随着汽车行业轻量化与电动化的趋势愈演愈烈,传统的铆接件和车身螺栓正在经历一场深刻的变革。轻量化材料的应用、电动车平台设计的变化、智能化生产的加速都对紧固件提出了全新的技术要求和市场需求。
自汽车诞生以来,汽车产业经历了四次重大革命,每一次都深刻改变了人类的出行方式和汽车制造业的发展方向。
第一次革命汽车从马车时代走向内燃机时代(动力革命);第二次革命:机械与电气结合,提高驾驶便捷性(自动化与电气化);第三次革命:智能化初步实现,新能源车崛起(智能化与新能源);第四次革命:全面智能化、电动化与绿色化(未来出行新时代)。
每一次革命都推动了汽车技术和社会生活方式的深刻变革,而如今,汽车正迈向一个更加智能、绿色和可持续发展的未来。
汽车轻量化,即通过减轻汽车整体重量来九游官网app提升燃油经济性、降低碳排放。这一趋势在全球碳中和目标的推动下尤为重要。数据显示,汽车重量每减轻10%,燃油效率可提高6%-8%,二氧化碳排放减少约20克/公里。此外,随着电动汽车的普及,轻量化不仅能增加续航里程,还能优化九游官网app电池布局和动力系统性能。
另一方面,电动化已成为汽车产业的主流趋势。根据国际能源署(IEA)的数据显示,2024年全球电动车销量预计将突破1500万辆,占全球汽车市场的18%以上。在这个背景下,汽车设计从传统内燃机向电动平台转变,对紧固件性能、重量和耐用性的要求也随之提高。
为实现这一目标,铝合金、碳纤维、超高强度钢等轻质材料被广泛应用于车身结构。而连接这些异质材料的“桥梁”——紧固件,自然也面临升级挑战。
由于轻量化趋势推动了铝合金、镁合金等轻质材料的大规模应用,而这些材料的连接往往无法依赖传统焊接工艺,铆接技术因此成为焦点。
例如:自冲铆接(Self-Piercing Riveting,SPR)是一种无需预钻孔的铆接方式,可将不同材料的零部件高效连接,被广泛应用于宝马、特斯拉等车型。特斯拉Model 3车身就采用了超过1000个自冲铆接点,较传统焊接减重20%以上。而摩擦铆接通过高频振动在材料间产生摩擦热,使得铆接件与轻质材料牢固结合,这种技术特别适用于航空级复合材料和汽车零件的结合。
数据表明,自冲铆接技术市场规模在2023年达到8亿美元,预计到2028年将以7%的年复合增长率快速增长。
车身螺栓是汽车制造中不可或缺的关键组件,其数量可能超过5000个。在轻量化背景下,螺栓的“瘦身”成为必然趋势。随着轻质材料在车身上的应用比例上升,传统钢制螺栓在强度和重量上无法满足需求,铝合金螺栓和钛合金螺栓正在快速取代其地位。
铝合金螺栓重量仅为传统钢制螺栓的30%,同时具有较好的耐腐蚀性能,已被广泛应用于特斯拉、奥迪等品牌。钛合金螺栓则以超高强度和轻量化特性受到高端车型青睐。例如,保时捷911的部分车身螺栓已全部替换为钛合金螺栓,每辆车减重约4公斤。
此外,电动车对电池组固定螺栓的性能提出了苛刻要求。电池组作为电动车最重的部件之一,其固定螺栓不仅需要承载重量,还需具备防震、抗腐蚀和电绝缘性能。例如,宁德时代与紧固件制造商合作开发了一种新型复合材料螺栓,不仅实现了电池组的轻量化,还提升了螺栓的绝缘性能。
与燃油车不同,电动车搭载了大容量电池包、高压电路系统及复杂的电子控制装置,这对紧固件提出了全新的要求:抗振性、防腐蚀性和电磁屏蔽性能。此外,紧固件需要适应智能装配和远程监控,这催生了“智能紧固件”的概念。
在电动车领域,铆接件不仅仅用于连接,还要考虑电流的高效传导。例如,铝基铆接件以其优异的导电性能和轻质特性,成为电池模块和电子设备外壳的首选。同时,自动化铆接技术被广泛应用,以提高装配精度并减少人为误差。
电动车行驶过程中,电机高频振动对螺栓的抗振性能提出了极高要求。特殊涂层和锁紧结构的高性能车身螺栓被大量应用,以防止因振动导致的松动。此外,为确保电动车电池包的防护性能,螺栓需具备优异的防腐蚀性和高密封性。
在汽车轻量化与电动化的浪潮下,铆接件与车身螺栓从幕后走向台前,成为驱动技术变革的重要角色。面对挑战,紧固件行业需要以创新为核心,以技术为引擎,为汽车行业提供更高效、更安全、更环保的解决方案。
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