Анотація
Посібник інженера з матеріалів для виробництва NEV – вибір сталі AHSS, гарячого штампування та Gigacasting Die Steel
Вимоги до матеріалів для електричних, гібридних і електромобілів із збільшеним запасом ходу значно відрізняються від транспортних засобів внутрішнього згоряння. Вимоги до легкого дизайну, високовольтного електромагнітного екранування, захисту від аварій батареї та гігакастингу призвели до постійного оновлення сімейств сталі, алюмінію та спеціальних сплавів. Спираючись на стандарти матеріалів GB, EN і JIS, а також дані про масове виробництво від OEM-виробників, включаючи Tesla, BYD, NIO та Volkswagen, у цьому посібнику викладено правила вибору класу, що охоплює п’ять основних сегментів: конструкційна сталь BIW, метали системи акумуляторів, електрична сталь для тягових двигунів, сталь для штампування та кування шасі та інструментальна сталь для NEV. Усі таблиці марок, дані про механічні властивості та таблиці відповідності компонентів зберігаються. Контент призначений для вітчизняних інженерів із проектування та закупівель, а також підходить для транскордонного пошуку Google і слугує щоденним довідником для специфікацій матеріалів, цінових пропозицій для комбінату та розробки прес-форм.
Відмінності у виборі основного матеріалу між ICE та NEV + розбивка маси матеріалу автомобіля
Чотири основні відмінності
NEV оснащені високовольтними акумуляторами, що працюють на 300–700 В. Вимоги до управління спорядженою вагою, ударостійкості, продуктивності NVH та захисту від електромагнітних перешкод відрізняють їх від автомобілів з ДВС і визначають правильний вибір марки сталі:
Архітектура електроприводу: транспортні засоби з двигуном ICE покладаються на двигуни внутрішнього згоряння, тоді як NEV оснащені акумуляторними блоками вагою 400–800 кг. Захист ходової частини від аварії стає головним пріоритетом, тому потрібні великі обсяги 1500 МПа гарячештампованої борної сталі.
Легкі мішені: зменшення маси транспортного засобу безпосередньо збільшує запас ходу, тому змішане використання високоміцної сталі, алюмінію та магнієвих сплавів продовжує зростати.
Контроль шуму: без шуму двигуна, який маскує вібрацію кузова, конструкційні сталі повинні поєднуватися з енергопоглинаючими та вібраційними конструкціями.
Електромагнітне екранування: металеві корпуси для високовольтної проводки, корпуси батарей і силова електроніка утворюють клітки Фарадея для зменшення електромагнітних перешкод. Стандартна логіка вибору матеріалів у всій галузі: легка конструкція для збільшення діапазону → збалансуйте витрати на матеріали між сталлю, алюмінієм і композитами → використовуйте надвисокоміцну сталь для захисту від аварій батареї → використовуйте спеціальні сплави для рішень із керування температурою → використовуйте металеві корпуси для захисту від електромагнітних перешкод.
Матеріальне масове розповсюдження BEV для масового ринку
Дані про моделі масового виробництва, такі як Tesla Model Y і BYD Seal, забезпечують надійні галузеві контрольні показники частки ваги матеріалу на автомобіль:
| Категорія матеріалу | Маса транспортного засобу | Відсоток ваги BIW |
|---|---|---|
| AHSS & UHSS | 200-350 кг | 25%–35% |
| Традиційна HSS і м'яка сталь | 350-500 кг | 40%–50% |
| Алюміній (листовий, екструзійний, лиття HPDC) | 100-250 кг | 15%–25% |
| Магнієве лиття під тиском | 5-30 кг | 1%–3% |
| Полімер, армований вуглецевим волокном (CFRP) | 10-50 кг | 1%–5% |
| Пластмаси та модифіковані композитні матеріали | 80-150 кг | 10%–15% |
Спостереження промисловості: алюмінієві вузли Tesla Model Y gigacast замінюють понад 70 штампованих сталевих компонентів і зменшують загальну масу BIW приблизно на 20%.
