王洪兵
天津富士达自行车工业有限公司 300301
摘要：随着共享电动车越来越快的发展普及，结合实用情景和功能要求方面的应用情况，对共享电动车材料的发展及应用做了一份分析，分析了镁合金、铝合金、聚碳酸酯（PC）、尼龙(PA)、聚碳酸酯和丙烯腈（PC/ABS）、聚丙烯（PP）的特性和在共享电动车的使用。
关键词：共享、电动车，特点，材料，应用
1 引言
伴随着共享电动车越来越快的发展普及，也越来越受到各方的关注，分析研究了共享电动车的使用场景，对共享电动车的三大特点1、防盗，2、防腐蚀老化，3、防水做了关于材料和结构方面的深入研究。防盗就要求具有高强度，更好的柔韧性，防腐蚀老化就要求更强的漆膜耐冲击强度，更高的UV紫外线老化，防水就要求密封性更好，有的是胶封，有的防水垫，有的是紧密精细配合，下面主要针对共享电动车的材料发展和应用为主题做一个分析。
1铝合金
铝合金具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良等特点。在共享电动车领域应用最为广泛，因为其 优异的焊接和成型性能，所以广泛应用于复杂的焊接车架，异型车把、把立、鞍管，压铸成型的闸把，小件，挤压型材的异型管，电池筒，滑道等。
2镁合金
镁合金性能有：（1）重量轻:镁合金的比强度要高于铝合金和钢/铁、但略低于比强度最高的纤维增强塑料；其比刚度与铝合金和钢/铁相当，但却远远高于纤维增强塑料。比强度(强度/密度之比值)、比耐力(耐力/密度之比值)则比铝、铁都要高。在实用金属结构材料中其比重最小(密度为铝的2/3，钢的1/4)。这一特性对于现代社会的手提类产品减轻重量、车辆减少能耗以及兵器装备的轻量化具有非常重要的意义。（2）高的阻尼和吸震、减震性能:镁合金具有极好的吸收能量的能力，可吸收震动和噪音，保证设备能安静工作。（3）良好的抗冲击和抗压缩能力:其抗冲击能力是塑料的20倍；当镁合金铸件受到冲击时，在其表面产生的疤痕比铁和铝都要小的多。（4）良好的铸造性能:在保持良好的部件结构条件下，镁合金铸造制品的壁厚可以小于0.6 mm，这是塑胶制品在相同强度条件下无法达到的，就是铝合金制品也只能在1.2～1.5 mm范围内才可与镁制品相媲美。（（5）尺寸稳定性:在100℃以下，镁合金可以长时间保持其尺寸的稳定性。（6）铸模生产率高:与铝合金相比，镁合金的单位热含量更低，这意味着它可在模具内能更快速地凝固。一般地，镁合金的生产率比铝压铸高出40%～50%，最高可达压铸铝的2倍。（7）良好的机械加工性能。（8）良好的耐蚀性。（9）高散热性。（10）低热容量。（11）再生性好。另外，镁合金还具有抗疲劳性、无毒性、无磁性和较低的裂纹倾向性、不易破裂性等特点，可适合于某些特定领域。
镁合金在滴滴H2这款电动车上有了广泛的应用前轮轮毂，后轮轮毂，虽然开模具花费时间和金钱，但是为了让这款锂电共享达到更轻的重量和强度，采用了多筋细筋设计，截型设计更薄采用加强筋结构，成本和重量都下降，磨具费用稍高，车轮&轮胎组合径向冲击实验轮组固定在试验机测试位置，以30KG的重物(重物直径30cm)在500mm的高度自由落体，冲击两幅条的中间位置，无破裂现象。电池盒和电池仓也采用了镁合金材质比强度更高，质量更轻，这是我们对于镁合金材料的新的尝试，做了大量的前期安全和结构论证，最终采用了厚度不等壁结构，让重量相对更轻，在承重部位和易磕碰破坏部位加厚2.5毫米，在不受力和隐藏部位做薄只有0.8毫米，这样就降低了重量和运维难度。
因为镁合金相对铝合金加工过程中更易燃易爆，因为浇筑成型之后需要加工打磨，会产生大量镁合金粉尘，粉尘的爆炸威力和破坏性都比较大，所以我们做了很多前期工作，后来样品也做了大量的实验，证明安全符合要求才进行批量产品生产，而且为了美观与整车造型协调一致，电池整体采用了菱形结构，这对电池内部电路板的设计和pack组装都提出了一定的挑战，因为要保证共享单车的电池容量，所以电芯排列和电路板也单独进行了设计。
3聚丙烯（PP）
聚丙烯PP，是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质。是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能
虽然聚丙烯（PP）高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能优良，但是用在共享电动车领域还需要更强的强度和耐磨性能和阻燃性能，PP1010G是具有中等流动性的改性聚丙烯塑料，含10%玻纤增强。我们就采用了这种改性材料，在共享电动车领域应用于车把前后塑壳，泥板、车筐、手机支架以及其他受力较大壳体。这种材质耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能更好，特别加强了柔韧性。落锤重量2Kg，锤头直经22mm落下高度700mm±1试验温度为常温23℃±2℃，不能有破裂，完全能满足条件。而且这种材料加入色母后颜色还原度高，能达到产品一致性和颜色色相要求。
4聚碳酸酯（PC）
聚碳酸酯PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600~900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130°C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。这种材料韧性强度非常高，而且是无色透明的，我们把它应用于仪表盘，链罩以及一些壳体等部位，耐冲击，能让消费者更直观的看到一些隐藏机械结构的美感。
5尼龙(PA)
尼龙(PA)性能强韧，但是用在共享电动车上还不能满足苛刻的实验条件，我们实验是模拟骑行两年，每天摔一次，条件是在车子垂直状态下摔730次。在PA中 加入30% 的玻璃纤维，PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，强度是未增强的2.5 倍。玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。，在共享电动车领域应用于电机齿轮，电机保护盒以及其他受冲击较大壳体。
6 PC+ABS
PC/ABS，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯（Polycarbonate）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）合并而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线（UV）等性质，颜色是无透明颗粒。在共享电动车领域应用于链罩、中控盒、电池盒以及其他对外观要求较高零部件上，颜色还原度更高，色相更饱满，不易掉色，我们做抗紫外线（UV）实验500小时以上无明显色差。
参考文献：
杨绍利主编．冶金概论：冶金工业出版社张悦，李强，王伟主编；韩立，台立钢，苑泽伟参编．机械制造技术基础：,国防工业出版社