近日,北京理工大学重庆创新中心(以下简称"重庆创新中心")传来好消息。该中心参与建设的国际联合实验室,在轻量化技术领域取得重要突破。通过运用自主研发的钢制电池包"设计-仿真-制造"全流程技术,成功研发出含铌钢制电池包,实现了整包减重11.3%,生产成本降低78.3元。

该国际联合实验室由重庆创新中心、巴西矿冶公司(CBMM)、中信金属股份有限公司和中国汽车工程研究院股份有限公司共同发起成立。实验室下设"铌微合金化汽车钢应用技术国际联合实验室"和"铌微合金化汽车钢研究国际联合实验室"两大机构。

四方合作围绕高性能铌微合金化材料展开研发,重点攻克其在汽车制造领域的应用技术难题,致力于打造具有全球影响力的科研与产业应用平台。重庆创新中心作为关键技术研发承担单位,在数智化材料建模系统MatFavor的支持下,深入研究含铌高强钢的性能特性和应用场景。

去年以来,实验室已开展含铌高强钢应用研究、电动乘用车含铌钢制电池包开发等4项合作项目。这些项目成功探索了含铌高强钢的实际应用场景,并最终形成钢制电池包轻量化全套技术解决方案。

铌是一种重要的战略性新兴稀有金属,被誉为"合金贵族"。铌微合金是在普通碳素钢中添加微量铌元素制成的高强度材料,其硬度、强度和韧性均显著提升,同时具备优异的耐高温和耐腐蚀性能。这种材料已被广泛应用于汽车制造、油气输送管道及航空航天等领域。

作为全球最大的新能源汽车市场,我国在实现"双碳"战略目标的过程中,亟需突破电池包轻量化技术瓶颈。钢制电池包因成本可控、强度高、低碳排放和耐火性强等特点,在中低端车型中展现出明显优势。但结构轻量化能力不足仍是制约其大规模应用的关键问题。

如何在重量、成形性和性能之间找到最佳平衡点,是实现钢制电池包轻量化的关键。重庆创新中心针对电动乘用车电池包的轻量化需求,创新性地构建了"设计-仿真-制造"全流程技术体系。借助自主开发的MatFavor系统,建立了高精度材料模型,并完成了约束模态、动态疲劳、侧向挤压及机械冲击等典型工况下的性能评估和方案优化。

同时,通过含铌高强钢的应用提升材料成形性能,结合料厚优化、截面设计与辊压成形工艺改进,最终成功试制出铌微合金化钢制电池包样件。这一成果不仅实现了整包减重11.3%和成本降低78.3元的目标,更使各项性能指标达到国家标准要求,为铌微合金化高强钢在新能源汽车电池结构中的大规模应用提供了重要参考。

作为全球铌产业的领军企业,巴西矿冶公司(CBMM)为实验室建设和技术攻关提供了充足的资金支持。同时,积极推动实验室开展国际国内技术交流与资源共享,促进产业链上下游协同创新,加速含铌高强钢在新能源汽车领域的全球化应用。