Еволюція марок сталі NEV BIW
Протягом останніх 15 років міцність на розрив сталі для кузовів автомобілів для електромобілів неухильно зростала, а нові марки перевищували 2000 МПа:
| Покоління | часові рамки | Домінуючі матеріали | Діапазон міцності на розрив |
|---|---|---|---|
| Ранні електромобілі першого покоління | 2010–2015 | М’яка сталь + 340–590 звичайний HSS | 270–590 МПа |
| Автомобілі масового виробництва другого покоління | 2016–2020 | Звичайні HSS, AHSS, алюмінієві витяжні панелі | 270–980 МПа |
| Поточні основні моделі третього покоління | 2021–2024 | AHSS, UHSS, гарячештампована борсталь, алюмінієво-магнієві гібридні деталі | 270–1500 МПа |
| Нові платформи четвертого покоління (з 2025 року) | 2025+ | 2000 МПа надвисока сталь гарячого штампування, багатоматеріальні вузли | 270–2000 МПа |
Повний вибір сорту для конструкційної сталі BIW (усі довідкові таблиці збережені)
Корпусна сталь поділяється на п’ять груп за міцністю на розрив і металургійною мікроструктурою: м’яка сталь, звичайна HSS, AHSS, UHSS і гарячештампована борсталь. Для різних компонентів кузова вказуються окремі оцінки.
М'яка сталь (серія DC для компонентів з низьким навантаженням)
| Оцінка | Типовий хімічний склад | Міцність на розрив (МПа) | застосування |
|---|---|---|---|
| DC01 | 0,04% C, 0,20% Mn | 270–410 | Внутрішні панелі кузова з низьким тиском |
| DC04 | 0,04% C, 0,18% Mn | 270–350 | Стандартні внутрішні панелі глибокої витяжки |
| DC06 | 0,02% C, 0,15% Mn | 270–350 | Надглибоке витягування складних внутрішніх деталей |
| SPCE (стандарт JIS) | Відповідає хімії DC04 | 270–350 | Листи кузова для японських OEM платформ |
Традиційна високоміцна сталь HSLA
| Оцінка | Міцність на розрив (МПа) | застосування |
|---|---|---|
| HC340LA | 340–460 | Загальні посилення корпусу |
| HC380LA | 380–480 | Поперечки шасі, внутрішні накладки на пороги |
| HC420LA | 420–520 | Підсилення внутрішньої стійки |
| HSLA340 / HSLA590 | 340–590 | Універсальні структурні компоненти |
| SAPH440 (стандарт JIS) | 440 | Штампування шасі для корейських і японських автомобілів |
AHSS: DP / TRIP / CP / QP Metallurgy Families
Основні класи для поглинання енергії удару, дверних балок проти вторгнення та поздовжніх рейок, збалансованої міцності та здатності до формування.
