■编译:Bright
■审校:Ken
■来源:汽车周报
▲对话会详情:王侠会长和施雅德大使将出席“2024中国-墨西哥汽车产业高端对话会”。
电池造成的重量跳跃是无法补偿的。为了增加续航里程(这对电动汽车很重要),必须减轻质量。
▲技术飞跃:宝马希望利用3D打印工艺制造像悬架支柱支撑件这样的大型部件,使其变得更轻。 图片:宝马
电动汽车对轻量化结构提出了新的挑战。由于电池很重,电池车辆在道路上的重量比同类内燃机车辆重约三分之一。
例如,大众推出的ID.3重约1.8吨,比高尔夫8重约半吨。其他电动车型甚至重得更多。
额外的质量对能源消耗的影响不像内燃机那么大,因为部分能量可以通过制动时的回收来收回。“电池汽车的能源消耗更为重要,因为一次电池充电所能达到的行驶里程更为关键,”Luise Kärger向德国《汽车周报》表示。
问题:电池的重量
Kärger教授是卡尔斯鲁厄理工学院车辆系统技术研究所轻量化结构部门的负责人。此外,正如Kärger所强调的那样,每增加一公斤都会导致重量进一步增加:“如果车辆变得更重,则必须设计更重的碰撞结构或底盘。”
这不仅仅是理论。“许多电动汽车的车轴悬架都受到驱动电池重量过大的影响,”TÜV协会表示。“电动汽车中经常出现制动器和车轴悬架的缺陷。”
进化而不是革命
由于电动汽车的发展,轻量化结构变得更加重要。然而,目前还看不到技术飞跃或能创造奇迹的材料。“基本上,迄今为止所追求的所有概念都保留了它们的合理性,”Kärger强调道,他提到了轻量化结构的概念和形式,以及材料和功能性轻量化结构,其中更多的功能被集成到组件中,从而可以使用更少的单个元件和更少的接头。
当谈到3D打印时,我们仍在等待在(大规模)批量生产中也经济的解决方案。材料方面正在出现一些趋势。国际清洁交通委员会(ICCT)在一项研究中得出结论,轻量化钢结构和增加铝的使用仍然可以减轻重量。
重量减轻高达17%
就钢材而言,有高强度钢和超高强度钢,以及可实现更小材料厚度的粘合连接。车身外壳的重量最多可减轻17%,而无需显著增加成本。
如果用铝代替普通钢,重量可以减轻大约一倍,铝也贵一点。最重要的是,ICCT专家期望乘用车中使用更多的高强度钢和更多的铝。
纤维增强塑料
Kärger研究所重点研究的用纤维增强塑料替代金属也可能取得进展。一方面是高强度但昂贵的碳纤维增强聚合物。自增强塑料的发展前景广阔。
它们的一大优点是,非常坚固且坚硬的增强纤维由与其嵌入的相同基础聚合物组成。因此,整个组件由单一材料组成,可以轻松回收。这意味着相对于重量而言,可以实现与玻璃纤维增强部件相同的强度。
一体化压铸影响不大
根据亚琛工业大学WZL的一项研究,继特斯拉之后,其他制造商希望使用的一体化压铸对重量影响不大。
如果一辆中型汽车的整个车身下部是由一个零件压铸而成的,而上部则采用传统的多种材料混合,专家们预计会减少10公斤的重量。