一、引言：新能源汽車驅(qū)動(dòng)壓鑄結(jié)構(gòu)件向高性能發(fā)展的趨勢(shì)

隨著新能源汽車（NEV）產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)，整車平臺(tái)逐步從傳統(tǒng)燃油車架構(gòu)向高集成度、低能耗、輕量化、高安全性的設(shè)計(jì)方向演進(jìn)。壓鑄結(jié)構(gòu)件，尤其是大尺寸一體化電池托盤、電機(jī)殼體、逆變器殼體等關(guān)鍵部位，已成為新能源汽車實(shí)現(xiàn)輕量化、熱管理、電磁兼容性與成本控制多重目標(biāo)的重要載體。

與傳統(tǒng)汽車不同，新能源汽車的關(guān)鍵系統(tǒng)如**電池、電驅(qū)、電控（俗稱“三電”系統(tǒng)）**對(duì)壓鑄件提出了全新的要求。這一背景下，壓鑄結(jié)構(gòu)件的開(kāi)發(fā)不僅是模具工藝的創(chuàng)新，更是材料、結(jié)構(gòu)、功能集成與熱管理技術(shù)的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。

二、電池托盤：一體化壓鑄與輕量化結(jié)構(gòu)集成設(shè)計(jì)

2.1 電池托盤的功能與結(jié)構(gòu)概述

電池托盤是新能源汽車最重要的結(jié)構(gòu)件之一，主要承擔(dān)以下作用：

• 結(jié)構(gòu)承載與碰撞保護(hù)：為動(dòng)力電池提供安裝平臺(tái)，同時(shí)具備車身下部的抗沖擊性能。

• 熱管理系統(tǒng)承載平臺(tái)：液冷或風(fēng)冷管道、導(dǎo)熱層等需內(nèi)嵌于托盤結(jié)構(gòu)中。

• EMC屏蔽與防水防塵：車規(guī)級(jí)對(duì)電磁兼容性（EMC）與IP67以上密封等級(jí)有嚴(yán)格要求。

2.2 輕量化設(shè)計(jì)趨勢(shì)

• 傳統(tǒng)焊接鋼托盤向鋁合金壓鑄件轉(zhuǎn)換：重量減輕30%~40%，同時(shí)降低零件數(shù)量。

• 一體化成型：原本需多達(dá)40余件焊接部件，通過(guò)一體壓鑄整合為1~3件，提升強(qiáng)度并消除焊接缺陷。

• 中空肋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)減少材料用量，廣泛采用“框+肋+蜂窩”設(shè)計(jì)。

2.3 案例：某主機(jī)廠鋁合金一體式托盤開(kāi)發(fā)

該托盤長(zhǎng)達(dá)1.6米，采用超大型壓鑄機(jī)（≥4000T）一次成型，選用高韌性AlSi10MnMg系合金，其特點(diǎn)：

• 延展率 ≥ 10%

• 導(dǎo)熱率 ≥ 150 W/m·K

• 高氣密性（0.3MPa下30s氣密測(cè)試合格率達(dá)99.9%）

配合雙通道冷卻水道結(jié)構(gòu)，提升電池熱均勻性，有效控制包體溫差 ≤ 5℃。

三、電機(jī)殼體：高精度、高導(dǎo)熱性與電磁屏蔽兼容設(shè)計(jì)

3.1 電機(jī)殼體的壓鑄開(kāi)發(fā)要求

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)殼體提出以下要求：

• 高導(dǎo)熱性與熱穩(wěn)定性：快速傳導(dǎo)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，保護(hù)線圈與永磁體。