Двофазна (DP) сталь
| Оцінка | Типовий склад у вагових відсотках | Міцність на розрив (МПа) | Використання компонентів |
|---|---|---|---|
| DP590 | 0,10% C, 1,50% Mn, 0,50% Si, 0,05% Nb | 590 | Поперечини підлоги, нижні поздовжні рейки |
| DP780 | 0,13% C, 1,80% Mn, 0,30% Si, 0,03% Nb | 780 | Передні рейки, зовнішні панелі стійки B |
| DP980 | 0,15% C, 2,00% Mn, 0,50% Si, 0,05% Nb | 980 | Підсилення при бокових ударах |
| DP1180 | 0,17% C, 2,20% Mn, 0,30% Si, 0,04% Ti | 1180 | Дверні вторгнення балки |
2 TRIP (Transformation-Induced Plasticity) Сталь
| Оцінка | Міцність на розрив (МПа) | Розташування програми |
|---|---|---|
| TRIP590 | 590 | Аварія енергопоглинаючих конструкцій |
| TRIP780 | 780 | Передні рейки |
| TRIP980 | 980 | Б стійки, посилення коромисел |
Складна фаза (CP) і загартування та перегородка (QP) сталь
| Оцінка | Міцність на розрив (МПа) | застосування |
|---|---|---|
| CP800 | 800 | Диски, посилення бампера |
| CP1000 | 1000 | Середня стійка B, бічні рокери |
| QP980 | 980 | Критичні деталі безпеки при аварії |
| QP1180 | 1180 | Дверні протизламні балки |
UHSS: мартенситна та гарячештампована борна сталь
Англійська: Обов’язковий для екранування периметра батареї та компонентів сердечника безпеки, міцність на розрив до 2500 МПа:
| Сорт Сім'я | Межа міцності на розрив (МПа) | Відповідні компоненти |
|---|---|---|
| Мартенситна сталь MS1180 | 1180 | Бічні ударні балки |
| Мартенситна сталь MS1300 | 1300 | Підсилення коромисел |
| Мартенситна сталь MS1500 | 1500 | Важкі компоненти проти вторгнення |
| Сталь гарячого штампування 22MnB5 | 1500 | Стійки А/Б, коромисла, бампери, щитки АКБ |
| Сталь гарячого штампування 27MnCrB5 | 1700 | Деталі каркаса безпеки автомобіля преміум-класу |
| 30MnB5 гарячештампована сталь | 1800 | Компоненти екзоскелета Tesla Cybertruck |
| Нестандартний Tesla Giga-Steel | 2500+ | Надлегкі несучі конструкції кузова |
Усі стійки A/B/C, рейлінги та коромисла виготовлені зі сталі 22MnB5 гарячого штампування. Верхні передні рейки використовують TRIP980, тоді як нижні передні рейки використовують 22MnB5. Дверні врізні балки та бамперні балки виготовлені з борної сталі 1500 МПа. Капот і зовнішні дверні панелі виготовлені з алюмінієвого сплаву 6016/6022. Нижні екрани батареї поєднують екструдовані алюмінієві профілі з захисними сталевими пластинами 22MnB5.
3 Вибір металевих матеріалів для батарейних систем (сталеві корпуси, алюміній, внутрішні електропровідні метали)
Акумуляторні блоки є основним компонентом безпеки NEV. Вибрані матеріали мають відповідати чотирьом ключовим вимогам одночасно: легка конструкція, стійкість до ударів, розсіювання тепла та захист від електромагнітних перешкод. У цьому розділі окремо розглядаються корпуси пакетів, внутрішнє обладнання модуля та охолоджувальні пластини.
Таблиця порівняння матеріалів корпусу батареї
| Матеріал корпусу | Легкий рейтинг | Рівень вартості | Захист від аварії | Теплова продуктивність | EMI екранування | Прийняття OEM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Екструдований алюміній + алюмінієвий лист | ★★★★★ | Середньовисокий | добре | Найкращий | Помірний | Tesla, BYD, NIO |
| Штампований сталевий корпус | ★★★ | Найнижчий | Чудово | Середній | Ранні електромобілі, серія VW ID | |
| Алюмінієвий корпус Gigacast | ★★★★ | Високий | добре | Чудово | Помірний | Нові моделі Tesla, Xiaomi SU7, NIO |
| Композит SMC | ★★ | висока | ярмарок | бідний | Слабкий | Малосерійні нішеві автомобілі |
| CFRP композит | ★★★★★ | Дуже висока | ярмарок | бідний | Слабкий | Ультрарозкішні лімітовані видання |
