Loạt ứng dụng tuyệt vời của nhôm đùn trong sản xuất xe điện

Theo dự báo, tổng nhu cầu nhôm tấm đối với khung xe ô tô và nhôm đùn cho xe điện sẽ là gần 10 triệu tấn vào năm 2030. Tỷ lệ này giữa nhôm tấm và nhôm định hình vào khoảng 80/20, theo đó nhu cầu cho nhôm đùn sẽ đạt 2 triệu tấn vào năm 2030. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc gia tăng các nhu cầu về khả năng xử lý nhiệt và hoàn thiện sản phẩm để tạo ra các sản phẩm nhôm đùn cho ô tô với chất lượng và hiệu suất đáp ứng yêu cầu cần thiết.

Hãy cùng KIMSEN điểm danh các ứng dụng nổi bật nhất của nhôm đùn cho xe điện qua bài viết dưới đây.

Ứng dụng của nhôm đùn trong xe điện

1. Vỏ pin xe điện

Vỏ pin cho xe điện được chế tạo với mục đích cơ bản: đó là giữ và bảo vệ các mô-đun pin. Vỏ pin có nhiều hình dạng, kích thước, đồng thời có thể dễ dàng điều chỉnh cho phù hợp với các đặc tính khác nhau của các mô-đun pin.

Các thiết kế vỏ bọc pin tốt sử dụng nhôm định hình có thể giúp đơn giản hóa quá trình lắp ráp và cố định các mô-đun pin riêng lẻ. Chúng cũng cung cấp khả năng hấp thụ năng lượng nhiều hơn so với các vật liệu khác trong trường hợp xảy ra va chạm.

2. Tản nhiệt cho pin xe điện

Pin luôn tỏa nhiệt khi hoạt động và nó cần được tản nhiệt kịp thời. Đó là lý do tại sao hệ thống tản nhiệt với tác dụng làm mát được đặt trong vỏ hệ thống pin, nhằm giữ cho bộ pin luôn ở nhiệt độ tiêu chuẩn 20 - 40 ℃. Để đạt được hiệu quả kiểm soát nhiệt chặt chẽ như vậy, biện pháp tốt nhất hiện nay là lắp đặt bộ làm mát chất lỏng gián tiếp được làm bằng ống nhôm đùn.

3. Khung sàn xe

Hệ thống khung xe điện bao gồm dầm ngang phía trước và phía sau được làm từ nhôm định hình, kéo dài từ bên phải sang bên trái khoang hành khách. Mặt dưới của mỗi thanh dầm ngang được lắp đặt để gắn cụm pin xe điện. Nhiều thanh vịn ghế kéo dài theo chiều ngang của xe, được gắn vào dầm ngang phía trước và dầm ngang phía sau, cùng nhiều loại ray được cấu hình để lắp đặt ghế trong khoang hành khách.

4. Tấm gia cố trụ giữa ở khung cửa xe (B-pillar)

       

Giảm trọng lượng của xe là tiêu chí quan trọng để đáp ứng các tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu. Một khu vực có thể giảm được trọng lượng là tấm gia cố trụ giữa ở khung cửa xe. Đây là phần kết cấu đòi hỏi phải đáp ứng được các yêu cầu về độ bền của mái và va chạm bên hông. Trụ xe bao gồm tấm bên ngoài, tấm bên trong và một phần gia cố đùn nhôm được gắn giữa tấm bên trong và bên ngoài.

5. Bộ dây điện nhôm

Các phương tiện gắn động cơ truyền động thông thường như xe điện hay xe lai điện thường bao gồm động cơ truyền động, bộ biến tần và pin cao áp cung cấp năng lượng điện cho bộ biến tần. Trong đó, bộ biến tần và pin cao áp được kết nối với nhau bằng một bộ dây bao gồm nhiều dây dẫn điện. Bộ dây bao gồm dây dẫn hình trụ và dây dẫn hình ống bằng nhôm hoặc hợp kim nhôm.

