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挤压铝合金材料成汽车轻量化核心,助力新能源汽车安全升级

2025-10-17 10:28:30 来源:中国有色金属报
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简介:随着全球汽车产业向电动化、轻量化加速转型,挤压铝合金材料因其优异的性能成为汽车制造的关键材料。从传统燃油车到新能源汽车,铝合金挤压型材在车身结构、电池防护、悬挂系统等领域的应用日益广泛,不仅显著降低车身重量,更提升了车辆的安全性和耐用性。
随着全球汽车产业向电动化、轻量化加速转型,挤压合金材料因其优异的性能成为汽车制造的关键材料。从传统燃油车到新能源汽车,铝合金挤压型材在车身结构、电池防护、悬挂系统等领域的应用日益广泛,不仅显著降低车身重量,更提升了车辆的安全性和耐用性。


挤压铝材成汽车轻量化“主力军”

汽车工业是全球经济的支柱产业之一,而轻量化是提升燃油效率和电动续航的核心技术。铝挤压协会(AEC)最新报告显示,现代汽车——无论是内燃机车、电动车还是混合动力车——均大量采用铝合金挤压型材(管、棒、型材),新车型应用比例更高。

相比传统钢材,铝合金挤压型材具备质量轻、强度高、耐腐蚀、吸能性好等优势,广泛应用于汽车的前后防撞结构、悬挂系统、制动系统、电池箱体等关键部位。尤其在电动车领域,由于电池组重量较大,铝合金材料能有效平衡车身配重,提升行驶稳定性。

其中,传统燃油车由于发动机及传动系统集中在前部,整车质量分布不均,技术上面临平衡挑战。因此,前悬挂系统、制动钳、底盘结构及保险杠等关键部件均采用轻质高强的铝合金挤压材料。此外,电池组框架也采用轻量化且高刚性的挤压铝材,具体选型则根据车型需求进行优化设计。

1. 电池组(蓄电池箱)

电池组作为储能单元,其结构与传统的燃油箱截然不同。电池能量以化学形式存储(如离子电池),其能量密度约为燃油的100倍。以特斯拉Model Y为例,其搭载4680电池组,总质量达771kg,相较同款燃油车型增重约725kg。

挤压铝材是制造电池组外壳的理想材料,具备以下优势:

安全防护:空心结构挤压铝材能有效吸收碰撞能量,防止电池受损;

热管理:铝材优秀的导热性能可稳定电池温度,其空心结构更利于散热;

轻量化与强度:挤压铝材兼具轻便性与高刚性,便于安装运输,同时确保电池组安全性。

电动汽车中,电池组作为高价值核心部件,其材料成本与安全性能至关重要,需重点防范热失控及侧面撞击风险。

2. 门槛梁(摇杆)

门槛梁位于车门下方,是车身的关键承重结构,承担首道防撞功能。其需采用高断裂韧性的铝合金材料,在碰撞时吸收冲击能量而不完全断裂,从而确保乘员安全及电池组等其他关键结构的完整性。

以福特F-150皮卡为例,其车身采用铝合金材质,共使用36kg挤压铝材,包含多孔空心型材。在冬季撒盐除冰的严苛环境下,普通钢材易腐蚀,而该车型使用十年后仍保持良好状态。

3. 副车架

副车架作为发动机/电机及传动系统的支撑结构,需承受载荷及路面碎石、融雪盐等腐蚀。铝合金副车架在耐腐蚀性上表现优异。

副车架可采用钢材或铝材制造,其中铝合金方案包括:

整体铸造件;

全挤压型材焊接结构。

例如,雪佛兰Impala的副车架由铝合金铸造件与挤压材组合而成;奥迪e-tron SUV的副车架则采用挤压材与四个连接角铸件,具备出色的吸震性能。全铝副车架(挤压材+铸件)在轻量化、生产效率及成本控制上更具优势。

4. 防撞梁(保险杠)

防撞梁位于塑料保险杠内侧,核心功能为吸收并传导碰撞能量。铝合金防撞梁在汽车领域应用广泛,推荐采用再生铝挤压材以降低成本。

挤压铝材在汽车结构件中的应用优势显著:

设计灵活快速;

轻量化兼顾高刚性;

优异的吸能特性与抗扭性能。

通过优化挤压铝材应用,汽车产业在轻量化、安全性与环保性上实现多维提升。

铝挤压技术推动汽车制造革新

随着全球新能源汽车市场高速增长,铝合金挤压型材需求激增。车企正加速采用一体化压铸+挤压铝材组合方案,以优化生产效率和结构强度。未来,随着高强铝合金材料和新型挤压工艺的突破,汽车轻量化与安全性将迈上新台阶。

在汽车工业向绿色化、智能化发展的浪潮下,铝合金挤压技术正成为行业不可或缺的一环。从燃油车到电动车,从车身结构到电池防护,挤压铝材的应用将持续扩大,为汽车产业的未来提供更轻、更强、更安全的解决方案。
         
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