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韩国浦项制铁复合资料利用方案助力车子产业

2022-7-18 13:46| 发布者: wdb| 查看: 87| 评论: 0|原作者: [db:作者]|来自: [db:来源]

摘要: 韩国浦项制铁复合资料利用方案助力车子产业

全世界环境保护政策对汽油效能节制提速了轻量化资料竞争体制的进行.为这,POSCO成立了复合资料TFT(专项组),提供相应营业的效劳。

顺应CO2释放节制的环境保护政策,全世界车企不但仅是尾气释放,还对碳中和层次发展规划。

LCA(全寿命周期)中铁和非铁资料在LCA(全寿命周期)的体现,原资料制造中CO2碳释放铁为树脂的7%,铝的19%水准。

而且,铁经常使用的冲压工艺CO2碳释放量也比铝和树脂的经常使用加工工艺低好多。

POSCO踊跃匹配车企,为其提供钢材利用及CO2释放节制的环境保护政策方面的效劳.且为全部钢材产物得到EPD(环境保护产物验证),提供应要求的消费者. (EPD验证 : 产物在其全寿命周期内以何种形式对环境形成的作用的讲明)。

新燃料能源电池技艺,由初期改装内燃机和汽油箱位子安装电池进行到车身底部中安放滑板式电池包,以及向电池外壳作为车身构造一部分的CTV(Cell to Vehicle)技艺进行。日前,POSCO也对CTV技艺中钢材利用解决方案发展先行探讨.该技艺进行须要保证爆炸的危险性和磕碰时的稳固性,也须要适用于全个车体的广宽幅千兆钢,POSCO可制造供给CTV要求的广宽幅千兆钢。

 复合资料可充分发挥钢和铝的功能优势发展构造改良方案设置,为消费者提供最好改良解决方案.咱司复合资料TFT(专项组),可提供磕碰剖析得出能量的扩散和吸能部位发展复合资料(千兆杠+铝)的改良配置方案.并以此为根据,联合重量、本钱、功能等要素为公司提供复合资料利用的最好解决方案。

POSCO已自助设置达成3种电池包方案 (PBP: Posco Battery Pack, 内燃机改装型/利用千兆钢型/复合资料型)。

最近达成开发的复合资料型PBP在重量,本钱,功能方面均优于全铝电池包。

依据上诉相干探讨,为消费者在资料利用中的要求和技艺上提供多方面的技艺支援.除此,还可对钢铝复合资料利用中的替换机械接连的电阻焊技艺支援、焊合处腐蚀难题的高耐蚀钢利用,以及高拉伸、高强度请求的千兆钢资料利用等方面,为车企研发提供相应的解决方案。

 POSCO团体

WSD* (World Steel Dynamics:全世界钢铁不业余剖析机构): 全球最具竞争力的钢铁企业延续12年名次第一

 - 21年总出售额76万亿(韩元)/员工数 18000多人/掩盖52个国度

 - 加工中心及法人运营概况讲明

POSCO低碳环境保护规划蓝图

POSCO于20年12月11日发表到2050年实现”碳中和(Carbon Neutral)”指标,并发表了气候行动汇报书等低碳环境保护计划的推行。

为实现2050年碳中和指标,制订了2030年和2040年将碳释放区别降低20%和50%的中长久指标 ,且分阶段开发多个碳减排解决方案和技艺。

第一阶段,用更经济的低碳燃料来提升燃料效能。

第二阶段,提升废钢的应用率, 第一大限制地应用碳捕获存储技艺。

终归指标,开发氢燃料炼铁技艺,终归实现鉴于氢还原和再生燃料的碳中和炼铁工程。

复合资料特色

——材质特征及 LCA(全寿命周期)

市场环境

?为应对环境保护, 油耗节制政策 → 轻量化资料竞争激化

- 全世界市场:至25年平均油耗操控在23.2km/L之下的划定 (美国)。

?奢华车, 美)中,大型车中非铁资料利用增速显著

 - 福特F-150,宝马i3的到市场,认证了铝,碳纤维树脂的可利用性。

?20年的欧洲CO2释放节制划定适用到21年发展推算,各主机厂理赔金额十分高

 -各主机厂经过制定长久规划蓝图,树立30~50碳中和指标。

 - 不但对尾气释放,还包括从原资料制造→加工→废弃为止的全寿命周期层次发展治理。

?从原资料制造 & 加工等 LCA(全寿命周期)层次考量,钢材最具竞争力优势

 - 原资料制造中钢材的 CO2 释放量(千克/千克) : 2.09 (碳纤维树脂的7%, 铝19%水准)。

 - 依据零件加工工艺的 CO2 释放量(千克/千克) : 钢材冲压加工的CO2 释放量(千克/千克) 最少,数值为0.31。

? 原资料制造至零件生产进程中不多CO2 释放: 与铝比较,以钢材为基板的复合资料更具优势。

复合资料利用趋向

? 复合资料的利用从车子外板重利用扩展至<新燃料车子电池包>范畴

- 新燃料车重视续航路程, 加大运用轻量资料

- 电池包模组: 多采纳铝制构造,近来因热失控危险性难题对钢的关心度增添

- 电池包壳体: 随着新燃料车制造/出售增添,对本钱和轻量化重视度提升

?  随着复合资料的利用增添,市场要求量也将随之增多

 POSCO 复合资料利用方案

——产物供给范畴

? 按复合方式区别生产与收购

 ? 主机厂&零件厂:复合资料零件的设置,加工/制造,非铁资料的收购 (铝, 树脂等)

