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走进进博会,看见新能源汽车轻量化新材料解决方案

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走进进博会,看见新能源汽车轻量化新材料解决方案

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日期:
2023/11/15
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进博会是中国举办的重要国际贸易展览会,吸引了全球范围内的企业和参展商参与。本届进博会上,新材料行业参展商也充分展示了他们的最新产品和技术,与国内外的买家和合作伙伴进行交流和合作。同时,本届进博会也为国际新材料企业提供了一个了解中国市场需求和发展趋势的平台,促进了国际间的技术交流和合作。

 

在进博会上,新材料是一个重要的展示领域,涵盖了各种先进的材料技术和应用,包括但不限于高性能合金材料、复合材料、功能性材料、环保材料等。新材料在各个领域都有着广泛的应用,包括航空航天、汽车制造、电子产品、建筑材料等。如今,正当中国新能源汽车出海热潮,全球市场渗透率逐年提升,“大数量级轻量化方案”作为行业新挑战,成为了本届进博会新能源汽车发展合作的新话题。

 

 

面对新挑战,新顿科技,作为国内首家将智能算力引入高端金属深加工领域的垂直一体化供应平台,给出了更环保、更精准、更稳妥的轻量化最优解决方案。该方案从新材料创新、研发、工艺的角度推动了新能源汽车轻量化进程,除了可以降低能量消耗、提升续航里程外,对车辆的加速性能、操作稳定性、制动性能、行车噪音、行驶平顺性等也都有明显的助益。

 

更环保的铝合金材料

 

选用轻量化材料,是新能源汽车整车轻量化的基础,也是实现汽车轻量化最直接、最有效的方式。新顿科技推出的铝合金一体式热冲压技术,基于高通量材料集成计算平台(ICME),实现了铝合金材料在汽车零部件上“一体化”应用,辅以铝合金良好的耐蚀性、熔点低,使汽车铝合金零部件更容易回收,显著提升了材料回收利用率,有效推动了铝合金材料在新能源汽车上更大规模的应用。

 

 

铝合金一体式热冲压技术,基于变形铝合金热成型工艺,拥有良好的成型性,不仅助力国产纯电超跑实现更轻、更环保的新能源理念,更是精准地满足了纯电超跑的优雅造型设计。而对于一款新能源超跑车型来说,优雅的造型不只是外在的美感和驾驶乐趣,造型设计实现的超低风阻系数,更是提高续航能力的重要措施之一,理论上来说,风阻系数每降低0.01,续航里程可以比原来提升15-20公里。低风阻系数,意味着在同样续航里程的前提下,可以设计更轻的电池包作为动力源,从而降低整车重量,提高整车轻量化水平。

 

更准确的CAE分析

 

除了采用轻量化的材料,新能源汽车轻量化设计还有另外两种方式,一是采用轻量化整车设计,二是采用轻量化零部件结构。在实际智能制造生产中,这三种汽车轻量化方式,都可以通过CAE技术实现工艺理论知识与生产实践数据可视化,依托算力,在短时间内收集和处理大量的数据。

 

汽车轻量化设计常用有限元分析模型,铝合金型材厚度的变化范围通常被设定为离散设计变量,新顿科技自瑞典引入的中国首条铝热生产线,基于材料基因组技术,对铝合金原材料进行工艺全流程数字化监控,提升了CAE模拟分析中生产实践数据的量级与精准度,在满足成型性、机械性能等零部件轻量化设计需求的情况下,减少了原材料的浪费,完善了材料数据信息。

 

新顿科技运用前沿的材料基因组技术,辅以先进的铝热生产线,减少了设计变量中的冗余数据,提升了CAE仿真参数数据库的量级与精准度,同等算力条件下,数据处理效率更优。此前,在面对复杂曲面的车门内板轻量化结构设计时,根据主机厂OEM设计需求将CAE仿真参数设定为成型深度接近300毫米、最小角为R5、两侧角度接近于90度,在判断冷冲压无法实现后,新顿科技依托高精准的铝热成型数据库与高速数据处理能力,为其定制了解决方案,通过合理的轻量化材料的运用,满足了零部件结构的轻量化水平与各项性能指标,还有效缩短了实验时间与成本,提供了更灵活的铝合金原材料选择,提高了产品的市场竞争力。

 

更稳定的生产效能

 

为满足新能源汽车对高性能铝合金板材的需求,高效解决变形铝合金开裂、褶皱以及回弹等问题,需要研发团队采用更为精确的CAE模拟仿真技术,并根据仿真预测优化模具设计及热冲压工艺细节。


结合高通量材料集成计算平台,研究复杂加载条件下变形铝合金的力学性能与摩擦性能,借助大数据AI 模型,提升本构模型和摩擦模型的精准度,新顿科技研发团队实现了铝热冲压工艺CAE仿真标准全面升级。同时,团队通过双向拉伸实验探究了国标6系铝合金的屈服准则;通过拉-压实验研究了反向加载条件下变形铝合金的强化规律,并建立了强化模型;为提高铝合金热成型能力,降低冲压模具与板材之间的摩擦力,团队综合考虑压力、速度、涂油量及材料性能,建立了全新的、更为精准的摩擦模型。在车门内板项目中,国标6系铝合金的研究显著提升了批量生产能力,不仅生产效率提升50%,更实现了零部件尺寸合格率100%,良品率98%的较高稳定性。

 

研发团队为满足新能源汽车“大数量级轻量化”需求,同步开展了5系、6系、7系三大新能源汽车常用变形铝合金成分-性能-工艺等相关研究,并携手上游原材供应商为热成型工艺创新研发了变形铝合金原材。

 

“大数量级轻量化方案”,作为新能源汽车轻量化面对的新挑战,必然会带来铝合金轻量化材料的研发和创新。新顿科技应用材料基因工程,首次将高通量集成算力平台引入汽车零部件产业集群,在本届进博会上,他们也与展商等产业上下游合作伙伴分享了他们最新的技术和产品,努力拓展市场,为主机厂及各行业提供“垂直一体化”高效解决方案。
 

 

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