6. Khay pin phân cực cho xe điện

Khay pin cho xe bao gồm hai phần khay được gắn hoặc ghép lại với nhau, chẳng hạn như có thể gắn một phần khay lên trên hoặc nằm bên trong phần khay còn lại để tạo thành các khu vực chứa pin kín và riêng biệt. Các phần khay có thể được đùn ép riêng biệt để mỗi phần có mặt cắt ngang nằm dọc theo chiều dài của các thành phần gia cố kéo dài và các thành phần chéo tương ứng.

7. Giá nóc ô tô

Thanh giá nóc ô tô giúp người dùng có thêm dung tích chứa hành lý bằng cách tận dụng khoảng trống trên mui xe, tạo thành một cốp chứa đồ lý tưởng. Giá nóc ô tô bằng vật liệu hợp kim nhôm vừa đảm bảo tính thẩm mỹ, không bị gỉ do thời tiết; vừa có thiết kế chắc chắn, bền bỉ.

8. Khung ghế ngồi

Khung lắp ghế bao gồm các thanh dầm ngang phía trước và phía sau, mở rộng theo 2 hướng trái-phải của xe, đồng thời được cố định vào các thanh giá đỡ. Khung ghế được làm bằng nhôm định hình giúp đảm bảo cấu trúc khung đơn giản, trọng lượng thấp và độ bền cao.

9. Bệ bước ô tô

Bệ bước ô tô là một bộ phận làm từ hợp kim nhôm nguyên khối giúp đảm bảo độ bền cao, trọng lượng nhẹ, đồng thời quá trình phát triển được đơn giản hóa, giảm chi phí sản xuất.

10. Khung nhôm cho xe điện

Khung hợp kim nhôm cho ô tô điện có ưu điểm là dầm đứng chính là hợp kim nhôm có cấu trúc hình ống không đều và được hình thành thông qua công nghệ ép đùn nên có độ bền cao và gia công thuận tiện. Các dầm phụ được bố trí theo phương thức kéo dài song song và các bộ phận khác sau khi hoàn thiện sẽ được đặt ở các vị trí tương ứng. Nhờ sử dụng cấu trúc hợp kim nhôm, trọng lượng của ô tô điện được giảm xuống đáng kể, tuổi thọ sử dụng thực tế được kéo dài hơn rất nhiều, mức tiêu thụ điện và chi phí sản xuất được giảm xuống, phù hợp cho sản xuất hàng loạt.

Lựa chọn hợp kim nhôm trong sản xuất xe điện

Hợp kim nhôm được phân thành hai nhóm chính là những hợp kim có thể được làm cứng bằng phương pháp gia công nguội hoặc phương pháp nhiệt luyện (xử lý nhiệt).

• Hợp kim gia công nguội: 1xxx, 3xxx, 5xxx, 8xxx.
• Hợp kim nhiệt luyện: 2xxx, 4xxx, 6xxx, 7xxx, 8xxx.

Trong ngành công nghiệp ô tô, dòng hợp kim nhôm 6xxx (Al-Mg-Si) cứng tuổi được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận bên ngoài và dòng hợp kim 5xxx (Al-Mg) được sử dụng cho các bộ phận bên trong. Trong khi dòng 5xxx nổi bật với khả năng định hình cao thì 6xxx lại có độ bền cao hơn.

Sự cạnh tranh trong ngành kim loại bền vững giữa nhôm và các "ứng cử viên" khác như thép vẫn sẽ tiếp diễn sôi động hơn trong tương lai, nhất là khi chi phí cho sản xuất linh kiện nhôm ngày càng giảm do chúng có thể được chế tạo từ nhôm tái chế. Hợp kim nhôm đùn ép là một lựa chọn tối ưu và bền vững trong sản xuất các chi tiết & linh kiện ô tô điện, đặc biệt khi chúng được chế tạo phù hợp với kết cấu xe.

Nguồn bài viết:

• https://www.lightmetalage.com/resources/patents/aluminum-extrusion-applications-in-battery-electric-vehicles-bevs-and-hybrid-electric-vehicles-hevs/; 
• https://www.lightmetalage.com/news/industry-news/automotive/article-electric-vehicles-spike-demand-for-high-strength-aluminum-extrusions/;
• https://www.linkedin.com/pulse/application-extruded-aluminium-battery-electric-cherie/

Nguồn ảnh: Sưu tầm