汽车用热成形钢激光焊接研究现状及发展趋势

摘要:汽车产业不仅作为国民经济战略性、支柱性产业,而且也是体现一个国家先进制造技术水平的标志性产业。热成形钢具有强度高、成形性能好、可制造几何形状复杂的零部件等优点,是实现新能源汽车高安全最重要的轻量化高性能结构材料之一,被广泛应用于汽车安全部件的制造。激光拼焊技术结合热冲压技术将不同厚度或强度的钢板焊接和成形所需零部件,对优化汽车车身性能,提高汽车安全性,降低制造成本,推动汽车轻量化发展具有重要意义。本文详细介绍热成形钢的特点和应用,以及其激光焊接技术研究进展和应用现状,分析了镀层热成形钢激光焊接的难点,综述镀层热成形钢激光焊接缺陷的改进方法,最后对热成形钢及其激光焊接技术进行总结,并展望了未来的发展趋势。

某新能源汽车复合材料电池包轻量化设计

摘要:电池包是电动汽车的动力源,其中下箱体及模组安装板是电池包的主要承载部件,采用碳纤维复合材料代替原不锈钢材料对下箱体及模组安装板进行轻量化设计。上箱体兼顾到制造成本问题,使用原不锈钢材料。结果表明,采用碳纤维复合材料的电池包在满足力学性能的同时,相比于原不锈钢材料,电池包重量指标得到了较大的改善。

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。

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。

乘用车扭力梁耐久性开发关键问题研究

摘要:针对耐久路试中扭力梁焊缝与母材开裂问题,提出一种融合耐久仿真、台架试验、制造工艺的优化方法。基于等效结构应力法和Brown-Miller 双轴疲劳准则,识别焊缝和母材风险热点;考虑扭转刚度变化对载荷的影响,更新载荷谱与台架试验载荷,采用低-高-低加载顺序,准确复现路试开裂现象;通过结构优化和工艺改进,提升关键区域的疲劳性能。经台架试验与整车路试验证,优化后的扭力梁寿命显著提升。

基于智能数模融合的锂离子电池剩余使用寿命预测

摘要:为了提高电池剩余使用寿命(RUL)的预测准确性,基于融合健康指标和构建的电池容量衰退模型,采用粒子群(PSO)优化极限学习机(ELM),结合随机扰动无迹粒子滤波(RP-UPF)的智能数模融合方法对B0005、B0006、B0018 号电池的RUL 进行预测。研究结果表明:该方法在电池的整个生命周期保持了较高的预测准确性,同时,显著提升了电池RUL预测的精度。

我国燃料电池汽车用质子交换膜产业发展分析

摘要:氢燃料电池汽车是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一,质子交换膜作为氢燃料电池的核心原材料,其性能的好坏直接决定着燃料电池的性能和使用寿命, 因而也成为近年来研究的热点。按照含氟量对质子交换膜进行分类,主要包括全氟磺酸质子交换膜、部分氟化聚合物质子交换膜、复合质子交换膜和新型非氟化聚合物质子交换膜,其中全氟磺酸质子交换膜由于其优异的性能成为当前最为商业化的电解质膜。未来几年,随着氢燃料电池汽车规模化应用,质子交换膜也必将迎来新的高峰,蕴藏着巨大的市场潜力。我国质子交换膜产业整体正处于加速发展阶段,市场开始活跃,企业正在加速布局,但目前产能利用率较低。国内质子交换膜整体供给仍然不足,大部分需求方仍使用进口膜。国内生产企业正在加速发展,部分代表性企业已经实现批量供货,并正在扩大产能,其他企业也在加快布局。全氟磺酸质子交换膜仍然是当前商业化应用的最优选择, 如何在提升性能的同时降低成本是重点研究方向。从长远看,在发展全氟磺酸质子交换膜的同时,仍需布局发展部分氟化、无氟型以及复合质子交换膜。

中国乘用车电动化对动力电池关键金属材料的需求研究

摘要:新能源汽车作为交通运输领域节能减排的重点,近年来的迅速发展导致其对锂、钴、镍、锰等电池材料的需求剧增。为评估相关资源的供应风险,基于Gompertz曲线模型和物质流分析的方法,对两种电池技术发展情景下中国2023—2050年新能源乘用车电池材料的需求进行了预测。结果显示,在磷酸铁锂电池路线(LFPR)下,2050年锂、钴、镍、锰的需求将分别达到238、169、362、158 千吨;在三元锂电池路线(NMCR)下,2050年锂、钴、镍、锰的需求将分别达到242、201、1084、187千吨。当前中国锂、钴、镍的产能将难以满足未来新能源汽车发展的需要。2050年的回收锂、回收钴和回收镍将至少能分别满足86.5%、93.5%和65.8%的新增需求。鉴于国内目前还缺乏有关废电池回收的全面法律法规,制定相关标准势在必行。

-30至50℃车辆工况下CO2喷射器的适应性研究

摘要:为推动喷射器回收膨胀功技术的实车应用,本文开展了-30~50℃宽温区运行工况下车用压缩-引射式CO2热泵系统制冷制热性能及喷射器膨胀功回收特性研究,重点分析了工作喷嘴对固定尺寸喷射器变工况适应性的影响。结果表明:制冷工况下随着环境温度升高,喷射系数递减,而升压比递增;制热工况下随着环境温度降低,喷射系数和升压比均先增大后减小;制冷工况下喷射器回收膨胀功占最大可回收膨胀功的16.7%~37.2%,制热工况下为9.9%~41.3%;以高温制冷工况设计的固定尺寸喷射器难以适应低温制热工况,偏离设计工况时,喷嘴出口过膨胀会造成激波能量损失,而低温制热工况下喷嘴出口因欠膨胀会导致喷射器无引射效果。

轻量化铝合金型材底板和水冷板电池包下箱体关键生产制造流程与工艺研究

摘要:为满足纯电动汽车电池包下箱体对尺寸精度和密封性的要求,研究了轻量化铝合金型材底板和水冷板电池包下箱体的生产流程与工艺。针对型材底板箱体,阐述了搅拌摩擦焊、整体数字控制机床加工、边框与底板焊接、总成整体加工、气密性检测等流程;对于水冷板箱体,分析了水冷板钎焊、边框总成焊接等工艺。通过优化焊接热输入、采用整体加工及自动化技术,产品尺寸合格率提升至 98.3%,密封失效性降至4.4%,综合生产节拍提高13%。