新能源汽車用緊固件：輕量化、耐腐蝕與高強度的三重挑戰(zhàn)

一、新能源汽車緊固件的特殊應(yīng)用工況

與傳統(tǒng)燃油車相比，新能源汽車在結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)布局上呈現(xiàn)高度集成化、輕量化和高電壓趨勢，這也對緊固件提出了新挑戰(zhàn)：

• 輕量化要求更高：動力電池、電驅(qū)系統(tǒng)對車重影響大，整車需從連接件層面減重。

• 電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重：高壓電環(huán)境、電池冷卻液、潮濕氣候等因素易導(dǎo)致電偶腐蝕。

• 載荷頻繁變化：電機啟停頻繁，對緊固件的疲勞強度和松動防控提出更高要求。

二、技術(shù)瓶頸與突破方向

1. 材料創(chuàng)新：兼顧強度與耐腐蝕性

目前，新能源汽車緊固件常采用高強度不銹鋼（如304L、316L）與耐腐蝕合金鋼（如10B21 + DACROMET處理），同時探索鋁合金與鈦合金等輕質(zhì)金屬替代鋼材。

鈦合金（Ti-6Al-4V）因其密度低（4.5g/cm3）、比強度高、抗氫脆性能優(yōu)異，逐漸被用于電池模組和車身結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵連接點。但其成本與加工難度依然是產(chǎn)業(yè)化障礙。

2. 表面處理技術(shù)升級

電化學(xué)腐蝕是新能源汽車緊固件面臨的主要失效風(fēng)險，傳統(tǒng)電鍍鋅容易產(chǎn)生氫脆和環(huán)境污染，正在逐步被以下技術(shù)替代：

• 達克羅（DACROMET）/Geomet涂層：無電鍍、無氫脆、耐鹽霧時間超過1000小時。

• 納米陶瓷涂層：提升絕緣性與耐熱性，適合電池系統(tǒng)區(qū)域。

• 黑色磷化處理：用于內(nèi)飾與功能件，提升防銹性同時具備一定裝飾性。

3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計與防松動技術(shù)創(chuàng)新

新能源汽車電機、變速箱、電控系統(tǒng)中的緊固件需具備強防松設(shè)計能力。技術(shù)趨勢包括：

• 微鎖緊螺紋設(shè)計（例如扭矩型鎖緊螺母）：在高頻振動下保持夾緊力；

• 多點預(yù)緊/雙螺栓冗余結(jié)構(gòu)：用于電池模組與整車副車架；

  
  

• 預(yù)涂膠螺栓（如Loctite 2046型）：工廠預(yù)設(shè)防松功能，提升裝配效率。

三、裝配工藝數(shù)字化與智能檢測

隨著新能源汽車整車裝配工藝趨于自動化，緊固件的**扭矩-角度控制系統(tǒng)（TAC）**成為主流，能夠?qū)γ總€螺栓的夾緊過程進行閉環(huán)控制，確保預(yù)緊力的一致性。

先進企業(yè)引入數(shù)字化擰緊系統(tǒng)（如Atlas Copco Smart Tools），具備如下特點：

• 實時反饋扭矩值與擰緊角度；

• 異常數(shù)據(jù)追蹤與云端記錄；

• 可與MES系統(tǒng)聯(lián)動，構(gòu)建“零缺陷”擰緊環(huán)節(jié)。

此外，X射線數(shù)字成像檢測（DR）與3D視覺自動檢測系統(tǒng)也逐步應(yīng)用于整車螺栓裝配完成后的無損質(zhì)檢中，大幅提高檢測效率與可靠性。

四、產(chǎn)業(yè)趨勢與發(fā)展前瞻

在“碳達峰、碳中和”政策引導(dǎo)下，新能源汽車緊固件正朝著“輕質(zhì)高強 + 耐腐蝕 + 數(shù)字化”的方向演進。未來行業(yè)發(fā)展重點包括：

• 推廣輕量化緊固材料（鈦、鋁、鎂合金）產(chǎn)業(yè)化；

• 建立面向電驅(qū)系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與安全規(guī)范（目前標(biāo)準(zhǔn)缺失）；

• 拓展智能擰緊系統(tǒng)與數(shù)字質(zhì)量追溯，服務(wù)于智能工廠和自動化產(chǎn)線；

• 開發(fā)可回收、高性能環(huán)保表面處理技術(shù)，推動綠色制造轉(zhuǎn)型