Раскрыт процесс производства ступиц электромобилей: ковка или литье — что больше подходит для высоких требований к крутящему моменту в транспортных средствах на новой энергии?

Раскрыт процесс производства ступиц электромобилей: ковка или литье — что больше подходит для высоких требований к крутящему моменту в транспортных средствах на новой энергии?

Среди основных компонентов электромобилей ступица напрямую несет вес кузова транспортного средства и передает движущую силу. Ее характеристики напрямую влияют на запас хода, управляемость и безопасность транспортного средства. Особенно в условиях мгновенного высокого крутящего момента, характерного для новых энергетических транспортных средств, постепенно выявляются недостатки традиционных литых ступиц колес, в то время как ступицы электромобилей, изготовленные методом ковки, становятся основными в отрасли благодаря своим выдающимся характеристикам. В этой статье будут подробно разобраны два основных производственных процесса: ковка и литье, а также будет проведен их сравнение и анализ с точки зрения размеров материала, структуры и производительности, чтобы подсказать, какой процесс изготовления ступицы больше подходит для требований к высокому крутящему моменту, предъявляемых к новым энергетическим транспортным средствам.

I. Поймите суть: почему EV Hub так строг в отношении требований к процессам?

Основные различия между транспортными средствами на новых источниках энергии и транспортными средствами на традиционном топливе обуславливают то, что ступицы электромобилей должны соответствовать более высоким стандартам производительности:

Высокий крутящий момент: при запуске двигателя он может мгновенно выдавать максимальный крутящий момент. Ступица должна выдерживать мгновенную нагрузку, в несколько раз превышающую нагрузку на двигатель внутреннего сгорания, чтобы предотвратить деформацию или поломку.

Требование к легкости: поскольку неподрессоренная масса является ключевой составляющей, то при каждом уменьшении ступицы колеса на 1 кг запас хода может быть увеличен примерно на 5–8 км, что предъявляет чрезвычайно высокие требования к коэффициенту использования материала в процессе.

Резервирование безопасности: увеличенный вес аккумулятора в транспортных средствах на новых источниках энергии приводит к увеличению инерции автомобиля. Ударопрочность и усталостная прочность ступицы напрямую связаны с безопасностью вождения.

Требования к теплоотводу: Тепло от системы электропривода легко отводится к ступице. Необходимо обеспечить хороший теплоотвод ступицы в процессе эксплуатации, чтобы избежать влияния высоких температур на производительность.

Два процесса литья и ковки принципиально определяют основные показатели ступицы, такие как ее молекулярная структура, прочность и вес, и тем самым влияют на ее приспособляемость к высоким требованиям крутящего момента.

II. Соревнование мастеров: ковка против литья — основные различия в производстве ступиц электромобилей

1. Процесс литья: традиционный выбор массового производства, демонстрирующий недостатки в условиях высокого крутящего момента.

Литье — это процесс, при котором расплавленный металл заливается в форму, охлаждается и затем формуется. Ранее этот метод широко использовался при производстве ступиц традиционных транспортных средств, работающих на топливе.

Особенности процесса: Процесс относительно прост, позволяет производить в больших объемах ступицы сложной формы, а стоимость производства относительно низкая.

Структурные дефекты: При охлаждении расплавленного металла могут образовываться внутренние дефекты, такие как поры, песчаные раковины и усадочные раковины. Молекулярная структура металла рыхлая, а плотность относительно низкая.

Характеристики: прочность на разрыв обычно составляет от 300 до 500 МПа, стойкость к ударным нагрузкам низкая. Под воздействием мгновенного высокого крутящего момента, характерного для автомобилей на новых источниках энергии, он склонен к растрескиванию, деформации и даже представляет угрозу безопасности.

Ограничения по облегчению: для обеспечения прочности необходимо увеличить толщину стенки литой ступицы, что приводит к относительно большому весу, что не способствует увеличению запаса хода новых энергетических транспортных средств.

2. Процесс ковки: предпочтительно высокопроизводительный, точно соответствующий требованиям к высокому крутящему моменту.

Ковка — это процесс, при котором металлические заготовки выдавливаются и куются в формах под высоким давлением и температурой. Это основной метод производства ступиц для электромобилей высокого класса.

Особенности процесса: После ковки молекулярная структура металлической заготовки полностью уплотнена, зерна измельчены и плотно расположены, литейные дефекты отсутствуют.

Конструктивные преимущества: цельнокованые, без сварных швов, высокая структурная целостность и плотность на 15–20 % выше, чем у литых ступиц.

Характеристики: прочность на разрыв может достигать 800–1200 МПа, что более чем вдвое превышает прочность литых ступиц. Они обладают превосходной ударопрочностью и усталостной прочностью и легко выдерживают кратковременные удары с высоким крутящим моментом, характерные для автомобилей на новых источниках энергии.

Прорыв в области лёгкости: процесс ковки позволяет значительно уменьшить толщину стенки ступицы, обеспечивая при этом высокую прочность. Она на 20–30% легче литой ступицы той же спецификации, что значительно снижает неподрессоренную массу, увеличивает срок службы аккумулятора и улучшает управляемость.

III. Практическая проверка: почему кованая ступица электромобиля стала стандартной функцией автомобилей с высоким крутящим моментом?

