EV ハブの製造プロセスを公開: 鍛造と鋳造、新エネルギー車の高トルク要件に最も適しているのはどちらでしょうか?

EV ハブの製造プロセスを公開: 鍛造と鋳造、新エネルギー車の高トルク要件に最も適しているのはどちらでしょうか?

EVのコア部品のうち、ハブは車体の重量を直接支え、駆動力を伝達します。その性能は、車両の航続距離、操縦性、安全性に直接影響します。特に、新エネルギー車の瞬間高トルク出力特性を前に、従来の鋳造ホイールハブの欠点が徐々に露呈する一方で、鍛造工程で製造されたEVハブは、その優れた性能により業界の主流になりつつあります。この記事では、鍛造と鋳造という2つのコア製造工程を深く分解し、材質、構造、性能などの面から比較分析し、どの工程のハブが新エネルギー車の高トルク要件により適しているかを説明します。

I. コアを理解する: EV ハブはなぜプロセス要件に関してそれほど厳しいのでしょうか?

新エネルギー車と従来の燃料車の主な違いにより、EV ハブはより高い性能基準を満たす必要があります。

高トルク衝撃：モーター始動時には瞬時に最大トルクを出力します。ハブは変形や破損を防ぐために、燃料車の数倍の瞬間的な負荷に耐える必要があります。

軽量化の要求：バネ下質量の重要な部分であるホイールハブの1kg軽減ごとに走行距離が約5～8km延長されるため、プロセスの材料利用率に対する要件は非常に高くなります。

安全性の冗長性：新エネルギー車のバッテリー重量の増加は車両の慣性力の増加につながります。ハブの耐衝撃性と耐疲労性は、運転安全性に直接関係しています。

放熱要件：モーター駆動システムからの熱はハブに容易に伝導します。高温による性能への影響を回避するため、ハブは製造工程全体を通して良好な放熱性能を確保する必要があります。

鋳造と鍛造の 2 つのプロセスは、分子構造、強度、重量などのハブの中核指標を根本的に決定し、それによって高トルク要求への適応性に影響を与えます。

II. 職人技対決：鍛造 vs. 鋳造、EVハブ製造における核心的な違い

1. 鋳造プロセス：伝統的な大量生産の選択肢であるが、高トルクのシナリオでは欠点がある

鋳造とは、溶けた金属を鋳型に流し込み、冷却して成形する工程です。かつては、従来の燃料自動車用ハブの製造に広く用いられていました。

プロセスの特徴: プロセスは比較的単純で、複雑な形状のハブを大量生産でき、製造コストが比較的低くなります。

構造欠陥：溶融金属が冷却すると、気孔、砂穴、引け巣などの内部欠陥が発生しやすくなります。分子構造は緩く、密度は比較的低くなります。

性能：引張強度は通常300～500MPa程度で、耐衝撃性が低い。新エネルギー車の瞬間的な高トルクに耐えられないため、ひび割れや変形が発生しやすく、安全上の危険も生じる。

軽量化の限界：強度を確保するために、鋳造ハブの壁厚を増やす必要があり、その結果、重量が比較的大きくなり、新エネルギー車の航続距離の向上にはつながりません。

2. 鍛造プロセス：高性能が優先され、高トルク要件に正確に適合

鍛造とは、金属の塊を高温高圧下で金型に押し出し、鍛造して成形する工程です。ハイエンドEVハブの中核となる製造方法です。

プロセスの特徴: 鍛造後、金属ビレットの分子構造は完全に圧縮され、粒子は微細化されて密集し、鋳造欠陥はありません。

構造上の利点: 一体鍛造、溶接継ぎ目なし、強力な構造的完全性、鋳造ハブよりも 15% ～ 20% 高い密度。

性能：引張強度は800～1200MPaに達し、鋳造ハブの2倍以上です。優れた耐衝撃性と耐疲労性を備え、新エネルギー車の瞬間的な高トルク衝撃にも容易に耐えることができます。

軽量化の飛躍的進歩：鍛造工程により、ハブの肉厚を大幅に低減しながらも高い強度を確保。同仕様の鋳造ハブと比較して20～30%の軽量化を実現し、バネ下重量を大幅に軽減することで、バッテリー寿命とハンドリング性能を向上させます。

iii. 実用検証：なぜ鍛造EVハブが高トルク車の標準装備になったのか？

1. 高トルクシーン適応：瞬間的な衝撃にも強い

新エネルギー車が加速すると、モーターが瞬間的に出力する高トルクがハブに直接伝達されます。鍛造EVハブは、緻密な分子構造と高い引張強度により、トルク負荷を素早く分散し、局所的な応力集中を防止します。例えば、ある新エネルギーSUVに鍛造ハブを装着した後、0～100km/h加速（ピークトルク350N・m）時のハブの変形量は鋳造ハブの3分の1に抑えられ、長期使用による割れのリスクもありません。