Марки сталі для батарейних корпусів
| Марка сталі | Матеріальна сім'я | Місце установки |
|---|---|---|
| DC04 / DC06 | М'яка сталь глибокої витяжки | Верхня кришка акумулятора, внутрішні опори |
| HSLA340 / HSLA380 | Низьколегований HSS | Упакуйте нижню раму |
| DP590 / DP780 | AHSS | Ребра посилення бічних ударів |
| Сталь гарячого штампування 22MnB5 | борна сталь UHSS | Акумуляторні бокові захисти від аварії |
Звичайні алюмінієві сплави для корпусів акумуляторів
| Сорт алюмінію | Процес формування | Область застосування |
|---|---|---|
| 6005 / 6063 | Екструзія | Основний пакет поздовжніх і поперечних рейок |
| 6082 / 7003 | Високоміцна екструзія | Бічні профілі |
| 5182 / 5754 | Штампований лист | Нижні лотки з інтегрованим охолодженням |
| A380 / C611 | Лиття під високим тиском | Акумуляторні лотки Tesla Gigacast |
| 6061-T6 | Штампований лист | Упакуйте верхню кришку |
Внутрішні металеві частини для батарейних модулів
| компонент | Стандартний матеріал | Додаткова примітка |
|---|---|---|
| Опорний каркас клітини | Склопластик PA66+GF35 | Ізольована лита рама |
| Розпірна піна для комірок | Піна PP / PE | Термічний буфер і амортизація |
| Шинопровод високої напруги | мідь Т2 / Т3; Альтернатива алюмінію 6061 | Мідь забезпечує чудову провідність, алюміній зменшує масу та вартість |
| Кінцева пластина для стиснення модуля | Алюмінієвий лист 6061/6082 | Рівномірне стиснення укладання |
| Пластина рідинного охолодження | Паяний алюміній 3003 | Стандартна підкладка з рідинним охолодженням |
Металеві підкладки клітинного ядра
Хоча це не конструкційна сталь, струмоприймач і металеві корпуси утворюють критичні компоненти батареї: Катодний струмознімач: алюмінієва фольга 15–20 мкм; Анодний струмознімач: 8–15 мкм мідна фольга 4680 циліндричних осередків: алюмінієвий корпус із сталевою опорою; Призматичні осередки BYD з лезами: алюмінієвий корпус; Комірки мішечка: алюмінієва ламінована композитна плівка
Сталь і сплави для систем E-Drive (двигун, інвертор, редуктор)
Литі алюмінієві сплави для корпусів тягових двигунів
| Клас сплаву | Процес формування | Автомобільний сегмент Fit |
|---|---|---|
| A380 / A383 | Лиття під високим тиском | Масові автомобілі ICE & BEV |
| A356 | Лиття під тиском / Напівтверде лиття | Автомобілі преміум-класу |
| 6061-T6 | Кування + чистова обробка | Суперкари, високопродуктивні електромобілі |
| AZ91D | Лиття під тиском | Легкі концептуальні автомобілі |
Стандартний хімічний склад A380: баланс 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
Неорієнтована електротехнічна сталь для сердечників двигунів (матеріал, що визначає діапазон)
| Марка електротехнічної сталі | Товщина листа | Втрати в сердечнику (Вт/кг при 1,5 Т, 50 Гц) | Сегмент застосування двигуна |
|---|---|---|---|
| 50W470 | 0.50mm | Менше або дорівнює 4,7 | Недорогі двигуни початкового рівня |
| 35W440 | 0.35mm | Менше або дорівнює 4,4 | Стандартні основні тягові двигуни |
| 30W360 | 0.30mm | Менше або дорівнює 3,6 | Електромобілі середнього та високого діапазону далекобійності |
| 25W300 | 0.25mm | Менше або дорівнює 3,0 | Високопродуктивні платформи 800 В |
| 20W250 | 0.20mm | Менше або дорівнює 2,5 | Флагманські високоефективні двигуни |
| 50JN800 / 35JN300 | Неорієнтоване ламінування | Менше або дорівнює 8,0 / Менше або дорівнює 3,0 | Спеціальні шари ротора |
Базовий склад неорієнтованої електротехнічної сталі: 2,0–3,5% Si, 0,2–0,8% Al, менше або дорівнює 0,005% C, 0,10–0,30% Mn, менше або дорівнює 0,003% S, залишок Fe.