POSCO : 复合资料利用方案 + 复合资料用钢材

MM  TF组效劳范畴

- 复合资料利用方案 : 为提升消费者效益的技艺性/商业性支援效劳

- [非铁组件] : 非铁组件替换成钢材或复合资料化来扩大钢材利用范畴

- [复合零件(非铁资料+钢材)] : 经过提供复合零件利用方案开拓新市场

- [复合资料(三明治板, 复合钢板)] : 与复合钢板厂商展开合作开发消费者及资料来扩大市场

POSCO 复合资料利用方案

构造设置

?POSCO电池包骨架中利用复合资料的概念设置及样品检验

1、概念设置

2、仿真剖析功能估价

3、样品制作

4、功能检验(3点弯曲测试)

PBP方案

电池包复合资料利用方案及样品

电池包中利用复合资料的方案

> 复合资料 Posco Battery Pack 设置及样品制作

> PBP 骨架 (千兆钢+铝 复合 )

  - 比较全铝,类似重量/功能要求下, 单价下降 20%

   - 比较全钢, 重量下降 10% , 功能提升 20%

   - 复合资料, 钢约占 71% ,  铝约占 29%

柱碰估价

> 比钢(2nd PBP)功能优秀,与Al水准相近

电池包复合资料利用方案样品

铝 VS 钢 VS 复合资料 (电池包重量)

以100kwh为基准换算成60kwh发展对照

- 与铝制电池包(85千克)类似重量要求下,可确保同等功能

利用范畴

电池包复合资料利用方案及样品

> 采纳钢+轻质铝材的复合资料利用设置方案

 ? 特色:比单一资料铝材本钱低 / 比单一钢材重量轻

> 针对机动车零部件的降本及轻量化指标,提供复合资料利用方案

  - 引擎盖 :  内板(钢) + 外板(铝)  (与韩国全车厂协力先行开发)

  - 电池包 : 钢制外框 +  铝制内芯  (POSCO 概念 PBP 达成)

  - 车顶构造件 :  钢 + 树脂 + 钢  (三明治板开发中)

异种金属点焊

? 异种金属点焊

○ 日前对异种金属机械接合技艺利用广大, 但从下降生产本钱方面考量有待开发点焊技艺

○ 源于异种金属的不同热/物理特性和金属间高脆性化合物的造成导致的焊合品质下调,导致点焊利用案例少见

  - 通用在量产凯迪拉克 CT6 椅子靠背中,利用了刚性电极焊合异种金属

? 电池包复合资料利用方案及样品

○ 经过改良电极形状及焊合通电要求改进焊合强度  

  - 剪切延伸强度(TSS) : 与自冲铆(SPR)比较,焊合强度在同等及以上水准

  - 十字延伸强度(CTS): 不同资料组合形式,焊合强度为自冲铆(SPR)的 40~210% 水准→熔焊的极限铝材点焊强度的65%水准以上

  - 点焊+防电化腐蚀的构造胶条接连形式比自冲铆+构造胶接连强度的CTS更高

○ 导出确保异种金属间焊合功能的最优资料及接合类别

  - 不同镀层的异种金属接合特性 : GI(或 EG) > CR > GA 

  - 依据接合类别的特性: 钢/铝/钢 > 铝/钢/钢

? 电池包复合资料利用方案及样品

○ 刚性接连部件

   - 部件: 铝/钢 PKG Tray Ass’y

  - 量产利用: 自冲铆(SPR)+构造胶(Adhesive), 点焊(RSW)+构造胶(Adhesive)

  - 刚性估价形式: 弯曲功能, 扭转刚度

  - 两种接合形式的初期斜率趋同,判断在车身构造刚性方面功能相似

  * 随形状改变量增添斜率发生了差异的原由于,受实质量产中利用的减震垫及制作方法(批量 vs.手工)等作用

  ?  关于刚性接连部件中可采纳点焊(RSW)

耐腐蚀性

? 钢铝接合位子电化腐蚀

○ 电化腐蚀: 不同金属间接合处,有一侧金属显露惨重腐蚀景象

- 电化腐蚀发生要求:①异种金属、②电气接近、③放置于统一电解液 ,以上要求需同一时间满足 

? 运用PosMAC1.5镀层钢+铝,可削弱钢铝接合处发生的电化腐蚀

○ 钢铝卷边接合部耐腐蚀性测试结果 (12年工况提速模拟腐蚀试验)

- [Steel INR] CR ? 镀层 (GI > GA > PosMAC1.5

- [AL OTR] CR接近 ? 镀层接近 (GI > GA > PosMAC1.5),采纳PosMAC1.5镀层,可同一时间下降铁和铝的腐蚀

- PosMAC1.5与GI的耐腐蚀成果,耐腐蚀成果:钢材下降50% , 铝材下降 85%

卷边接合里面腐蚀状况 (75 cycle)]

腐蚀深度检验结果:(中) Steel INR, (右) AL OTR]

? 内板(PosMAC1.5) + 外板(铝) 引擎盖部件耐蚀性

- PosMAC1.5-AL, 混动引擎盖零件制作(小型电动车用), 复合资料中利用磷酸盐料理及电泳/中涂/上涂/清漆的悉数涂装工艺

- 模拟12年工况提速腐蚀实验后,内/外板卷边处, 复合资料接连处的腐蚀概况:未产生腐蚀

- 涂层刮痕处腐蚀概况: PosMAC1.5 内板涂膜未剥离, 铝产生部分丝状腐蚀

? PosMAC1.5-AL 复合资料的引擎盖部件,采纳合乎道理的涂层工艺和密封剂时,不会显露耐蚀性缺陷

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