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 и 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 чисто електрически превозни средства възлиза на 77% през 2020 г., като 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%