Новини

Частина 2. Технологія: екструзія алюмінію + зварювання тертям із перемішуванням як основний напрям, лазерне зварювання та FDS або стати напрямком майбутнього

1. Порівняно з литтям під тиском і штампуванням, алюмінієві екструзії, що формують профілі, а потім зварювання є основною технологією акумуляторних ящиків.

1) Глибина креслення оболонки під акумуляторною батареєю, звареною штампованою алюмінієвою пластиною, недостатня вібрація та ударна міцність акумуляторної батареї та інші проблеми вимагають від автомобільних підприємств міцної інтегрованої конструкторської здатності кузова та шасі;

2) Литий алюмінієвий акумуляторний лоток у режимі лиття під тиском приймає все одноразове формування.Недоліком є ​​те, що алюмінієвий сплав схильний до недоливання, тріщин, холодної ізоляції, депресії, пористості та інших дефектів у процесі лиття.Ущільнювальна властивість виробу після лиття погана, а подовження литого алюмінієвого сплаву низьке, що схильне до деформації після зіткнення;

3) Акумуляторний лоток із екструдованого алюмінієвого сплаву є поточною основною схемою конструкції лотка для акумуляторів, завдяки зрощенню та обробці профілів для задоволення різних потреб, має переваги гнучкого дизайну, зручної обробки, легкої модифікації тощо;Ефективність Екструдований акумуляторний лоток із алюмінієвого сплаву має високу жорсткість, стійкість до вібрації, екструзії та удару.

2. Зокрема, процес екструзії алюмінію для формування акумуляторної коробки виглядає наступним чином:

Нижня пластина корпусу коробки формується за допомогою зварювання тертям з перемішуванням після того, як алюмінієвий стрижень екструдується, а нижня частина корпусу коробки формується шляхом зварювання з чотирма бічними пластинами.В даний час основний алюмінієвий профіль використовує звичайні 6063 або 6016, міцність на розрив в основному становить від 220 до 240 МПа, якщо використовувати більш міцний екструдований алюміній, міцність на розрив може досягати більше 400 МПа, порівняно зі звичайною коробкою алюмінієвого профілю, можна зменшити вагу на 20%~30%.

3. Технологія зварювання також постійно вдосконалюється, нинішнім основним напрямком є ​​зварювання тертям.

Через необхідність зрощення профілю технологія зварювання має великий вплив на площинність і точність акумуляторного ящика.Технологія зварювання акумуляторної коробки поділяється на традиційне зварювання (зварювання TIG, CMT), а тепер основне зварювання тертям (FSW), більш просунуте лазерне зварювання, технологію самозатягування болтів (FDS) і технологію склеювання.

Зварювання TIG відбувається під захистом інертного газу, використовуючи дугу, що утворюється між вольфрамовим електродом і зварювальним матеріалом, для нагрівання розплавленого основного металу та заповнення дроту, щоб утворити високоякісні зварні шви.Однак з еволюцією конструкції коробки розмір коробки стає більшим, структура профілю стає тоншою, а точність розмірів після зварювання покращується, зварювання TIG знаходиться в невигідному становищі.

CMT — це новий процес зварювання MIG/MAG, у якому використовується великий імпульсний струм для плавного протікання дуги зварювального дроту за рахунок поверхневого натягу матеріалу, сили тяжіння та механічного накачування, утворюючи безперервне зварювання з малим підведенням тепла, без бризок, стабільністю дуги та висока швидкість зварювання та інші переваги, можна використовувати для зварювання різноманітних матеріалів.Наприклад, конструкція коробки під блоком акумуляторів, що використовується моделями BYD і BAIC, здебільшого використовує технологію зварювання CMT.

4. Традиційне зварювання плавленням має такі проблеми, як деформація, пористість і низький коефіцієнт зварювального з’єднання, спричинені великим підведенням тепла.Тому широко використовується більш ефективна та екологічно чиста технологія зварювання тертям із перемішуванням із вищою якістю зварювання.

FSW базується на теплі, що утворюється тертям між обертовою змішувальною голкою та плечем вала та основним металом як джерелом тепла, через обертання змішувальної голки та осьову силу плеча вала для досягнення потоку пластифікації основний метал для отримання зварювального з'єднання.Зварювальне з’єднання FSW з високою міцністю та хорошою герметизацією широко використовується в галузі зварювання акумуляторних коробок.Наприклад, акумуляторна коробка багатьох моделей Geely і Xiaopeng використовує структуру двостороннього зварювання тертям.

Лазерне зварювання використовує лазерний промінь з високою щільністю енергії для опромінення поверхні зварюваного матеріалу для розплавлення матеріалу та утворення надійного з’єднання.Обладнання для лазерного зварювання не знайшло широкого застосування через високу вартість початкових інвестицій, тривалий період окупності та складність лазерного зварювання алюмінієвих сплавів.

5. Щоб зменшити вплив зварювальної деформації на точність розміру коробки, впроваджено технологію самозатягування болтів (FDS) і технологію склеювання, серед яких відомі підприємства WEBER у Німеччині та 3M у Сполучених Штатах.

Технологія з’єднання FDS – це різновид процесу холодного формування самонарізного гвинтового та болтового з’єднання через затягуючий вал центру обладнання для проведення високошвидкісного обертання двигуна, який підключається до тертя пластини та пластичної деформації.Він зазвичай використовується з роботами і має високий ступінь автоматизації.

У сфері виробництва акумуляторних блоків нової енергії цей процес в основному застосовується до коробки каркасної конструкції з процесом склеювання, щоб забезпечити достатню міцність з’єднання, реалізуючи ефективність герметизації коробки.Наприклад, акумуляторна батарея моделі автомобіля NIO використовує технологію FDS і була виготовлена ​​кількісно.Хоча технологія FDS має очевидні переваги, вона має і недоліки: високу вартість обладнання, високу вартість післязварювальних виступів і гвинтів тощо, умови експлуатації також обмежують її застосування.

Частина 3. Частка ринку: ринок блоків для батарей великий, зі швидким зростанням складових

Чисто електричні транспортні засоби продовжують збільшуватися в обсязі, а ринковий простір акумуляторних коробок для нових енерготранспортних засобів швидко розширюється.Базуючись на оцінках внутрішнього та глобального продажів нових транспортних засобів, що працюють на енергії, ми розраховуємо площу внутрішнього ринку акумуляторних коробок для нових транспортних засобів, що працюють на енергії, припускаючи середню вартість одиниці нових батарейних коробок:

Основні припущення:

1) Обсяг продажів автомобілів на новій енергії в Китаї в 2020 році становить 1,25 мільйона.Відповідно до середньострокового та довгострокового плану розвитку автомобільної промисловості, виданого трьома міністерствами та комісіями, розумно припустити, що обсяг продажів нових легкових транспортних засобів на енергії в Китаї в 2025 році досягне 6,34 мільйона, а закордонне виробництво нових енергетичних автомобілів досягне 8,07 млн.

2) Обсяг внутрішніх продажів чисто електричних транспортних засобів становить 77% у 2020 році, якщо припустити, що обсяг продажів становитиме 85% у 2025 році.

3) Проникність акумуляторної коробки з алюмінієвого сплаву та кронштейна підтримується на рівні 100%, а вартість одного велосипеда становить 3000 юанів.

Результати розрахунків: за оцінками, до 2025 року ринковий простір акумуляторних блоків для нових пасажирських автомобілів у Китаї та за кордоном становитиме приблизно 16,2 мільярда юанів та 24,2 мільярда юанів, а сукупний темп зростання з 2020 по 2025 рік становитиме 41,2% і 51,7%