旭升股份?新能源汽車熱泵系統(tǒng)主體部件閥板以鑄代

鍛項目

（一）項目概述（包括研發(fā)背景、主要特點、解決的問

題、功能用途、應(yīng)用領(lǐng)域）

1、研發(fā)背景

政策趨勢。國務(wù)院《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》

提出，到2025年中國新能源汽車銷量占比達到25%左右?！蛾P(guān)于完善

新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》，將新能源汽車推廣應(yīng)用

財政補貼政策實施期限延長至2022年，寧波市進行配套補助?？萍?/p>

部發(fā)布《2021年度新能源汽車重點專項申報指南》，其中能源動力作

為6大技術(shù)方向之一。

行業(yè)現(xiàn)狀。近年來，全球碳中和趨勢、國內(nèi)政策引導(dǎo)等拉動新能

源汽車行業(yè)快速發(fā)展，全球銷量由2015年54.9萬輛增長至2019年

221萬輛，國內(nèi)銷量由2015的33.11萬輛增長至2019年120.6萬

輛。汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)是當(dāng)前提升新能源汽車續(xù)航里程、尤其解決冬

季續(xù)航里程焦慮、保證低能耗制熱的為數(shù)不多的有效解決方案之一,

其效能系數(shù)比PTC加熱高出2-3倍，可以有效延長20%以上的續(xù)航里

程，成為車載空調(diào)新趨勢。隨著熱泵系統(tǒng)單車價值高，滲透加速，預(yù)

計2025年市場規(guī)模達150億元，熱泵空調(diào)系統(tǒng)市場空間較大。

研究內(nèi)容。針對新能源汽車顯著提高續(xù)航里程的應(yīng)用需求，開展

成倍提高制熱效能的熱泵管理系統(tǒng)核心零部件鋁合金閥板的低成本

制造技術(shù)研究，優(yōu)化母材性能，采用真空R鑄和充氧壓鑄相結(jié)合的新

型高致密化閥板成形工藝、提高焊料鋪展和潤濕性的高品質(zhì)釬焊等工

業(yè)化技術(shù)，開展產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)研發(fā)，實現(xiàn)典型產(chǎn)品示范應(yīng)用。

項目計劃。本項目計劃總投入費用1500萬元，其中機器設(shè)備800

萬元，主要包含熔煉爐、真空壓鑄機、機邊爐、釬焊爐、CNC機加設(shè)

備、水切割機等重點設(shè)備。

預(yù)期收益。目前該項目處于前期試驗階段，計劃2023年新增銷

售收入1億。

2、主要特點

新能源汽車的主要熱源有電池、控制器、電動機等，對

電池、電機的有效冷卻散熱是熱管理系統(tǒng)的核心之一。熱管

理系統(tǒng)的核心部件比如冷凝器、chiller、油冷器、熱泵等主要

為鋁制換熱器，一般采用釬焊工藝制造。這是因為釬焊生產(chǎn)

的產(chǎn)品變形小、釬焊縫成型美觀、清潔度相對較好，因此得

到了越來越廣泛的應(yīng)用。

(1)采用高壓壓鑄工藝，在實現(xiàn)鍛造工藝物理性能同時,

制造工藝成本比現(xiàn)有降低20%以上；

(2)鑄件釬焊前含氫量W8.5ppm；

(3)采用AlNi3合金材料，一次壓鑄制造。該產(chǎn)品包括

的零部件共10件，一次焊接合格率保證難度大；

(4)焊后產(chǎn)品性能：焊后產(chǎn)品釬焊縫虛焊長度W25%焊

縫長度，溶蝕深度＜15%母材厚度，瀑破強度，6Mpa,氮檢

氣密性＜2g/。

3、解決的問題

由于常規(guī)意義上壓鑄無法滿足釬焊要求，但是本課題所

用AlNi3材料不含Si,熔點可達65(TC以上，理論上可用于

釬焊產(chǎn)品。但是，壓鑄過程易產(chǎn)生卷氣、縮孔、疏松等鑄造

缺陷，對釬焊過程帶來很大的風(fēng)險。本研究在鑄造過程創(chuàng)新

采用真空+充氧的工藝，很大程度上降低了鑄造缺陷的形成。

具體如下：

L通過模流分析，改善模具設(shè)計結(jié)構(gòu)，一定程度降低出

現(xiàn)鑄造缺陷的風(fēng)險。

H|!他合金AJNI3

金屬或折始程隕750℃

MHHMH13

比根角的校2000c

動模的樓〃盤電2000c

低道03nvs

昌至45m?B

從顏色區(qū)分來看，流道

處需提高模具溫度，保證偌

液流動性。產(chǎn)品紅色區(qū)域位

置溫度較低，需提高模溫。

因內(nèi)澆口面積較大流速

較慢，分流道流速（10m/s,

內(nèi)澆口金屬液流速約為

20111/s以內(nèi)。

無明顯卷氣位置。

結(jié)果分析來看產(chǎn)品大致

壁厚均勻，局部特征較厚凝

固緩慢，流道較厚需控制模

具溫度。

氣縮孔位置和大小符合

圖紙標(biāo)準(zhǔn)。

2.充氧壓鑄和真空結(jié)合改善鑄件內(nèi)部氣孔。根據(jù)壓鑄氣

孔的分析認為，氣體主要成分為氮氣，而氧氣卻未發(fā)現(xiàn)。因

此基于這個原理，通過壓鑄時充入純氧，置換模具和充液道

內(nèi)的空氣，再通過抽真空的作用，抽出大多數(shù)的氧氣，殘留

的氧氣在高溫下和鋁結(jié)合成了納米級的氧化鋁顆粒，這樣,

鑄件內(nèi)的孔隙率得到了大幅度的降低。

圖充氧示意圖

3.優(yōu)化釬焊工藝，設(shè)計合理的釬焊工裝，采用保護氣氛

釬焊得到了合格的產(chǎn)品。

Furnacetemperature360360500500560560602602

Time40100120158168188193211

Producttemperature1101299366496525549559589

Producttemporature2104291360495524550558590

Vacuumdegree2.00E-016.00E-035.80E-034.80E-034.30E-033.90E-033.50E-033.10E-03

該產(chǎn)品被裝配于新能源汽車熱泵系統(tǒng)，為熱泵系統(tǒng)的核

心部件。對比PTC空調(diào)系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)耗能僅占PTC系統(tǒng)

的50%,可以大大提高車輛的續(xù)航里程。目前可以實現(xiàn)在-10(

以上環(huán)境具備很高的換熱效率，借助閥板組件上所裝配的閥

類，控制冷卻介質(zhì)的開關(guān)和流量，從而實現(xiàn)熱泵空調(diào)的熱管

理。

4、功能用途

閥板是新能源汽車熱泵系統(tǒng)主體部件之一，其作用在于：

承載冷卻介質(zhì)傳輸，連接電池冷卻器、冷凝器、單向閥、電

磁閥及電子膨脹閥，實現(xiàn)冷卻液的分流及定向流動，從而實

現(xiàn)新能源汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的熱管理。

5、應(yīng)用領(lǐng)域

壓鑄閥板可應(yīng)用新能源汽車熱泵空調(diào)領(lǐng)域，還可應(yīng)用于

家用方面地源、水源、空氣源熱泵系統(tǒng)，市場空間較大。

（二）項目照片或效果圖

BILLOFMATERIALS

ITEMQTYPARTNUMBERDESCRIPTIONMASS[g]

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