Novas

Parte 2. Tecnoloxía: extrusión de aluminio + soldadura por fricción como corrente principal, soldadura con láser e FDS ou converterse na dirección futura

1. En comparación coa fundición e estampación, os perfís de extrusión de aluminio e, a continuación, a soldadura é a tecnoloxía principal das caixas de batería na actualidade.

1) A profundidade de debuxo da carcasa debaixo da batería soldada pola placa de aluminio de estampación, a insuficiente forza de vibración e impacto da batería e outros problemas requiren que as empresas de automóbiles teñan unha forte capacidade de deseño integrado do corpo e do chasis;

2) A bandexa de batería de aluminio de fundición en modo de fundición a presión adopta todo o molde único.A desvantaxe é que a aliaxe de aluminio é propensa a subcasting, gretas, illamento en frío, depresión, porosidade e outros defectos no proceso de fundición.A propiedade de selado do produto despois da fundición é pobre e o alongamento da aliaxe de aluminio fundido é baixo, o que é propenso a deformarse despois da colisión;

3) A bandexa de batería de aliaxe de aluminio extrusionado é o esquema actual de deseño de bandexa de batería principal, a través do empalme e procesamento de perfís para satisfacer diferentes necesidades, ten as vantaxes dun deseño flexible, procesamento cómodo, fácil de modificar, etc.Rendemento A bandexa de batería de aliaxe de aluminio extrusionado ten un alto rendemento de rixidez, resistencia á vibración, extrusión e impacto.

2. En concreto, o proceso de extrusión de aluminio para formar a caixa de batería é o seguinte:

A placa inferior do corpo da caixa fórmase mediante soldadura por fricción tras a extrusión da barra de aluminio, e o corpo inferior da caixa fórmase soldando con catro placas laterais.Actualmente, o perfil de aluminio convencional usa 6063 ou 6016 ordinario, a resistencia á tracción é basicamente entre 220 ~ 240MPa, se o uso de aluminio extruído de maior resistencia, a resistencia á tracción pode chegar a máis de 400MPa, en comparación coa caixa de perfil de aluminio normal pode reducir o peso en 20% ~ 30%.

3. A tecnoloxía de soldadura tamén se está a actualizar continuamente, a corrente principal actual é a soldadura por fricción

Debido á necesidade de empalmar o perfil, a tecnoloxía de soldadura ten un gran impacto na planitude e precisión da caixa da batería.A tecnoloxía de soldadura de caixas de batería divídese en soldadura tradicional (soldadura TIG, CMT) e agora a soldadura por fricción (FSW), soldadura con láser máis avanzada, tecnoloxía de autoaperte de parafusos (FDS) e tecnoloxía de unión.

A soldadura TIG está baixo a protección de gas inerte, utilizando o arco xerado entre o electrodo de tungsteno e a soldadura para quentar o metal base e recheo de fío, para formar soldaduras de alta calidade.Non obstante, coa evolución da estrutura da caixa, o tamaño da caixa faise máis grande, a estrutura do perfil faise máis delgada e a precisión dimensional despois da soldadura é mellorada, a soldadura TIG está en desvantaxe.

CMT é un novo proceso de soldadura MIG/MAG, que utiliza unha gran corrente de pulso para facer que o fío de soldadura arco suavemente, a través da tensión superficial do material, a gravidade e o bombeo mecánico, formando unha soldadura continua, con pequena entrada de calor, sen salpicaduras, estabilidade do arco e velocidade de soldeo rápida e outras vantaxes, pódese usar para unha variedade de materiais de soldadura.Por exemplo, a estrutura da caixa baixo o paquete de batería utilizado polos modelos BYD e BAIC adopta principalmente a tecnoloxía de soldadura CMT.

4. A soldadura por fusión tradicional ten problemas como a deformación, a porosidade e o baixo coeficiente de unión de soldadura causado pola gran entrada de calor.Polo tanto, utilizouse amplamente unha tecnoloxía de soldadura por fricción máis eficiente e verde con maior calidade de soldadura.

