浅谈新能源汽车铝合金冲压轻量化技术

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1、浅谈新能源汽车铝合金冲压轻量化技术摘要：汽车车身轻量化技术的研究发展是推动汽车节能、减排的关键。铝合金材料冲压技术是实现汽车车身轻量化的重要课题，可实现约2/3的减重，对于汽车轻量化、市场的可持续发展具有深远意义。关键词：铝合金；新能源汽车；冲压件；轻量化；模具0引言随着汽车能源的不断开发与消耗，全球动力燃油资源日益枯竭。在当今发动机动力技术提升难度H益加大、动力电池效率不高的背景下，燃油车与新能源动力汽车白车身冲压零部件轻量化技术成为行业一项共性的研发技术。铝合金是一种具有优良性能的轻型材料，也是整个汽车行业轻量化技术研究运用及产业化生产的必选材料。目前，整个

2、白车身重量占汽车总重量的38%左右，对于降低汽车能耗而言，整个口车身轻量化技术起着至关重要的作用。可以设想，当汽车车身重量减少其自身重量的1/2时，所有类型的燃油汽车或新能源汽车的驱动装置耍比原来小（轻），能源消耗同样比原来要少（或跑的更远），这时动力能源体积又可以针对市场需求优化减小。当汽车车身轻量化达到一定的阶段，汽车车身的各部件都会跟着减小、减轻。1汽车轻量化技术发展的背景及意义伴随着我国汽车智能现代化的进程，整个汽车工业的研究、开发及生产的发展，汽车产业己成为我国经济的重要支柱产业之一。据2005-2017年中国汽车市场销量及增长走势（图1）,2017年

3、我国汽车产量达到2888万辆，同2016年相比増加了30%,成为世界第一大汽车生产国。截至目前，我国汽车保有量达到2.32亿辆。汽车轻量化，是在确保汽车安全行驶的条件下，保证汽车各部位的受力强度，通过优化汽车整体重量提高汽车行驶的高效动力能力，促使动力能源与执行机构减小，减少燃料消耗，降低排气污染。当今我国汽车燃油价格不断上涨、新能源电池的价格水涨船高，车体轻量化已成为整个汽车行业的发展趋势。当前，汽车行业发展面临三大问题：汽车燃油消耗，尾气排放是否符合国家环保标准要求，汽车受外力的强度能否确保汽车行驶安全。对这些问题，全球都在重视并制定了相应的能源和环保法规，

4、并针对出现的问题不断提出优化改进措施。轻量化技术研究通过减轻汽车整体重量降低燃油消耗、减少排放。有关数据研究表明，若汽车整体重量减少20%,汽车燃油效率可提高12%〜16%；若车桥、变速器等联合滚动机构阻力减少20%,汽车燃油效率可提高7%。此外，车辆每减重100kg,C02排放量可减少5g/kmo因此可见，汽车轻量化技术的特点就是降低燃油消耗，这对于节约能源、减少废气排放、实现我国汽车工业可持续发展十分重要。汽车白车身重量占整车重量的38%,汽车空运行状态下，约72%的燃油消耗都用在白车身重量上，因此汽车轻量化减重，对提高经济、环保、安全等因素至关重要。轻量化

5、在车辆行驶及操控的稳定性意义上的碰撞与安全性能上的提升相当满意。轻量化铝合金材料对冲撞能量的吸收，又提高了汽车行驶碰撞的安全性。以降低能源消耗、降低排放污染等为出发点，汽车轻量化研究技术一直为创新冲压工艺、制造技术而不断探索。2铝合金材料在新能源汽车车身上的应用铝合金材料的牌号依据非铝元素的种类与含量的不同，分为1000〜9000共9大系列。新能源汽车车身用铝合金材料主要包括：铜元素含量最高、硬度较高的2000系列，主含镁元素、又称“镁铝合金”的5000系列，镁硅含量高、抗腐蚀和抗氧化性能好的6000系列，新能源汽车车身的不同受力部位采用不同系列型号的板材、型材

6、、管材及高性能压铸铝等铝合金材料。新能源汽车车身共分为4大区：①骨架。车身受力最大的部位，采用2000系或7000系材料，可热处理强化。②外板。车身次受力部位，采用5000系或6000系材料。③车门。采用5000系或6000系材料。④地板。采用5000系或6000系材料。3铝合金冲压工艺CAE应用分析随着科技的不断创新与发展，冲压产品的多样化、复杂化趋势不可避免。针对这-复杂的技术工程，技术人员都希望在冲压产品生产前有精确的模拟、分析和直观的论证。这些工作借助CAE应用分析软件得以实现，CAE(ComputcrAidedEnginecring,计算机辅助工程分析

7、)是对口车身冲压件的设计、分析、数据管理、模拟试验、冲压运行仿真及制造的工艺设计过程。针对冲压产品的性能进行设计和优化评价，以便在多个方案中找到最佳设计。汽车白车身冲压件开裂、反弹、起皱、冋弹补偿、拉伸变薄等分析是冲压模具工艺设计数据的重要来源。反弹、变薄、起皱、拉裂是模具冲压件生产过程常见的缺陷，尤其在零件冲压拉伸深度深与机床压边力大小失控时出现。因此在产品冲压之前的模具设计、CAE工艺分析尤为重要。通过产品冲压CAE应用工艺分析，不但能准确计算出材料拉伸成型时的板料流动情况、材料分布变薄的数据，还能判断产品冲压件的开裂与变薄，生产中降低报废率。传统零件的成型

8、性分析只能依靠设计人员的