近日，北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心（下稱“重慶創(chuàng)新中心”）傳來喜訊。重慶創(chuàng)新中心參建的國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，依托中心團(tuán)隊(duì)自研的鋼制電池包“設(shè)計(jì)—仿真—制造”輕量化全流程技術(shù)，成功開發(fā)出含鈮鋼制電池包，實(shí)現(xiàn)整包減重11.3%，成本降低 ￥78.3。

國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室由重慶創(chuàng)新中心、巴西礦冶公司（CBMM | Niobium）、中信金屬股份有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司共同發(fā)起組建，包括“鈮微合金化汽車鋼應(yīng)用技術(shù)國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”“鈮微合金化汽車鋼研究國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”。

“四方”聯(lián)手，結(jié)合汽車行業(yè)的需求，聚焦汽車用高性能鈮微合金化材料開發(fā)、工藝技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)與認(rèn)證，打造具有國際影響力的科研與應(yīng)用平臺(tái)。

在合作框架下，重慶創(chuàng)新中心承擔(dān)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)任務(wù)，依托自身科研實(shí)力和數(shù)智化材料建模系統(tǒng)MatFavor，深入挖掘和驗(yàn)證含鈮高強(qiáng)鋼的材料性能及應(yīng)用潛力。

北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心 兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)供圖

去年，依托國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，重慶創(chuàng)新中心開展了含鈮高強(qiáng)鋼應(yīng)用與研究、電動(dòng)乘用車含鈮鋼制電池包開發(fā)等4個(gè)合作項(xiàng)目，成功探索含鈮高強(qiáng)鋼的應(yīng)用場景，并開發(fā)出鋼制電池包輕量化全流程技術(shù)。

鈮，是一種戰(zhàn)略性新興稀有金屬，被稱為稀有金屬中的“合金貴族”。鈮微合金就是一種通過在普通低強(qiáng)度碳素鋼中添加微量鈮元素制成的高強(qiáng)鋼，該種材料的硬度、強(qiáng)度、韌性以及耐高溫、耐腐蝕性能均得到顯著提升，因其優(yōu)異的力學(xué)性能和較低的成本，已被廣泛應(yīng)用于汽車制造、油氣輸送管道、航空航天等領(lǐng)域。

作為全球最大新能源汽車市場，我國在“雙碳”戰(zhàn)略下亟需突破電池包輕量化技術(shù)。鋼制電池包憑借其成本可控、高強(qiáng)度、低碳排放及優(yōu)異耐火性等綜合優(yōu)勢，在中低端車型中具備較強(qiáng)的競爭力。然而，結(jié)構(gòu)輕量化能力不足仍是制約其規(guī)?；瘧?yīng)用的核心瓶頸。

如何在重量、成形性、性能之間找到最佳平衡，是鋼制電池包“以強(qiáng)度換厚度”，實(shí)現(xiàn)輕量化的關(guān)鍵突破口。

為突破鋼制電池包輕量化瓶頸，依托國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，重慶創(chuàng)新中心針對(duì)電動(dòng)乘用車電池包輕量化需求，創(chuàng)新構(gòu)建“設(shè)計(jì)-仿真-制造”全流程技術(shù)體系，借助自主開發(fā)的數(shù)智化材料建模系統(tǒng)MatFavor，構(gòu)建高精度材料模型，實(shí)現(xiàn)了約束模態(tài)、動(dòng)態(tài)疲勞、側(cè)向擠壓及機(jī)械沖擊等典型工況的性能評(píng)估與方案優(yōu)化。

同時(shí)，通過含鈮高強(qiáng)鋼的應(yīng)用以提升材料成形性能，結(jié)合料厚優(yōu)化、截面設(shè)計(jì)與輥壓成形工藝優(yōu)化，最終完成鈮微合金化鋼制電池包的樣件試制，實(shí)現(xiàn)整包減重11.3%，成本降低 ￥78.3，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足國標(biāo)要求，為鈮微合金化高強(qiáng)鋼在新能源汽車電池包結(jié)構(gòu)件中的規(guī)模化應(yīng)用提供了理論支撐與工程示范。

據(jù)了解，作為全球鈮產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，巴西礦冶公司（CBMM）充分發(fā)揮了國際合作樞紐作用，為國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室提供了充足的資金支持，保障研究團(tuán)隊(duì)深入開展技術(shù)攻關(guān)。同時(shí)，推動(dòng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室積極組織或參與國內(nèi)外技術(shù)交流與資源共享，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展，推進(jìn)含鈮高強(qiáng)鋼在全球新能源汽車市場的廣泛應(yīng)用。 （孫建和）

分享讓更多人看到