De ce aluminiul este esențial pentru reducerea masei vehiculelor electrice
Fiecare kilogram îndepărtat de pe caroseria unui vehicul se plătește de două ori: este nevoie de mai puțină energie pentru a accelera masa, iar frânele, motoarele și elementele structurale mai mici pot fi specificate în aval. O structură a caroseriei-intensive din aluminiu poate fi cu 30-40% mai ușoară decât un design echivalent din oțel, care de obicei extinde autonomia bateriei cu 15-20% la dimensiunea pachetului constantă. Gestionarea accidentului nu este compromisă, deoarece extrudarile din seria 6000 se zdrobesc într-o manieră controlată, progresivă, care absoarbe energia la o rată previzibilă, în timp ce turnările sub presiune de înaltă presiune consolidează zeci de piese în noduri unice cu căi de încărcare mai bune.
Carcasele bateriilor sunt a doua oportunitate majoră. Pragurile laterale și grinzile de podea extrudate 6061 sau 6005A, închise cu un capac cu șuruburi sau cu un capac-agitat-sudat, conferă pachetului rigiditatea și rezistența la intruziune, rămânând în același timp funcțional. Roțile din aluminiu reciclat, produse din resturi sortate post-consum, reduc emisiile ciclului de viață ale setului de roți cu o marjă mare în comparație cu jantele metalice primare și funcționează identic la testarea la oboseală.
Transport public: autobuz, metrou și cale ferată{0}}de mare viteză
Profilele extrudate permit ca o caroserie a autobuzului să fie construită ca un cadru spațial ușor, dar rigid, cu o durată de viață măsurată în decenii, deoarece structura nu se corodează din interior spre exterior și poate fi re-jupuită după un accident. Caroseriile de metrou și feroviare ușoare-sunt asamblate din extruzii mari goale unite prin sudură prin frecare, care produce o cusătură-fără defecte, cu distorsiuni reduse- și lasă o suprafață exterioară netedă care reduce rezistența aerodinamică în tuneluri. Casetele de podea din fagure din aluminiu amortizează vibrațiile și reduc zgomotul aerian, care contează cel mai mult sub podeaua unui tren la 300 km/h.
| Segmentul de transport | Produs tipic din aluminiu | Driver de proiectare |
|---|---|---|
| Caroseria vehiculului electric | Extrudari din seria 6000 și piese turnate AlSi10Mg | Absorbție controlată a energiei de impact, reducerea masei |
| Carcasa bateriei | extrudare 6061 sau 6005A, capac sudat cu frecare-agitare- | Rezistență la intruziune, etanșare, management termic |
| Caroseria de autobuz și metrou | Extrude mari goale, sudate prin frecare | Durată de viață la oboseală, greutate redusă, rezistență la coroziune |
| Coca și punte marină | 5083-H116 placă conform ASTM B928 | Rezistență la coroziune la apă sărată, sudabilitate |
| Carcasă pentru scaune cu rotile și{0}}biciclete electrice | Tub 6061-T6, carcase anodizate | Raport putere-la-greutate, disipare a căldurii |
Balustradele anodizate și stâlpii ușilor din vagoanele de metrou sunt alese atât pentru igienă, cât și pentru aspect, deoarece un strat anodic dur rezistă la abraziune și este ușor de curățat. Sistemele de frânare regenerativă se bazează, de asemenea, pe radiatoare din aluminiu pentru a elimina energia recuperată în timpul fiecărei opriri.
Aplicații marine și offshore
În apă sărată, aliajul potrivit depășește multe tipuri de inoxidabil în funcție de greutate-pentru-greutate. Aliajul de aluminiu-magneziu 5083 furnizat în temperatură H116 rezistă atacului intergranular în structurile sudate și este alegerea standard pentru placarea cocii, punți și suprastructuri. Deoarece suprastructurile din aluminiu stau sus pe carenă, ele coboară centrul de greutate al unui feribot rapid sau al unui vas de croazieră și îmbunătățesc stabilitatea, ceea ce, la rândul său, permite un ansamblu de operare mai larg în mare agitată.
Scara din aluminiu și echipamentele de acces nu produc scântei în atmosfere inflamabile, cum ar fi stațiile de alimentare cu combustibil, iar pontoanele din aluminiu sigilate oferă docurilor plutitoare flotabilitatea fără sarcina de întreținere a lemnului sau a masei de beton. Arcurile întărite cu gheață-de pe vasele polare folosesc armătură din aluminiu tocmai pentru că structura se poate deforma și elimina sarcinile locale în loc să se crape.
