新能源汽车用紧固件：轻量化、耐腐蚀与高强度的三重挑战

一、新能源汽车紧固件的特殊应用工况

与传统燃油车相比，新能源汽车在结构与系统布局上呈现高度集成化、轻量化和高电压趋势，这也对紧固件提出了新挑战：

• 轻量化要求更高：动力电池、电驱系统对车重影响大，整车需从连接件层面减重。

• 电化学腐蚀更严重：高压电环境、电池冷却液、潮湿气候等因素易导致电偶腐蚀。

• 载荷频繁变化：电机启停频繁，对紧固件的疲劳强度和松动防控提出更高要求。

二、技术瓶颈与突破方向

1. 材料创新：兼顾强度与耐腐蚀性

目前，新能源汽车紧固件常采用高强度不锈钢（如304L、316L）与耐腐蚀合金钢（如10B21 + DACROMET处理），同时探索铝合金与钛合金等轻质金属替代钢材。

钛合金（Ti-6Al-4V）因其密度低（4.5g/cm³）、比强度高、抗氢脆性能优异，逐渐被用于电池模组和车身结构的关键连接点。但其成本与加工难度依然是产业化障碍。

2. 表面处理技术升级

电化学腐蚀是新能源汽车紧固件面临的主要失效风险，传统电镀锌容易产生氢脆和环境污染，正在逐步被以下技术替代：

• 达克罗（DACROMET）/Geomet涂层：无电镀、无氢脆、耐盐雾时间超过1000小时。

• 纳米陶瓷涂层：提升绝缘性与耐热性，适合电池系统区域。

• 黑色磷化处理：用于内饰与功能件，提升防锈性同时具备一定装饰性。

3. 结构设计与防松动技术创新

新能源汽车电机、变速箱、电控系统中的紧固件需具备强防松设计能力。技术趋势包括：

• 微锁紧螺纹设计（例如扭矩型锁紧螺母）：在高频振动下保持夹紧力；

• 多点预紧/双螺栓冗余结构：用于电池模组与整车副车架；

  
  

• 预涂胶螺栓（如Loctite 2046型）：工厂预设防松功能，提升装配效率。

三、装配工艺数字化与智能检测

随着新能源汽车整车装配工艺趋于自动化，紧固件的**扭矩-角度控制系统（TAC）**成为主流，能够对每个螺栓的夹紧过程进行闭环控制，确保预紧力的一致性。

先进企业引入数字化拧紧系统（如Atlas Copco Smart Tools），具备如下特点：

• 实时反馈扭矩值与拧紧角度；

• 异常数据追踪与云端记录；

• 可与MES系统联动，构建“零缺陷”拧紧环节。

此外，X射线数字成像检测（DR）与3D视觉自动检测系统也逐步应用于整车螺栓装配完成后的无损质检中，大幅提高检测效率与可靠性。

四、产业趋势与发展前瞻

在“碳达峰、碳中和”政策引导下，新能源汽车紧固件正朝着“轻质高强 + 耐腐蚀 + 数字化”的方向演进。未来行业发展重点包括：

• 推广轻量化紧固材料（钛、铝、镁合金）产业化；

• 建立面向电驱系统的行业标准与安全规范（目前标准缺失）；

• 拓展智能拧紧系统与数字质量追溯，服务于智能工厂和自动化产线；

• 开发可回收、高性能环保表面处理技术，推动绿色制造转型