Загартована та відпущена/цементована сталь для валів двигуна
| Марка сталі | Шлях термічної обробки | Застосовний діапазон крутного моменту |
|---|---|---|
| 20CrMnTi / SCM415 | Цементація та загартування | Двигуни з низьким і середнім крутним моментом |
| 42CrMo / SCM440 | Загартувати та загартувати | Тягові двигуни з високим моментом |
| 40Cr / SCr440 | Загартувати та загартувати | Стандартні двигуни легкових автомобілів |
| Нержавіюча сталь 316L | Лікування розчином | Корозійностійкі спеціальні двигуни |
Стандартний склад 42CrMo: 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, залишок Fe.
Корпуси інвертора та DC-DC конвертера
Стандартним матеріалом корпусу є литий алюміній A380. У потужних агрегатах використовується ребристий екструдований алюміній 6063 для покращеного відведення тепла. Магнієве лиття під тиском використовується для легких конструкцій.
Сталь шасі та ковані сплави (підрамник, підвіска, гальма, рульове керування)
Варіанти матеріалів підрамника
| Комбінація матеріалів | Метод формування | Польові програми OEM |
|---|---|---|
| Сталь HSLA / DP780 / 22MnB5 | Штампована та зварена | Масові моделі BYD, XPeng, Li Auto |
| 6061 + 6082 екструзія + литі вузли з’єднання | Екструзійний монтаж | Високоякісні автомобілі Tesla та NIO |
| Змішана сталево-алюмінієва конструкція | Штампування + кування алюмінію | Економічні платформи середнього рівня |
Список матеріалів компонентів підвіски
| Компонент шасі | Основний матеріал | Недорога альтернатива |
|---|---|---|
| Важіль керування | 6061-T6 кований алюміній | Штампована сталь DP780, ковкий чавун GGG60 |
| Поворотний кулак | 6061-T6 кований алюміній | Кована сталь 40Cr / 42CrMo, чавун GGG70 |
| Пружина підвіски | Пружинна сталь 55CrMn | 60Si2Mn |
| Стабілізатор поперечної стійкості | Пружинна сталь 55CrMn | Гаряче зігнутий 60Si2Mn |
| Шток поршня амортизатора | Цементований 20CrMnTi | Низьковуглецева загартована сталь |
Матеріали гальм, керма та коліс
Гальмівні диски в основному використовують сірий чавун HT250. Композит з алюмінієвої матриці та вуглецево-керамічні диски встановлюються на високопродуктивні автомобілі. Гальмівні супорти стандартно виготовлені з литого під тиском алюмінію A380. Система рульового керування: труби рульової колонки використовують 20CrMnTi; стойки приймають 40Cr; Шестерні карбюризовані 20CrMnTi. Колеса: для автомобілів масового ринку використовується литий алюміній A356-T6. Преміальні моделі оснащені кованим алюмінієм 6061-T6. Автомобілі початкового рівня використовують штамповані сталеві диски; флагманські суперкари використовують колеса з магнію або вуглецевого волокна.
Спеціальна інструментальна сталь NEV (Gigacasting, гаряче штампування, штампування, прес-форми)
Виробничі лінії NEV впроваджують 9000-тонні преси для гігалиття та спостерігають різке підвищення попиту на матриці для гарячого штампування 22MnB5. Вибір інструментальної сталі суттєво відрізняється від програм автомобілів ДВС; Повні таблиці твердості та застосування зберігаються нижче.