FSW baséase na calor xerada pola fricción entre a agulla de mestura rotativa e o ombreiro do eixe e o metal base como fonte de calor, a través da rotación da agulla de mestura e a forza axial do ombreiro do eixe para lograr o fluxo de plastificación do metal base para obter a unión de soldadura.A xunta de soldadura FSW con alta resistencia e bo rendemento de selado é amplamente utilizada no campo da soldadura de caixas de batería.Por exemplo, a caixa de batería de moitos modelos de Geely e Xiaopeng adopta unha estrutura de soldadura por fricción de dobre cara.

A soldadura con láser usa un raio láser con alta densidade de enerxía para irradiar a superficie do material a soldar para fundir o material e formar unha unión fiable.Os equipos de soldadura con láser non foron amplamente utilizados debido ao alto custo do investimento inicial, o longo período de retorno e a dificultade da soldadura con láser de aliaxe de aluminio.

5. Para aliviar o impacto da deformación da soldadura na precisión do tamaño da caixa, introdúcense a tecnoloxía de autoaperte dos parafusos (FDS) e a tecnoloxía de unión, entre as que destacan empresas coñecidas WEBER en Alemaña e 3M nos Estados Unidos.

A tecnoloxía de conexión FDS é unha especie de proceso de formación en frío de conexión de parafuso e parafuso autorroscante a través do eixe de aperte do centro do equipo para realizar a rotación de alta velocidade do motor que se conectará á calor de fricción da placa e á deformación plástica.Adoita utilizarse con robots e ten un alto grao de automatización.

No campo da fabricación de novas baterías de enerxía, o proceso aplícase principalmente á caixa de estrutura do cadro, con proceso de unión, para garantir a forza de conexión suficiente mentres se realiza o rendemento de selado da caixa.Por exemplo, a caixa da batería dun modelo de coche de NIO utiliza tecnoloxía FDS e produciuse cuantitativamente.Aínda que a tecnoloxía FDS ten vantaxes obvias, tamén ten inconvenientes: alto custo do equipamento, alto custo de protuberancias e parafusos post-soldadura, etc., e as condicións de funcionamento tamén limitan a súa aplicación.

Parte 3. Cota de mercado: o espazo no mercado da caixa de batería é grande, cun rápido crecemento composto

Os vehículos eléctricos puros seguen aumentando de volume e o espazo de mercado das caixas de baterías para vehículos de nova enerxía está a expandirse rapidamente.En función das estimacións de vendas nacionais e globais de vehículos de enerxía nova, calculamos o espazo do mercado interno das caixas de baterías de vehículos de enerxía nova asumindo o valor medio por unidade das caixas de baterías de novas enerxías:

Suposicións fundamentais:

1) O volume de vendas de vehículos de nova enerxía en China en 2020 é de 1,25 millóns.Segundo o Plan de desenvolvemento a medio e longo prazo da industria do automóbil emitido polos tres ministerios e comisións, é razoable supoñer que o volume de vendas de novos vehículos de pasaxeiros enerxéticos en China en 2025 alcanzará os 6,34 millóns e que a produción no exterior de novos vehículos os vehículos enerxéticos chegarán aos 8,07 millóns.

2) O volume de vendas nacionais de vehículos eléctricos puros representa o 77% en 2020, supoñendo que o volume de vendas representará o 85% en 2025.

3) A permeabilidade da caixa e soporte da batería de aliaxe de aluminio mantense ao 100% e o valor dunha única bicicleta é de RMB3000.

Resultados do cálculo: estímase que para 2025, o espazo de mercado de caixas de batería para vehículos de pasaxeiros de nova enerxía en China e no exterior será de aproximadamente 16,2 millóns de RMB e 24,2 millóns de RMB, e a taxa de crecemento composta de 2020 a 2025 será do 41,2% e 51,7 %