2. 軽量 + バッテリー寿命の両立：パフォーマンスと効率のバランス

EV ハブの軽量化の利点を活かすことは、新エネルギー車の航続距離の増加に直接つながります。データによると、鍛造ハブは鋳造ハブよりも 8 ～ 12 キログラム軽いため、新エネルギー車の航続距離を 40 ～ 96 キロメートル延ばすことができると同時に、モーターの負荷を軽減してエネルギー消費を削減できます。長距離を追求する純電気自動車モデルにとって、鍛造技術は「高性能＋長距離」を実現するための鍵となります。

3. 複雑な作業条件への適応性：安全性能が最大化されます

凹凸のある路面や急ブレーキといった複雑な状況下において、鍛造EVハブの耐衝撃性能は特に優れています。試験の結果、鍛造ハブは自重の2.5倍の衝撃荷重に耐えられるのに対し、鋳造ハブは同じ荷重でエッジ割れが発生しやすいことが分かりました。この特性により、鍛造EVハブは、新エネルギー商用車や高性能スポーツカーなど、安全性が極めて高いモデルに最適な選択肢となっています。

業界動向：EVハブ開発の主流は鍛造技術へ

新エネルギー車が高出力、長距離、インテリジェント化に向けて発展するにつれて、ハブに対する市場の性能要件は継続的に向上し、鍛造プロセスの普及率は急速に増加しています。

自動車メーカーのレイアウト: テスラ、BYD、NIO などの大手自動車メーカーは、中高級モデルの標準機能として鍛造ハブを採用し、カスタマイズされた鍛造ホイールのオプションも発売しました。

技術の向上：精密鍛造やニアネットシェイプ成形などの技術の応用により、鍛造EVハブの製造コストがさらに削減され、中級モデルへの普及が促進されました。

材料の革新：アルミニウム合金、炭素繊維複合材料などと鍛造技術の組み合わせにより、EVハブは強度と軽量性のさらなる飛躍を実現しました。

消費者にとって、鍛造ハブを搭載した新エネルギー車を選択することは、より信頼性の高い高トルク出力、より長い航続距離、そしてより安全な運転保証を意味します。自動車メーカーにとって、鍛造工程の採用は製品競争力を高めるための中核的な手段となります。

V. 購入ガイド: 偽造 EV ハブを識別し、選択の落とし穴を回避するにはどうすればよいでしょうか?

1. 工程マーキングの確認：鍛造特性を確認する

「鋳造+溶接」による偽造鍛造ハブの購入を避けるために、「一体鍛造」や「型鍛造成形」などの情報を明記した鍛造プロセスレポートを販売者に提供するよう依頼してください。

ハブの外観を観察してください。鍛造ハブの表面には鋳巣やバリがなく、ラインは滑らかです。ハブの裏側には鍛造痕がはっきりと見えます。

2. コアパラメータの確認: パフォーマンス指標に注目する

材質：強度と軽量性のバランスが取れた6061-T6や7075-T6などの高強度アルミニウム合金鍛造ハブを選択することをお勧めします。

強度データ: 引張強度 ≥ 800MPa、降伏強度 ≥ 500MPa、高トルク要件への準拠を保証します。

重量: 同じサイズの場合、鍛造ハブは鋳造ハブよりも 20% 以上軽く、重量比較によって確認できます。

3. ブランドの資格を認識する：正規のメーカーを選択する

自動車用鍛造部品に特化したメーカーを優先的に選びましょう。彼らの製造工程は成熟しており、品質もより保証されています。

製品認証の確認: ハブが自動車業界の ISO9001 などの品質システム認証に合格し、関連する国家規格に準拠していることを確認します。

まとめ

新エネルギー車の高トルク特性は、EVハブの性能に前例のない課題をもたらしています。構造欠陥、強度不足などの欠点により、鋳造プロセスではハイエンドの新エネルギー車の要求を満たすことができませんでした。緻密な分子構造、超高強度、軽量といった中核的な利点を持つ鍛造プロセスは、高トルク要求を満たす最適なソリューションとなっています。

自動車メーカーの技術向上であれ、消費者の購買決定であれ、鍛造EVハブは新エネルギー車の性能と安全性を向上させるための重要な選択肢となっています。鍛造技術の継続的な成熟とコスト最適化により、今後さらに多くの新エネルギー車モデルに鍛造ハブが搭載され、業界を高性能、高効率、そしてより安全な方向へと推進していくでしょう。