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轻量化的镁合金引领电动车更轻盈(3)

浏览:106 发表时间:2020-07-10 16:59:21

3 镁合金是未来电动车的的重要选择
   资料显示:交通领域消耗石油60%左右,汽车燃料60%消耗在汽车自重上。国际能源机构数据表明,全球57%的石油消费在交通领域,预计近年将上升到62%以上:为减少汽车二氧化碳的排放,世界各国都制定了严格的汽车排放和燃料经济性法规。据统计汽车使用燃料的60%消耗在汽车自重上,如果汽车减重10%,其燃油消耗可降低6~8%、碳排量也随之大幅降低。
   从原镁的消费结构大致可分为两类:非工程结构材料,主要包括铝合金元素添加、炼钢脱硫、还原海绵钦、镁阳极等,这部分属于原镁消费的传统领域,占比60%以上:工程结构材料,主要指镁合金,终端消费集中在汽车、3C领域,目前占比不到40%,全球消费量不到30万吨,是原镁消费增长最快、未来空间最大的领域。目前镁合金的消费量还很小,主要是受到了以下几方面囚素的制约:镁合金材料及加工性能存在一定的不足:镁合金牌号少,难以满足不同产品对材料的要求:塑性成形工艺的生产效率、成材率还待进一步提升:镁合金冷加工技术还待成熟:镁废料的回收成本高。但是随着对镁合金研究的深入,这些制约因素已经或将逐渐获得突破。
   经济性也是制约镁合金在传统汽车上推广的因素之一。目前镁合金在汽车上应用的制约因素,除了镁合金价格和性能之外,全生命周期的经济性也是主要因素。由于轻量化汽车零部件的制造成本要更高,对干传统汽车来说,轻量化导致汽车寿命期间节省的燃料并不足以抵消额外增加的制造成本:即使考虑到二次轻量化的因素,也只有当油价上涨到4美元/加仑时,镁合金零部件轻量化节省的燃油费才能够覆盖额外增加的制造成本,消费者才有购买意愿。
   镁合金在汽车轻量化上的应用空间很大。各国汽车制造商积极进行汽车轻量化,欧美各车厂计划到2020年,汽车减重15%左右:美国汽车材料协会(USAMP)预计到2020年北美生产的每辆汽车镁合金用量达到约160 kg。相对于欧美等国,我国自主轿车平均比发达国家同类轿车重8%~10%,汽车轻量化的潜力更大:国内主要的汽车企业都制订了未来扩大用镁合金的计划。
   镁合金在电动车上应用更具经济性。目前电动车面临的一大问题就是笨重的电池增加了车重,从而制约了电动车的性能,所以轻量化也被认为是电动车的核心技术之一。使用镁合金进行轻量化设计就具备经济性。随着电动车的推广,在电池技术尚未出现质的提升之前,镁合金等轻量化材料将得到快速的增长。据介绍,与铝轮毂相比,镁合金轮毂的最大优点在于质量轻,一套镁合金轮毂(前后轮)3.1 kg,而一套铝合金轮毂要4.7 kg,减重三分之一左右。另外,镁合金减振性好,舒适度高;散热性好,可降低刹车系统温度,延长刹车轮毂使用寿命,较轻的镁合金轮毂有利于改善还可以改善车的加速与刹车性能。对增加了电池的电动车来说,轻量化是一个很重要的选择,在整车减重上有明显效果后,将会使一次充电后行驶距离进一步延长。更为重要的是,目前部分镁合金电动车轮毂的制造成本与价格已经能够低于铝合金轮毂,因此市场和客户在逐步增加认同。据保守估计,尽管相关产品标准还未能完善,但镁合金电动车轮毂的销量已达100万套,并且还在增长。因此,可以认为,扩大镁合金应用是电动车行业解决当前困境,既能满足市场需要又能符合国家法规的重要解决方案。保守估计,如果有50%的电动自行车使用5 kg的镁合金,一年将会新增75 000吨的镁合金市场,相应拉动配套的产业链共同发展。但是,单靠企业自身的努力和零散的行动,此项工作恐难以有效推动,需要相关各方通力协作,需要企业、行业、用户、、科研机构、政府的共同努力,也需要有力的推广和广泛的社会认知。
   我国镁的蕴藏丰富,镁资源占全球总储量的22.5%较低的投资成本,丰富的煤炭资源,低成本的原料供应,以及充裕的劳动力优势,都使镁在我国的生产具有良好的经济性和竞争性。我国的原镁产量占全球量的40%,是世界上第一大镁生产国和出口国。我国镁冶炼企业规模化、集约化程度在不断提高,材料来源丰富。从性价比比较,镁合金的运用优于铝合金材料。但镁合金在塑性变形时变形速度很低,易开裂,严重阻碍工业化生产。镁合金坯料的质量对变形材料的应用起到基础性的决定作用。其质量将直接决定并影响着加工产品的好坏。镁合金本身室温塑性差、现有加工技术的局限,与合金坯料质量差而导致的加工废品率高直接相关。
   镁合金材料将是未来生产厂家的重要选择,扩大镁合金材料应用将是电动车行业一条必行之路。目前,夭津、河北、浙江、山西、山东等省区已经有很多企业生产镁合金电动车和电动车部件。除了车架、支梯、镁合金泥板、支棍等车体部件,镁合金轮毂的应用更是加大了单车镁合金的用量。低碳绿色经济的步伐加快,电动车产业将面临新形势、新任务、新机遇。

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