Марки сталі під тиском Gigacasting
| Компонент матриці | Рекомендований клас | Робоча твердість (HRC) | Причина вибору |
|---|---|---|---|
| Основний блок матриці | QRO90 Supreme / DH2F | 44–48 | Відмінна стійкість до термічної втоми для великих штампів вагою 80–120 тонн |
| Економічний варіант масового виробництва | ШОЕ H13 / 1,2344 | 44–48 | Збалансована вартість сировини і термін служби |
| Порожнинні вставки | Уточнена ШОЕ H13 | 46–50 | Висока чистота для усунення ямкової поверхні лиття |
| Втулка литника та виштовхувачі | H13 / SKD61 | 48–54 | Стійкість до ерозії розплавленого алюмінію |
| Опорний блок основи матриці | Вуглецева сталь S50C / S55C | 28–32 | Недорога структурна підкладка |
Інструментальна сталь для штампів гарячого штампування 22MnB5
| Компонент матриці | Марка сталі | Діапазон твердості (HRC) | Примітка про робочі умови |
|---|---|---|---|
| Корпус матриці гарячого тиснення | ШОЕ H13 (1,2344) | 46–50 | Безперервний термічний цикл при 800–950 градусах |
| Оновлення збільшеного терміну служби | QRO90 | 46–50 | Знижена частота полірування термічних тріщин |
| Матриці для обробки після гарячого тиснення | Сталь для холодної обробки DC53 / D2 | 58–62 | Виріжте заготовки із загартованої борної сталі 1500 МПа |
Штампування інструментальної сталі для заготовок з алюмінію та UHSS
| Штампування заготовки матеріалу | Вставте марку сталі | Відповідне покриття |
|---|---|---|
| Зовнішні алюмінієві панелі 6016/5754 | DC53 | Покриття CrN / DLC проти заїди |
| DP / QP 1180 UHSS | Сталь V4 / ASP2060 PM | Високотемпературне покриття TiAlN |
| Алюмінієва витяжна матриця класу А | Основа з ковкого чавуну GGG70L + вставки DC53 | Дзеркальне фінішне покриття DLC |
Сталь для лиття під тиском для пластикових компонентів акумулятора
Корпуси прес-форм для корпусів великих батарей використовують попередньо загартований 1.2738HH (38–40HRC), який допускає хімічне зернистість без вторинної термічної обробки. Дзеркальні оптичні та вогнестійкі корозійні пластикові вставки виготовлені з нержавіючої сталі ESR S136 для захисту від кислотних газів розкладання, що виділяються під час формування. Вставки H13 із обробкою азотуванням встановлюються в зонах високого стирання для скловолоконних матеріалів PA66+, щоб уповільнити подряпини на волокні. Невеликі ковзанки та серцевини використовують DC53 / SKD11 для збалансованої ударної в'язкості та зносостійкості.
Сталь холодної висадки для кріпильних елементів високовольтних батарей
Швидкорізальна сталь M2 / SKH-9 є стандартом для масового виробництва штампів для виготовлення високовольтних болтів класу 10,9 / 12,9 EV. Для ліній, що виробляють понад один мільйон кріплень щорічно, швидкорізальна сталь ASP2060 PM зменшує випадки поломки пуансона.