• 高尺寸精度與同軸度：需與轉(zhuǎn)子/定子及齒輪組精密配合，圓跳動(dòng)控制在0.05mm以內(nèi)。

• 電磁兼容性（EMC）要求：防止磁場(chǎng)干擾車內(nèi)控制信號(hào)。

• 高氣密性與耐腐蝕性：需防水、防塵并適應(yīng)鹽霧環(huán)境。

3.2 材料與設(shè)計(jì)優(yōu)化

• 材料選擇：推薦使用含銅增強(qiáng)型鋁合金（如AlSi8Cu3）或AlSi10Mg+微量鈦/鋯合金，導(dǎo)熱率較普通鋁合金提高約15%。

• 殼體散熱筋設(shè)計(jì)：外殼設(shè)計(jì)需帶散熱肋，提升散熱面積并防止局部過(guò)熱。

• EMC屏蔽層壓鑄集成：通過(guò)在殼體內(nèi)嵌EMI涂層或內(nèi)腔導(dǎo)電膜，提升屏蔽能力。

3.3 案例：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一體化殼體開(kāi)發(fā)實(shí)踐

某客戶采用壓鑄集成殼體，將電機(jī)與變速箱殼合并，原有12件結(jié)構(gòu)件壓縮至3件。加工基準(zhǔn)統(tǒng)一，顯著提升同軸度與尺寸一致性，配合內(nèi)置油冷循環(huán)通道，確保繞組溫升低于120℃，延長(zhǎng)壽命。

四、逆變器殼體：高熱通量條件下的導(dǎo)熱與密封設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

4.1 功能性描述

逆變器殼體需承載功率模塊（IGBT或SiC）、電感、電容等元器件，其對(duì)熱管理和電氣隔離的要求極高。

4.2 關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• 熱通量密度高：SiC器件功率密度提升，對(duì)散熱結(jié)構(gòu)提出更高要求。

• 殼體與散熱底板一體化壓鑄：避免拼裝熱阻，提升導(dǎo)熱效率。

• 復(fù)雜水冷通道集成設(shè)計(jì)：通過(guò)內(nèi)部冷卻流道或相變材料控制核心區(qū)域溫度。

4.3 導(dǎo)熱性鋁合金研究

鋁合金導(dǎo)熱性能比較（典型值）：

• 優(yōu)化合金流動(dòng)性和凝固控制，減少縮松氣孔，提高熱傳導(dǎo)路徑連續(xù)性。

• 采用真空壓鑄+定向冷卻模具設(shè)計(jì)，提升導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)完整性。

五、熱管理與結(jié)構(gòu)集成的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

5.1 熱管理結(jié)構(gòu)一體化

傳統(tǒng)的散熱片或水冷板為附加結(jié)構(gòu)，未來(lái)發(fā)展為功能結(jié)構(gòu)件壓鑄集成：

• 電池托盤+液冷結(jié)構(gòu)一體成型

• 電機(jī)殼體+油冷通道壓鑄成型

• 逆變器殼體+冷板結(jié)構(gòu)壓鑄集成

5.2 多功能壓鑄結(jié)構(gòu)件發(fā)展

結(jié)構(gòu)件將集成更多功能：

• 集成EMC屏蔽、密封結(jié)構(gòu)、安裝位基準(zhǔn)

• 搭載傳感器或冷媒管通道，形成“智能結(jié)構(gòu)件”

5.3 材料與表面處理的協(xié)同優(yōu)化

• 高導(dǎo)熱鋁合金將向定制合金方向發(fā)展

• 表面處理采用等離子涂層、陽(yáng)極硬化、導(dǎo)電涂層等應(yīng)對(duì)熱腐蝕和EMC要求

六、結(jié)語(yǔ)：系統(tǒng)性思維是壓鑄件開(kāi)發(fā)成功的核心

面向新能源汽車行業(yè)的壓鑄結(jié)構(gòu)件開(kāi)發(fā)，不再是簡(jiǎn)單的零件成型任務(wù)，而是設(shè)計(jì)-材料-工藝-驗(yàn)證高度融合的系統(tǒng)性工程。

從電池托盤到電驅(qū)殼體、逆變器殼體，每一處都需要：

• 輕量化設(shè)計(jì)+強(qiáng)度平衡

• 導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)+密封保護(hù)

• 功能集成+生產(chǎn)可行性

壓鑄廠商唯有構(gòu)建起跨專業(yè)的開(kāi)發(fā)能力體系，緊跟OEM客戶平臺(tái)化和模塊化開(kāi)發(fā)節(jié)奏，才能在新能源汽車新一輪發(fā)展浪潮中，真正占據(jù)核心供應(yīng)鏈地位。