新能源汽车镁合金零部件开发与规模应用

        新能源汽车的普及率正在以惊人的速度增长，预示着新能源市场的巨大潜力。近年来，受到双碳战略的实施、新能源优惠政策的延续、三电技术的进步以及消费者认可度的提高等多重因素的推动，国内新能源车的普及率和销量都得到了迅猛提升。2020年，工信部发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，要求到2035年，我国节能汽车和新能源汽车的销量各占50%，所有燃油车都将被混合动力车所取代。在国家战略和行业规划的推动下，我们预计未来十年国内新能源汽车仍将保持高速的发展势头。盖世汽车的预测数据显示，到2025年和2029年，我国新能源汽车的普及率分别有望达到46%和54%。

        续航里程是新能源车的核心指标之一，车企们纷纷提升续航能力的意愿很强。对于消费者而言，较长的续航里程能更好地满足日常行车需求，并有效降低充电频率。根据《新能源汽车消费洞察报告》的数据显示，80%的消费者对实际续航里程的需求达到400公里以上，而有20.1%的消费者希望续航里程能够达到1000公里以上。对于车企来说，续航里程决定了新能源车的定价水平和消费者的购车意愿。因此，提升续航里程已成为新能源车企打造核心竞争力的重要途径。iiMedia Research的调研数据显示，41.7%的中国消费者对新能源车不满意的主要原因是续航里程不够长。

        轻量化技术为提高续航里程提供了解决方案，新能源车的快速发展进一步推动了对轻量化的需求。轻量化技术指的是在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低车辆的重量。在燃油车时代，轻量化技术的应用主要目的是降低油耗和减少排放污染，而在新能源车时代，轻量化技术则帮助提升了续航里程。此外，与传统燃油车相比，新能源车新增的三电系统将导致整车重量增加约200-300千克，而车身重量的增加则会对零部件寿命和车辆可靠性等方面产生不利影响。随着新能源汽车的普及率迅速上升，轻量化需求进一步受到提升。

        镁合金具有高强度和低密度的优异特性，因此可以实现汽车零部件的轻量化。汽车轻量化是降低能耗、减少排放的最有效措施之一。根据中国发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，到2020年，汽车质量需要减少10%，到2025年减少20%，到2035年减少35%。每减少100公斤的汽车重量，可以节省燃油消耗0.3~0.5升/100公里，同时可减少8~11克/100公里的CO2排放。目前，在汽车车身结构材料中，钢材和铝材仍然是使用最广泛的材料。镁合金相比铝合金具有更高的比强度，与铝合金和钢材相当的比刚度，单位质量下能够承受更大的负荷，因此使用镁合金替代钢材和铝合金作为汽车部分零件，可以实现减重效果。举例来说，使用镁合金替代传统的铝合金或钢材制造汽车轮毂、车架等零部件，可以降低整车质量，减少燃油消耗。总体而言，镁合金在汽车行业的应用前景广阔，能够满足轻量化、提高燃油效率和提高安全性能的需求，有助于推动汽车工业的可持续发展。

        镁合金的良好导热性能使其成为制造发动机部件的理想材料之一。发动机在运行过程中会产生大量的热量，如果不能有效地散热，将导致能量浪费和燃油效率下降。而镁合金具有较高的导热性能，可以快速传导和散发热量，从而降低发动机的热损失。

        使用镁合金制造发动机油盘、气门盖、排气管等部件，可以提高散热效果，减少热能的损失。特别是发动机油盘和气门盖等部件，它们与高温工作的发动机直接接触，需要快速地吸热并散发热量，以保持发动机的正常工作温度。而镁合金的优异导热性能使得这些部件能够更好地满足散热需求，提高发动机的热管理效率，进而提高燃油效率。

        此外，镁合金具有良好的抗冲击性和抗弯曲性，因此在汽车安全部件上的应用可以增强汽车的碰撞吸收性能。例如，使用镁合金制造车门框、车轮悬挂等部件，可以提高汽车在碰撞时的安全性能。镁合金也可以用于制造汽车的防护部件，如车身防护罩、撞击板等，以保护车辆内部和乘客免受碰撞造成的损害。

        近年来各国政府对镁合金的发展和应用给予了高度重视，尤其在汽车行业的应用方面。欧洲、北美以及中国都已经开发出多种镁合金汽车零部件，涵盖了方向盘骨架、仪表盘支架、座椅骨架、中控支架、显示屏支架、空调支架、变速箱壳体、转向支架、油底壳、扶手支架、防撞梁、发动机支架等。

        目前几乎所有乘用车都使用了镁合金零部件，大部分是采用压铸工艺制造。随着新型镁合金的开发和零部件制造技术的进一步提高，镁合金在汽车行业的应用潜力将进一步释放。特别是在新能源汽车领域，由于对轻量化的要求越来越高，镁合金的应用将变得更加重要。一些高端汽车品牌已经开始在部分车型上应用镁合金挤压管型材和锻造轮毂，国内自主品牌汽车也正在研发镁合金板材冲压座椅。可以说，镁合金在汽车行业的发展正迎来难得的机遇。

        自20世纪90年代开始，镁合金在汽车领域的应用量每年增长率达到了20％。截至2019年，全球汽车镁合金零件产量约为30万吨。随着镁和镁合金的稳定规模生产以及青海盐湖镁业的逐步投产，原材料价格有望保持稳定甚至下降，这将进一步推动镁合金在汽车领域的广泛应用。随着新能源汽车的快速发展，续航里程、产量和成本等问题变得日益突出。而特斯拉引领的一体压铸技术可以同时满足轻量化、提高效率和降低成本的需求。一体压铸技术是一种高压铸造技术，通过在零部件尺寸和应用方面取得重大突破。目前，各大车企纷纷跟进布局，扩大一体压铸的应用范围，导致一体压铸技术的普及率和单车价值不断提升。除了特斯拉完全自制和小鹏部分自制之外，蔚来、理想、高合等车企选择与压铸厂合作，这使得头部压铸厂在设备、材料、模具和量产进度等方面具备明显的优势。

        尽管镁合金在汽车行业的应用逐渐普及，但由于生产成本较高，仍存在一定的障碍。然而，随着生产技术的不断提升和市场需求的增加，预计镁合金的生产成本将逐渐降低。因此，镁合金在汽车行业的应用规模将进一步扩大，展望十分广阔。总的来说，镁合金的应用将有助于汽车行业实现轻量化、降低燃油消耗和提高安全性能，是一个备受关注的发展方向。

PS：镁合金表面处理技术

        镁合金表面处理技术的目的是改进镁合金的表面质量，提升其表面性能，并增加使用寿命和装饰效果。通常情况下，镁合金的表面处理可分为机械处理和化学处理两大类。机械处理包括抛光、喷砂等方法，主要用于消除表面缺陷，提高材料表面的光洁度。化学处理则包括阳极氧化、化学镀、电镀、喷涂等方法，可改善镁合金表面的耐磨性和耐腐蚀性能，并增加表面的装饰效果。此外，还出现了一些新型的表面处理技术，如激光处理、等离子体喷涂等，这些方法也能有效地提升镁合金的表面质量和性能。

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