Довідкова вартість матеріалів 2024–2026 EXW Китай, USD/кг
Ціни на конструкційний сталевий лист
| Сталевий матеріал | Форма | Ціновий діапазон (USD/кг) |
|---|---|---|
| Холоднокатана сталь DC04 | Котушка | 0.7–1.0 |
| HSLA340 / HSLA590 | Котушка | 0.8–1.2 |
| Двофазна сталь DP780 | Котушка | 1.0–1.4 |
| DP980 UHSS | Котушка | 1.2–1.6 |
| Мартенситна сталь DP1180 | Котушка | 1.4–2.0 |
| 22MnB5 гаряча штампована заготовка | Лист, вирізаний лазером | 1.3–1.8 |
| Сталь ультрагарячого штампування 30MnB5 | Аркуш | 1.8–2.5 |
| 5182 алюмінієвий лист для тиснення | Лист для тиснення | 2.5–3.5 |
| Зовнішня алюмінієва панель 6016-T4 | Лист для тиснення | 3.0–4.5 |
| Екструзійний алюмінієвий профіль 6061-T6 | Екструдований профіль | 3.5–5.0 |
| Литий злиток A380 | Литий злиток | 3.0–4.0 |
| Злиток магнію AZ91D | Сировина для лиття під тиском | 4.0–6.0 |
| Електротехнічна сталь 30W360 | Котушка | 3.0–4.5 |
| Ультратонка електротехнічна сталь 20W250 | Котушка | 6.0–10.0 |
Вартість BIW за кілограм за сумішшю матеріалів
| Схема складання матеріалу | Вартість кілограма (USD) | Відповідні лінії транспортних засобів |
|---|---|---|
| Повністю м'яка сталь + звичайний HSS | 0.9–1.3 | Початкові недорогі електромобілі |
| Змішаний HSS + обмежений AHSS | 1.2–1.8 | BYD Dolphin, серія Li Auto L |
| AHSS / UHSS + алюмінієві кришки | 1.8–2.8 | Tesla Model Y, NIO ET5 / ET7 |
| Великий алюмінієвий корпус gigacast | 2.8–4.5 | Xiaomi SU7, преміальні електромобілі Lucid |
| Мультиматеріал із CFRP | 5.0–15.0 | Обмежене виробництво флагманських спортивних автомобілів |
Тенденції промисловості матеріалів після 2025 року
Технологія Gigacasting швидко розширюється, збільшуючи кількість 9000-тонних пресів. Кількість штампованих сталевих компонентів на транспортний засіб впала на 30–50%, що підвищує попит на інструментальну сталь для гарячих робіт, таку як QRO90 і ESR H13. 2000MPa. Гаряче штампована борна сталь марки Tesla впроваджується в масове виробництво, а спеціальна Giga-Steel Tesla використовується для зменшення маси, одночасно підвищуючи захист батареї від бічних зіткнень. Багатоматеріальні конструкції BIW стають стандартними, а металургійні заводи випускають спеціальні витратні матеріали для різнорідного зварювання сталі та алюмінію. Інтеграція батарейного корпусу CTC і CTP усуває звичайні штамповані панелі підлоги, замінюючи їх екструдованим алюмінієм у поєднанні зі захисною сталлю гарячого штампування. Попит на ультратонку електротехнічну сталь товщиною 0,20 мм і 0,25 мм із низькими втратами в сердечнику зростає для високовольтних платформ 800 В, що забезпечує невелике покращення радіусу дії на одній зарядці. Виробники комплектного обладнання постачають більші обсяги переробленої автомобільної високоякісної тканини EAF для зниження вуглецевого сліду. Проникнення інструментальної сталі PM зростає в лініях штампування UHSS і холодної заготовки великого обсягу кріпильних деталей.