Bicicletă și mobilitate personală ușoară
Tubul 6061-T6 cu captură rămâne fundamentul cadrelor de performanță pentru biciclete: grosimea peretelui variază de-a lungul tubului, astfel încât materialul să se așeze acolo unde stresul la îndoire este cel mai mare și să dispară acolo unde nu este necesar. Hidroformarea merge mai departe prin presarea tubului în forme aerodinamice, conice, care nu pot fi laminate din oțel, în timp ce căștile integrate din aluminiu și traseul cablurilor reduc dramatic intervalele de întreținere. Carcasele bateriilor pentru biciclete electrice folosesc corpuri din aluminiu extrudat din două motive: metalul împrăștie căldura departe de celule, iar o carcasă etanșă, anodizată, rezistă apei și sării de drum.
Componentele din aluminiu reciclat îndeplinesc acum aceleași standarde de oboseală și impact ca și piesele metalice primare-, astfel încât un cadru construit din extruzii sortate post-consumator poate fi vândut pe piețele profesionale și sportive fără calificare.
Tehnologie aerospațială care ajunge la alte vehicule
Dezvoltarea aerospațială continuă să îmbunătățească ceea ce pot face vehiculele rutiere, feroviare și pe apă. Aliajele de aluminiu-litiu, care sunt cu aproximativ 10% mai ușoare și mai rigide decât aliajele convenționale pentru corp de avion din seria 2000-, economisesc de ordinul a 1.200 kg pe corp de avion-larg și sunt acum studiate pentru structurile de automobile de-înaltă performanță. Fabricarea aditivă a suporturilor în AlSi10Mg reduce numărul de piese cu aproximativ 90% prin combinarea funcțiilor care anterior necesitau mai multe ansambluri sudate. Cadrele-sudate cu laser și rezervoarele de combustibil-formate în flux îmbunătățesc durata de viață la oboseală și eficiența ambalării, iar stratul de oxid cu auto-reînnoire protejează interfețele spate și îmbinări în medii umede. Fiecare dintre aceste tehnici scade masa vehiculului fără a adăuga costuri la durata de viață a produsului.
Întrebări frecvente
Î: Cât de multă autonomie adaugă de fapt o caroserie din aluminiu unui vehicul electric?
O structură intensivă din aluminiu-este cu aproximativ 30-40 la sută mai ușoară decât un corp de oțel comparabil, ceea ce se traduce de obicei într-o îmbunătățire a intervalului de 15-20% la aceeași capacitate a bateriei.
Î: De ce este 5083-H116 aliajul marin implicit?
Temperatul H116 stabilizează materialul împotriva coroziunii intergranulare după sudare, astfel încât placarea corpului, punțile și suprastructurile își păstrează rezistența în apă sărată. Este specificat conform ASTM B928 pentru placa marine.
Î: Pentru ce se utilizează sudarea prin frecare cu agitare în vehiculele de tranzit?
Acesta îmbină extrudările mari goale pe caroserii de metrou și de trenuri de mare-viteză, cu distorsiuni reduse și fără metal de adaos, producând cusături netede, rezistente la oboseală-care reduc, de asemenea, rezistența în interiorul tunelurilor.
Î: Ce aliaje sunt tipice pentru structurile vehiculelor electrice?
Extrudările din seria 6000-se ocupă de absorbția energiei de impact și de elementele laterale, piese turnate de înaltă presiune, cum ar fi AlSi10Mg, formează noduri complexe, iar secțiunile 6061 sau 6005A sunt comune în carcasele bateriilor.
Î: Sunt piesele din aluminiu reciclat suficient de bune pentru bicicletele de curse?
Da, când deșeurile sunt sortate după familia de aliaje. Tuburile 6061 reciclate și componentele prelucrate îndeplinesc aceleași cerințe de oboseală și impact ca și metalul primar și sunt deja utilizate în produsele profesionale pentru ciclism.
Î: Cum îmbunătățește aluminiul longevitatea transportului public?
Cadrele extrudate nu se corodează din interior, astfel încât caroseriile autobuzelor și ale șinelor pot fi re-jupuite și recondiționate, oferind durate de viață de până la 30 de ani cu costuri mai mici de întreținere pe ciclu de viață.
