上汽將于11月29日發(fā)布第二代鎂合金電驅(qū)動殼體以及應(yīng)用該方案的三合一電驅(qū)動總成系統(tǒng)，開啟電驅(qū)輕量化的新篇章。

01. 鎂，電驅(qū)輕量化繞不開的關(guān)鍵材料

輕量化一直是汽車行業(yè)追求的重要目標(biāo)，尤其在新能源汽車領(lǐng)域，輕量化不僅能夠有效提升整車重量表現(xiàn)，還能顯著降低能耗，提升續(xù)航。

鎂合金 ，作為一種理想的輕量化材料，以其密度低、抗震減噪、優(yōu)異的壓鑄和切削加工性能，成為新能源汽車實現(xiàn)輕量化的關(guān)鍵。鎂合金的密度僅為鋁合金的三分之二，是目前最輕的實用金屬之一。此外，鎂合金資源豐富，易于回收，符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。

以上汽第一代鎂合金電驅(qū)動系統(tǒng)為例，相比傳統(tǒng)的鋁合金材料，該系統(tǒng)實現(xiàn)減重7kg，在其加持下整套電驅(qū)動總成的功率密度表現(xiàn)優(yōu)異，達到了4.4kW/kg。

鎂合金除了輕量化方面的優(yōu)勢，在成本控制上也具有顯著的潛力。同等體積的零部件，假設(shè)鋁需要1公斤，那鎂就只需要0.66公斤，材料應(yīng)用上就節(jié)省33.3%，結(jié)合當(dāng)前鎂的價格比鋁便宜約5%。綜合計算，理論上鎂合金產(chǎn)品成本可實現(xiàn)降低40%左右。在當(dāng)前市場環(huán)境下，這無疑為車企提供了更具成本競爭力的選擇。

鎂合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用歷史可以追溯到20世紀初期，最早助力賽車實現(xiàn)輕量化，提升操控表現(xiàn)。后逐步擴展到量產(chǎn)車型，德國大眾甲殼蟲汽車自1939年起就采用了鎂合金用于發(fā)動機零部件。由于其輕質(zhì)高強的特性，鎂合金材料在汽車中得到了廣泛的應(yīng)用。

作為鎂合金技術(shù)的先行者，上汽集團在鎂合金應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗。也一直在推動鎂合金技術(shù)的應(yīng)用，2022年上汽智己L7便采用了鎂合金作為其電驅(qū)動系統(tǒng)殼體材料，這不僅開創(chuàng)了全球鎂合金在電驅(qū)量產(chǎn)產(chǎn)品中的應(yīng)用先河，也成為當(dāng)時汽車領(lǐng)域最大的鎂合金零部件。在其卓越的輕量化性能表現(xiàn)下，助力智己、飛凡、名爵品牌車型實現(xiàn)良好的市場表現(xiàn)。

今年5月，這項技術(shù)還斬獲了國際鎂協(xié)“2024年度優(yōu)秀鎂合金汽車鑄件”大獎，得到業(yè)內(nèi)專家和企業(yè)的廣泛認可。

在材料方面，常見的鎂合金包括AZ系列、AM系列、AS系列和AE系列，其中AZ系列因其優(yōu)異的力學(xué)性能和鑄造性能，成為制造復(fù)雜薄壁壓鑄件的首選材料。例如，AZ91D就是AZ系列中的一個代表性牌號，它在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，占據(jù)了汽車用鎂合金市場的絕大部分份額，上汽鎂合金電驅(qū)應(yīng)用也選用了該材料。

02. 成型工藝，鎂合金上車的 “攔路虎”

車用鎂合金雖然應(yīng)用歷史悠久，但更多的還是停留在簡單、小型結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用上，比如屏幕框架等。由于成型工藝的限制，制約其在復(fù)雜、大型結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的應(yīng)用。這是因為鎂材料晶體結(jié)構(gòu)為六邊形，導(dǎo)致其室溫下塑性變形能力較差，因此在加工過程中極易出現(xiàn)裂紋和變形，增加了生產(chǎn)難度和成本。此外，鎂合金在高溫下容易發(fā)生氧化甚至燃燒，對澆鑄設(shè)備的密封性和安全性要求極高。上述種種因素限制了鎂合金的廣泛應(yīng)用。

以往鎂合金壓鑄采用與傳統(tǒng)鋁合金壓鑄類似的工藝，主要進行特定的優(yōu)化。

◎一是，由于鎂合金的低熱容量特性，要求壓鑄機壓射系統(tǒng)能提供足夠能量滿足快速填充要求。

◎二是，從安全和材料損耗方面考慮，鎂合金澆注系統(tǒng)需配備專用氣體以保護熔爐，防止熔池表面快速氧化，以保證鎂液維持在一個特定溫度定量澆注。

但是依然無法從根本上解決鎂合金加工的難點。

為了從根本上解決上述工藝問題，半固態(tài)注射成型技術(shù)得到關(guān)注。即通過控制金屬在凝固過程中的條件，形成均勻細小的球狀初生相，這種漿料在外力的作用下具有較好的流動性，避免加工過程中出現(xiàn)裂紋和變形。從而提高成型質(zhì)量。同時半固態(tài)工藝無需使用熔化爐和保護氣體，能耗大幅降低。和以往壓鑄產(chǎn)品相比，其強度、延伸率和耐腐蝕性均得到顯著提升。然而，由于注射量的限制，半固態(tài)工藝在復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的加工中尚未得到廣泛應(yīng)用，尤其是在電驅(qū)動系統(tǒng)殼體的生產(chǎn)中。

03. 上汽全球首款半固態(tài)工藝鎂合金殼體即將量產(chǎn)首發(fā)

此次上汽首次將半固態(tài)注射與高壓壓鑄工藝結(jié)合，將兩者的工藝優(yōu)勢得到充分融合。在其第二代鎂合金殼體展現(xiàn)出了更強的力學(xué)性能、更優(yōu)的耐腐蝕性和更高的致密度。并且在生產(chǎn)過程中無需使用保護氣體，顯著降低了能耗，是一項兼具高性能與環(huán)保優(yōu)勢的突破性技術(shù)，繼續(xù)引領(lǐng)鎂合金在電驅(qū)中的應(yīng)用。

更多精彩內(nèi)容，請鎖定2024年11月29日的上汽二代鎂合金電驅(qū)殼體發(fā)布會，見證這一輕量化技術(shù)的里程碑時刻。

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