Стандартні матеріальні стратегії основних виробників комплектного обладнання
| Бренд OEM | Дорожня карта основного матеріалу | Основні марки сталі та сплавів |
|---|---|---|
| Тесла | Алюміній Gigacast + надвисокоміцна борсталь | 30MnB5, екструзія 6005 / 6082, лист 6016 |
| BYD | Домінує сталь, вибіркове полегшення алюмінію | DP980, 22MnB5, A380 лиття під тиском |
| NIO | Преміальний сталево-алюмінієвий гібрид | DP980, 22MnB5, 6005 екструзія |
| XPeng | Орієнтована на вартість архітектура HSS | HSLA590, DP780 початкові класи |
| Li Auto (розширювач діапазону) | Сталевий з невеликою кількістю алюмінієвих деталей | HSLA590, 22MnB5 гарячого штампування |
| Xiaomi SU7 | Повністю алюміній преміум-класу + місцева високоміцна сталь | Екструзія 22MnB5, 6016, 6082 |
| Платформа VW MEB | Збалансована сталь і алюміній | DP780, 22MnB5, 6005 екструзія |
| BMW серії i | CFRP + інтенсивний алюміній | CFRP, 6005, лиття під тиском A380 |
Порівняння попиту на матеріали: ICE проти BEV
| Збірка автомобіля | Звичайний транспортний засіб з ДВС | Електромобіль на акумуляторі | Тенденція зміни галузі |
|---|---|---|---|
| Блок двигуна | Чавун / алюміній | Ліквідовано (без двигуна внутрішнього згоряння) | Використання чавуну зменшилося на 80% |
| Корпус трансмісії | Чавун / алюміній | Алюмінієвий корпус одношвидкісного редуктора | Використання чавуну зменшилося на 70% |
| Акумуляторна батарея | Не присутній | Алюмінієві / сталеві захисні корпуси (новий компонент) | Новий попит на алюміній, мідь, спеціальну сталь |
| Тяговий двигун | Не обладнаний | Електротехнічні сталеві пластини, алюмінієвий корпус | Зростання попиту на ультратонку електротехнічну сталь із низькими втратами |
| Вихлопна система | 409 нержавіюча трубка | Повністю ліквідовано | Нульовий попит на вихлопну нержавіючу трубку |
| Паливний бак | Штампована сталь з покриттям | Ліквідований | Зменшене споживання м'якої сталі для глибокої витяжки |
| Основна структура BIW | Більше 80% сталі | 50–70% сталі, підвищений вміст алюмінію | Зростання обсягів екструзії високошвидкої сталі та алюмінію |
| Електропроводка автомобіля | 12В низьковольтна мідь | Мідні та алюмінієві шини високої напруги 12 В + 400 / 800 В | Більше споживання міді та електропровідного алюмінію |
| Виробнича оснастка | Штампування + стандартні матриці HPDC | Додаткові великі форми для gigacasting | Більше поглинання сталі H13, очищеної для гарячої обробки ESR |
Часті запитання щодо вибору
Питання: Які марки сталі використовуються для конструкцій захисту від аварії акумулятора NEV?
В: 1500 МПа гарячештампована сталь 22MnB5 є основним вибором для бічних і нижніх захистів акумулятора. Легкі платформи поєднуються з високоміцним алюмінієвим профилем 6082, щоб збалансувати зменшення маси та стійкість до ударів. Лінії недорогих транспортних засобів використовують багатошарові зварні вузли DP780.
Питання: чи є сталь для гарячої обробки порошкової металургії обов’язковою для матриць Gigacasting?
В: Обов’язкових специфікацій не існує. ESR H13 забезпечує стабільний результат для прототипів із малими та середніми обсягами. Лінії, які щороку виконують понад 100 000 кастингів, можуть оновити до QRO90 Supreme, щоб подовжити інтервали технічного обслуговування. Сталь для гарячих робіт PM наразі розгортається лише як локальні пластини для зон екстремального зносу.
З: Яка електротехнічна сталь найкраще підходить для високовольтних тягових двигунів 800 В?
Відповідь: Бажано використовувати ультратонку неорієнтовану електротехнічну сталь 20W250 і 25W300, яка забезпечує менші втрати в сердечнику на високих частотах і помірне збільшення діапазону 5–10 км за зарядку. 30W360 можна вказати для середньо-/низькошвидкісних двигунів нижче 12 000 об/хв, щоб збалансувати витрати на матеріали.
Питання: навіщо використовувати штамп DC53 із покриттям DLC для алюмінієвих зовнішніх панелей?
A: Алюмінієві сплави серії 6000 мають тенденцію до сильного жовчення під час формування. DC53 забезпечує кращу міцність, ніж стандартний D2. У поєднанні з алмазоподібним вуглецевим покриттям DLC значно зменшується захват алюмінію, зберігаючи обробку поверхні класу A та скорочуючи час простою для полірування форми.