Новини

Част 2. Технология: екструдиране на алуминий + заваряване чрез триене и разбъркване като основно, лазерно заваряване и FDS или да се превърне в бъдеща посока

1. В сравнение с леенето под налягане и щамповането, алуминиевото екструдиране на профили и след това заваряването е основната технология на кутиите за батерии в момента.

1) Дълбочината на изтегляне на черупката под батерията, заварена от щампованата алуминиева плоча, недостатъчната вибрация и якост на удар на батерията и други проблеми изискват автомобилните предприятия да имат силна интегрирана способност за проектиране на тялото и шасито;

2) Леяната алуминиева тава за батерии в режим на леене под налягане приема цялото еднократно формоване. Недостатъкът е, че алуминиевата сплав е склонна към подливане, пукнатини, студена изолация, депресия, порьозност и други дефекти в процеса на леене. Свойството на уплътняване на продукта след отливане е лошо и удължението на лятата алуминиева сплав е ниско, което е склонно към деформация след сблъсък;

3) Екструдирана тава за батерии от алуминиева сплав е текущата основна схема за проектиране на тави за батерии, чрез снаждане и обработка на профили, за да отговори на различни нужди, има предимствата на гъвкав дизайн, удобна обработка, лесна за модифициране и т.н.; Производителност Батерийната кутия от екструдирана алуминиева сплав има висока твърдост, устойчивост на вибрации, екструзия и удар.

2. По-конкретно, процесът на екструдиране на алуминий за формиране на кутия за батерии е както следва:

Долната плоча на тялото на кутията е оформена чрез заваряване чрез триене с разбъркване, след като алуминиевата щанга е екструдирана, а долната плоча на тялото на кутията е оформена чрез заваряване с четири странични плочи. В момента основният алуминиев профил използва обикновен 6063 или 6016, якостта на опън е основно между 220 ~ 240MPa, ако се използва екструдиран алуминий с по-висока якост, якостта на опън може да достигне повече от 400MPa, в сравнение с обикновената алуминиева профилна кутия може да намали теглото с 20%~30%.

3. Технологията за заваряване също непрекъснато се надгражда, текущата основна тенденция е заваряване чрез триене

Поради необходимостта от снаждане на профила, технологията на заваряване оказва голямо влияние върху плоскостта и точността на кутията на батерията. Технологията за заваряване на кутии за батерии е разделена на традиционно заваряване (TIG заваряване, CMT), а сега основното заваряване с триене (FSW), по-модерно лазерно заваряване, технология за самозатягане на болтове (FDS) и технология за свързване.

TIG заваряването е под защитата на инертен газ, като се използва дъгата, генерирана между волфрамовия електрод и заваръчния материал, за да се нагрее стопен основен метал и запълваща тел, така че да се образуват висококачествени заварки. Въпреки това, с развитието на структурата на кутията, размерът на кутията става по-голям, профилната структура става по-тънка и точността на размерите след заваряване се подобрява, TIG заваряването е в неизгодно положение.

CMT е нов MIG/MAG заваръчен процес, използващ голям импулсен ток, за да направи дъгата на заваръчната тел гладка, чрез повърхностното напрежение на материала, гравитацията и механичното изпомпване, образувайки непрекъснат заваръчен шев, с малко входяща топлина, без пръски, стабилност на дъгата и бърза скорост на заваряване и други предимства, могат да се използват за заваряване на различни материали. Например, структурата на кутията под пакета на батериите, използвана от моделите BYD и BAIC, използва най-вече CMT технология за заваряване.

4. Традиционното заваряване чрез стопяване има проблеми като деформация, порьозност и нисък коефициент на заваръчно съединение, причинени от голямо входяща топлина. Поради това широко се използва по-ефективна и екологична технология за заваряване чрез триене и разбъркване с по-високо качество на заваряване.

FSW се основава на топлината, генерирана от триенето между въртящата се смесителна игла и рамото на вала и основния метал като източник на топлина, чрез въртенето на смесителната игла и аксиалната сила на рамото на вала, за да се постигне потокът на пластификация на неблагороден метал за получаване на заваръчната връзка. FSW заваръчна връзка с висока якост и добро уплътняване се използва широко в областта на заваряването на кутии за батерии. Например кутията за батерии на много модели на Geely и Xiaopeng приема двустранна структура за заваряване чрез триене.

Лазерното заваряване използва лазерен лъч с висока енергийна плътност за облъчване на повърхността на материала, който ще бъде заварен, за да разтопи материала и да образува надеждна връзка. Оборудването за лазерно заваряване не се използва широко поради високата цена на първоначалната инвестиция, дългия период на възвръщаемост и трудността на лазерното заваряване на алуминиева сплав.

5. За да се облекчи влиянието на заваръчната деформация върху точността на размера на кутията, се въвежда технология за самозатягане на болтове (FDS) и технология за свързване, сред които добре известни предприятия са WEBER в Германия и 3M в Съединените щати.

Технологията за свързване FDS е вид процес на студено формоване на самонарезни винтове и болтове чрез затягащ вал на центъра на оборудването за провеждане на високоскоростно въртене на двигателя, който трябва да бъде свързан към топлината на триене на плочата и пластичната деформация. Обикновено се използва с роботи и има висока степен на автоматизация.

В областта на производството на нови енергийни батерийни пакети, процесът се прилага главно към кутията на рамковата конструкция, с процес на свързване, за да се осигури достатъчна здравина на връзката, като същевременно се реализира уплътнителната производителност на кутията. Например кутията на батерията на автомобилен модел на NIO използва FDS технология и е произведена количествено. Въпреки че технологията FDS има очевидни предимства, тя има и недостатъци: висока цена на оборудването, висока цена на издатини и винтове след заваряване и т.н., както и условията на работа също ограничават нейното приложение.

Част 3. Пазарен дял: пазарното пространство на кутии за батерии е голямо, с бърз растеж на съединенията

Чисто електрическите превозни средства продължават да нарастват в обем, а пазарното пространство на батерийни кутии за нови енергийни превозни средства бързо се разширява. Въз основа на прогнозите за вътрешни и глобални продажби на нови енергийни превозни средства, ние изчисляваме вътрешното пазарно пространство на новите енергийни батерийни кутии за превозни средства, като приемаме средната единица стойност на новите енергийни батерийни кутии:

Основни допускания:

1) Обемът на продажбите на превозни средства с нова енергия в Китай през 2020 г. е 1,25 милиона. Според средносрочния и дългосрочен план за развитие на автомобилната индустрия, издаден от трите министерства и комисии, разумно е да се предположи, че обемът на продажбите на нови енергийни пътнически превозни средства в Китай през 2025 г. ще достигне 6,34 милиона, а задграничното производство на нови енергийните превозни средства ще достигнат 8,07 милиона.

2) Обемът на вътрешните продажби на изцяло електрически превозни средства възлиза на 77% през 2020 г., ако се приеме, че обемът на продажбите ще възлиза на 85% през 2025 г.

3) Пропускливостта на кутията и скобата на батерията от алуминиева сплав се поддържа на 100%, а стойността на един велосипед е 3000 RMB.

Резултати от изчислението: изчислено е, че до 2025 г. пазарното пространство на батерийни кутии за нови енергийни пътнически превозни средства в Китай и в чужбина ще бъде около 16,2 милиарда RMB и 24,2 милиарда RMB, а общият темп на растеж от 2020 до 2025 г. ще бъде 41,2% и 51,7%