Часть 2. Технология: экструзия алюминия + сварка трением с перемешиванием как основное направление, лазерная сварка и FDS или станут будущим направлением.
1. По сравнению с литьем под давлением и штамповкой, экструзия алюминия, формирующая профили, а затем сварка, в настоящее время является основной технологией изготовления аккумуляторных ящиков.
1) Глубина вытяжки корпуса под аккумуляторным блоком, сваренная штампованной алюминиевой пластиной, недостаточная вибрационная и ударная прочность аккумуляторного блока и другие проблемы требуют от автомобильных предприятий наличия сильных интегрированных проектных возможностей кузова и шасси;
2) Литой алюминиевый аккумуляторный лоток в режиме литья под давлением полностью отливается единовременно.Недостатком является то, что алюминиевый сплав склонен к подплавке, трещинам, хладоизоляции, депрессии, пористости и другим дефектам в процессе литья.Герметизирующие свойства изделия после литья плохие, а удлинение литого алюминиевого сплава низкое, что склонно к деформации после столкновения;
3) Батарейный лоток из экструдированного алюминиевого сплава представляет собой современную схему конструкции аккумуляторного лотка, благодаря сращиванию и обработке профилей для удовлетворения различных потребностей, имеет такие преимущества, как гибкий дизайн, удобная обработка, простота модификации и так далее;Эксплуатационные характеристики Батарейный отсек из экструдированного алюминиевого сплава обладает высокой жесткостью, устойчивостью к вибрации, экструзией и ударопрочностью.
2. В частности, процесс экструзии алюминия для изготовления аккумуляторного ящика выглядит следующим образом:
Нижняя пластина корпуса коробки формируется сваркой трением с перемешиванием после экструзии алюминиевого стержня, а нижняя пластина корпуса коробки формируется сваркой с четырьмя боковыми пластинами.В настоящее время в основном алюминиевом профиле используется обычный 6063 или 6016, прочность на растяжение в основном составляет 220 ~ 240 МПа, если использовать более прочный экструдированный алюминий, прочность на растяжение может достигать более 400 МПа, по сравнению с обычным алюминиевым профилем, что позволяет снизить вес на 20%~30%.
3. Технология сварки также постоянно совершенствуется, в настоящее время основным направлением является сварка трением с перемешиванием.
Из-за необходимости сращивания профиля технология сварки оказывает большое влияние на плоскостность и точность аккумуляторного ящика.Технология сварки аккумуляторного ящика делится на традиционную сварку (сварка TIG, CMT), а теперь и обычную сварку трением (FSW), более совершенную лазерную сварку, технологию самозатягивания болтов (FDS) и технологию склеивания.
Сварка TIG осуществляется под защитой инертного газа: дуга, генерируемая между вольфрамовым электродом и свариваемой деталью, используется для нагрева расплава основного металла и заполняющей проволоки, что позволяет получить высококачественные сварные швы.Однако с развитием коробчатой конструкции размер коробки становится больше, профильная конструкция становится тоньше, а точность размеров после сварки улучшается, сварка TIG оказывается в невыгодном положении.
CMT — это новый процесс сварки MIG/MAG, использующий большой импульсный ток для плавной дуги сварочной проволоки за счет поверхностного натяжения материала, силы тяжести и механической накачки, образуя непрерывный сварной шов с небольшим подводом тепла, без брызг, стабильностью дуги и быстрая скорость сварки и другие преимущества могут использоваться для сварки различных материалов.Например, коробчатая конструкция под аккумуляторным блоком, используемая в моделях BYD и BAIC, в основном использует технологию сварки CMT.
4. Традиционная сварка плавлением имеет такие проблемы, как деформация, пористость и низкий коэффициент сварного соединения, вызванные большим подводом тепла.Поэтому широко используется более эффективная и экологичная технология сварки трением с перемешиванием с более высоким качеством сварки.
FSW основан на тепле, вырабатываемом в результате трения между вращающейся смесительной иглой и плечом вала и основным металлом в качестве источника тепла, за счет вращения смесительной иглы и осевой силы плеча вала для достижения потока пластификации основной металл для получения сварочного соединения.Сварное соединение FSW, обладающее высокой прочностью и хорошими герметизирующими характеристиками, широко используется в области сварки аккумуляторных ящиков.Например, в аккумуляторном отсеке многих моделей Geely и Xiaopeng используется конструкция двусторонней сварки трением с перемешиванием.
В лазерной сварке используется лазерный луч с высокой плотностью энергии, который облучает поверхность свариваемого материала, расплавляя его и образуя надежное соединение.Оборудование для лазерной сварки не получило широкого распространения из-за высокой стоимости первоначальных инвестиций, длительного периода окупаемости и сложности лазерной сварки алюминиевых сплавов.
5. Для смягчения влияния сварочной деформации на точность размеров коробки внедрена технология самозатягивания болтов (FDS) и технология склеивания, среди которых известные предприятия WEBER в Германии и 3M в США.
Технология соединения FDS представляет собой своего рода процесс холодной формовки соединения саморезов и болтов посредством затягивания вала оборудования центра для проведения высокоскоростного вращения двигателя, который должен быть соединен с теплом трения пластины и пластической деформацией.Обычно используется с роботами и имеет высокую степень автоматизации.
В области производства аккумуляторных блоков новой энергии этот процесс в основном применяется к коробке рамной конструкции с процессом склеивания, чтобы обеспечить достаточную прочность соединения при одновременном обеспечении герметичности коробки.Например, корпус аккумуляторной батареи модели автомобиля NIO использует технологию FDS и производится количественно.Хотя технология FDS имеет очевидные преимущества, она имеет и недостатки: высокая стоимость оборудования, высокая стоимость послесварочных выступов и винтов и т. д., а условия эксплуатации также ограничивают ее применение.
Часть 3. Доля рынка: рыночное пространство аккумуляторных блоков огромно, с быстрым совокупным ростом.
Объемы чистых электромобилей продолжают увеличиваться, а рыночное пространство аккумуляторных блоков для транспортных средств на новых источниках энергии быстро расширяется.Основываясь на оценках продаж автомобилей на новых источниках энергии на внутреннем и мировом рынке, мы рассчитываем внутреннее рыночное пространство аккумуляторных блоков для новых энергетических транспортных средств, предполагая среднюю стоимость единицы аккумуляторных блоков для новых энергетических автомобилей:
Основные предположения:
1) Объем продаж автомобилей на новых источниках энергии в Китае в 2020 году составляет 1,25 миллиона.Согласно Среднесрочному и долгосрочному плану развития автомобильной промышленности, опубликованному тремя министерствами и комиссиями, разумно предположить, что объем продаж легковых автомобилей на новых источниках энергии в Китае в 2025 году достигнет 6,34 миллиона, а производство новых автомобилей за рубежом количество энергетических транспортных средств достигнет 8,07 миллиона.
2) Объем продаж электромобилей на внутреннем рынке составит 77% в 2020 году, при условии, что в 2025 году объем продаж составит 85%.
3) Проницаемость аккумуляторного ящика и кронштейна из алюминиевого сплава поддерживается на уровне 100%, а стоимость одного велосипеда составляет 3000 юаней.
Результаты расчетов: по оценкам, к 2025 году рыночная площадь аккумуляторных ящиков для пассажирских автомобилей на новых источниках энергии в Китае и за рубежом составит около 16,2 млрд юаней и 24,2 млрд юаней, а совокупный темп роста с 2020 по 2025 год составит 41,2% и 51,7%
Время публикации: 16 мая 2022 г.
