性能的影响因素。介绍了2种采用新型工艺(低温贝氏体转变和淬火-碳分配工艺)的TRIP钢,并且通过对TRIP钢研究的最新数据,对比了2种工艺下TRIP钢的高速拉伸性能;最后对汽车用TRIP钢的研究方向进行了展望。

智能制造技术在安全气囊发生器产品激光焊接中的应用

摘要:结合智能制造理念和先进技术经验,对安全气囊气体发生器激光焊接技术进行智能升级,实现全自动化激光焊接,焊接过程质量、焊缝质量全面检测,焊接全流程信息追溯查询,使产品安全防护等级提高,有效提升了生产效率,完善了质量管控水平。

先进热成形汽车钢制造与使用的研究现状与展望

摘要:汽车采用超高强钢是实现轻量化兼顾安全性的必由之路,热冲压成形是高强汽车零件成形的关键工艺。近10 年来,热成形钢及其零件制造技术迅速发展。本文从以下几方面对热成形钢/零件制造与使用现状进行了综述:(1) 热成形钢材料(从传统MnB钢到最近新发布的一些热成形新钢种);(2) 工艺(热成形传统工艺到工业4.0 智能化生产);(3) 热成形淬火配分(Q&P)创新工艺研究现状及形变热处理基本原理;(4) 热成形过程的仿真模拟(热/力场、组织场、工艺等的模拟);(5) 热成形零件的使用服役评价。并对今后热成形汽车钢制造与使用前景作出展望。