1. Адаптация к ситуации с высоким крутящим моментом: не боится мгновенных ударов

При разгоне нового энергетического автомобиля высокий крутящий момент, мгновенно развиваемый двигателем, напрямую передаётся на ступицу. Кованые ступицы электромобилей благодаря плотной молекулярной структуре и высокой прочности на разрыв способны быстро рассеивать крутящий момент и предотвращать локальную концентрацию напряжений. Например, после установки кованой ступицы на новый внедорожник при разгоне от 0 до 100 км/ч (с максимальным крутящим моментом 350 Н·м) деформация ступицы составляет всего треть от деформации литой ступицы, и риск её растрескивания при длительной эксплуатации отсутствует.

2. Легкость + время автономной работы — беспроигрышный вариант: баланс производительности и эффективности

Преимущество лёгкости ступиц электромобилей напрямую влияет на увеличение запаса хода новых энергетических автомобилей. Данные показывают, что кованая ступица на 8–12 кг легче литой, что может увеличить запас хода новых энергетических автомобилей на 40–96 километров, одновременно снижая нагрузку на двигатель и снижая энергопотребление. Для моделей электромобилей, рассчитанных на большой запас хода, технология ковки является ключевым фактором для достижения «высокой производительности + большого запаса хода».

3. Адаптация к сложным условиям работы: показатели безопасности максимальны.

В сложных условиях, таких как ухабистые дороги и экстренное торможение, кованые ступицы для электромобилей демонстрируют выдающиеся противоударные свойства. Согласно результатам испытаний, кованые ступицы выдерживают ударную нагрузку, в 2,5 раза превышающую их собственный вес, в то время как литые ступицы подвержены растрескиванию кромок при той же нагрузке. Эта особенность делает кованые ступицы для электромобилей предпочтительным выбором для моделей с чрезвычайно высокими требованиями к безопасности, таких как коммерческий транспорт на новых источниках энергии и высокопроизводительные спортивные автомобили.

IV. Тенденции отрасли: технология ковки становится основным направлением развития EV Hub

По мере того, как транспортные средства на новых источниках энергии развиваются в сторону высокой мощности, дальности и интеллекта, требования рынка к производительности ступиц постоянно повышаются, а скорость проникновения процессов ковки быстро увеличивается.

Компоновка автомобилей: Ведущие автопроизводители, такие как Tesla, BYD и NIO, сделали кованые ступицы стандартной функцией для моделей среднего и высшего класса и даже выпустили индивидуальные варианты кованых дисков.

Технологическая модернизация: применение таких технологий, как прецизионная ковка и формовка, близкая к заданной форме, еще больше снизило стоимость производства кованых ступиц электромобилей, способствуя их популяризации в моделях среднего класса.

Инновационные материалы: сочетание алюминиевого сплава, композитных материалов из углеродного волокна и т. д. с технологией ковки позволило EV Hub добиться еще больших прорывов в плане прочности и легкости.

Для потребителей выбор новых энергетических автомобилей, оснащённых коваными ступицами, означает более надёжную передачу высокого крутящего момента, увеличенный запас хода и более безопасные условия вождения. Для автопроизводителей внедрение кузнечных процессов — ключевой способ повышения конкурентоспособности своей продукции.

V. Руководство по покупке: как распознать поддельные ступицы электромобиля и избежать ошибок при выборе?

1. Проверьте маркировку процесса: подтвердите свойства ковки.

Попросите продавца предоставить отчет о процессе ковки, четко указав такую ​​информацию, как «цельная ковка» и «штамповка», чтобы избежать покупки поддельных кованых втулок с надписью «литье + сварка».

Обратите внимание на внешний вид ступицы: поверхность кованой ступицы не имеет литейных пор и заусенцев, а линии гладкие. Следы ковки на задней стороне ступицы хорошо видны.

2. Проверьте основные параметры: сосредоточьтесь на показателях эффективности.

Материал: Предпочтительно выбирать кованые ступицы из высокопрочного алюминиевого сплава, например, 6061-T6 и 7075-T6, которые сочетают в себе прочность и малый вес.

Прочностные характеристики: предел прочности на растяжение ≥800 МПа, предел текучести ≥500 МПа, что обеспечивает соответствие требованиям высокого крутящего момента;

Вес: При одинаковом размере кованые ступицы более чем на 20% легче литых, в чем можно убедиться путем сравнительного взвешивания.

3. Определите квалификацию бренда: выберите постоянного производителя.

Отдавайте предпочтение производителям, специализирующимся на кованых автомобильных деталях. Их процессы более отлажены, а качество более гарантировано.

Проверьте сертификацию продукта: убедитесь, что ступица прошла сертификацию системы качества, такую ​​как ISO9001 в автомобильной промышленности, и соответствует действующим национальным стандартам.

Краткое содержание

Высокие характеристики крутящего момента автомобилей на новых источниках энергии создают беспрецедентные проблемы для производительности ступиц электромобилей. Из-за структурных дефектов, недостаточной прочности и других недостатков метод литья не смог удовлетворить требования, предъявляемые к автомобилям на новых источниках энергии высокого класса. Процесс ковки, обладающий такими основными преимуществами, как плотная молекулярная структура, сверхвысокая прочность и малый вес, стал оптимальным решением для удовлетворения требований, предъявляемых к высокому крутящему моменту.

Будь то технологическая модернизация автопроизводителей или решения потребителей о покупке, кованые ступицы для электромобилей стали ключевым выбором для повышения производительности и безопасности новых энергетических транспортных средств. Благодаря постоянному совершенствованию и оптимизации затрат на кованые ступицы, в будущем всё больше моделей новых энергетических транспортных средств будут оснащаться коваными ступицами, что будет способствовать повышению производительности, эффективности и безопасности в отрасли.