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提升续航,不光只有电池,轻量化也是新能源汽车发展重中之重

提升续航,不光只有电池,轻量化也是新能源汽车发展重中之重

发表于 2022-05-25 汽车产业观察网 责任编辑:刘慧

文/秦明

新能源汽车因为将续航作为发展蛀牙方向,对轻量化需求更为迫切,纯电动汽车整车重量每降低10kg,续驶里程可增加2.5km。许多车企也在制造过程中,努力的缩减汽车质量,目前也有许多新能源造车势力在轻量化上有着自己独特的生产技术。

材料是最直接的减重方法

实现车身轻量化,目前主要有三个方向,就是汽车的车身结构、材料和电池减重,首先以新能源汽车的性能,材料上面来说,这是实现汽车轻量化的主要途径,电动汽车对于续航里程的要求非常高,对轻量化材料的需求就更加的迫切了。

现在汽车常见的一些材料主要包括铝合金,镁合金,甚至是包括碳纤维,当然铝合金材料也是现在汽车里面最常见的轻量化材料之一,像丰田,奥迪,宝马等全铝车身来说,就是一个非常好的例子。

特斯拉一体压铸在结构上的革新

其实从整车设计结构上进行优化,通过较少材料和车重实现安全和性能要求,这是被认为当前切实可行的主要途径。目前来看,特斯拉和蔚来的汽车轻量化引领行业,在材料、工艺和结构轻量化上都形成了自身独有技术优势。

首先就是一体式压铸技术,传统汽车车身制造采用的是钣金冲压+焊接工艺,一台车由500+零部件组成,全车焊点共计4000-6000个,而一体化压铸技术让原来的70多个零件变为1个零件,焊接点大约从700-800个减少到50个,这意味着人力成本和零部件数量将减少,从而提升制造效率、降低成本和车身重量。

特斯拉还采用了不同的车身设计,Model 3取消了空气室下板,由塑料件代替下板流水,减重效果达40%,车门无窗框设计相比于冲压窗框减重65%,车门内板、前后车门内板不等料厚设计,优化车门下沉来实现减重效果。

蔚来ES8车身运用了大量的铝合金,都知道,相比铁和铝,铝制材料会具有更强的硬度和更轻的重量,全铝车身比传统钢制车身降低了约40%的重量,最终实现白车身重量仅为335 kg。ES8还采用了麦格纳为其所设计、制造的全铝前/后副车架,同时蔚来ES8在底盘和悬挂系统全部采用铝合金材质,车身用铝率达到95.8%,为全球最高。

为了应对铝合金材质本身延展性差、形变难以恢复等特点,蔚来采用多种先进连接技术。包括热融自攻铆接、自冲铆接、铝点焊、冷金属过渡弧焊、结构胶、激光焊接、高强度抽芯拉等先进连接技术。

电池轻量化

新能源汽车最为核心的部分,莫过于动力电池,大约占整车重量的30%-40%。由此可见,动力电池的轻量化也不容忽视。对电池重量优化,主要是优化电池包的外壳和结构,例如宁德时代的CTP模组在优化了电池容量的同时,也是优化了电池组内多余的隔板结构,减轻了电池包质量。

当然也有不少车企在电芯材料上追求轻量化,例如Model 3 使用的 2170 电芯将正极材料中所需钴的含量降低到 10%以下,低于其他电池产商生产的下一代 NCM811 电池中钴含量(即钴含量在 10%)。这种突破使得特斯拉对钴的需求量减少了 59%。在 2012 年,特斯拉在每辆车消耗 11kg 的钴,到 2018 年,每辆车上消耗 4.5kg 的钴。

不断增加镍的比例减少钴的比例,使整个电池组的质量降低。也会带来电池性能的提高,续航里程的增加,同时对电动车加速还有一定程度的增幅。

写在最后:

总归来说,轻量化已经成为一种趋势,在不影响车身强度的情况下,使用更多的铝合金、镁合金、工程塑料等有助于降低车身自重,从而带来更长的续航里程。