2. del. Tehnologija: ekstrudiranje aluminija + varjenje s trenjem in mešanjem kot glavni tok, lasersko varjenje in FDS ali postati smer prihodnosti
1. V primerjavi s tlačnim litjem in žigosanjem je trenutno prevladujoča tehnologija baterijskih omaric ekstrudiranje aluminija, oblikovanje profilov in nato varjenje.
1) Globina vlečenja ohišja pod baterijskim sklopom, varjenim z žigosano aluminijasto ploščo, nezadostne vibracije in udarna trdnost akumulatorskega paketa ter druge težave zahtevajo, da imajo avtomobilska podjetja močno integrirano konstrukcijsko sposobnost karoserije in šasije;
2) Baterijski pladenj za litje aluminija v načinu tlačnega litja sprejme celotno enkratno oblikovanje.Pomanjkljivost je, da je aluminijeva zlitina nagnjena k podlitju, razpokam, hladni izolaciji, depresiji, poroznosti in drugim napakam v procesu litja.Tesnilna lastnost izdelka po ulivanju je slaba, raztezek lite aluminijeve zlitine pa nizek, kar je nagnjeno k deformacijam po trčenju;
3) Pladenj za baterijo iz ekstrudirane aluminijeve zlitine je trenutna glavna shema zasnove pladnja za baterije s spajanjem in obdelavo profilov za zadovoljevanje različnih potreb, ima prednosti prilagodljive zasnove, priročne obdelave, enostavnega spreminjanja in tako naprej;Zmogljivost Pladenj za baterijo iz ekstrudirane aluminijeve zlitine ima visoko togost, odpornost proti tresljajem, ekstruzijo in udarno zmogljivost.
2. Natančneje, postopek iztiskanja aluminija za oblikovanje škatle za baterije je naslednji:
Spodnja plošča ohišja škatle je oblikovana z varjenjem s trenjem in mešanjem po iztiskanju aluminijaste palice, spodnja plošča ohišja škatle pa je oblikovana z varjenjem s štirimi stranskimi ploščami.Trenutno glavni aluminijasti profil uporablja navaden 6063 ali 6016, natezna trdnost je v bistvu med 220 ~ 240 MPa, če se uporablja ekstrudirani aluminij z večjo trdnostjo, lahko natezna trdnost doseže več kot 400 MPa, v primerjavi z navadno škatlo aluminijastega profila lahko zmanjša težo za 20 % ~ 30 %.
3. Varilna tehnologija se prav tako nenehno nadgrajuje, trenutni glavni tok je varjenje s trenjem
Zaradi potrebe po spajanju profila ima tehnologija varjenja velik vpliv na ravnost in natančnost akumulatorske škatle.Tehnologija varjenja v baterijski škatli je razdeljena na tradicionalno varjenje (TIG varjenje, CMT), zdaj pa na glavno torno varjenje (FSW), naprednejše lasersko varjenje, tehnologijo samozateznih vijakov (FDS) in tehnologijo lepljenja.
Varjenje TIG poteka pod zaščito inertnega plina, z uporabo obloka, ustvarjenega med volframovo elektrodo in zvarom, za segrevanje staljene osnovne kovine in polnilne žice, tako da nastanejo visokokakovostni zvari.Vendar pa je z razvojem škatlaste strukture velikost škatle večja, profilna struktura tanjša in dimenzijska natančnost po varjenju izboljšana, TIG varjenje je v slabšem položaju.
CMT je nov varilni postopek MIG/MAG, ki uporablja velik impulzni tok za nemoten oblok varilne žice, s pomočjo površinske napetosti materiala, gravitacije in mehanskega črpanja, ki tvori neprekinjen zvar z majhnim vnosom toplote, brez brizganja, stabilnostjo in hitra hitrost varjenja in druge prednosti, se lahko uporabljajo za varjenje različnih materialov.Na primer, struktura škatle pod paketom baterij, ki jo uporabljajo modeli BYD in BAIC, večinoma uporablja varilno tehnologijo CMT.
4. Tradicionalno talilno varjenje ima težave, kot so deformacija, poroznost in nizek koeficient zvarnega spoja, ki ga povzroča velik vnos toplote.Zato se pogosto uporablja bolj učinkovita in zelena tehnologija varjenja s trenjem in mešanjem z višjo kakovostjo varjenja.
FSW temelji na toploti, ki nastane zaradi trenja med vrtečo se mešalno iglo in ramenom gredi ter osnovno kovino kot virom toplote, z vrtenjem mešalne igle in aksialno silo ramena gredi, da se doseže plastifikacijski tok navadne kovine, da dobimo varilni spoj.Varilni spoj FSW z visoko trdnostjo in dobrim tesnjenjem se pogosto uporablja na področju varjenja baterijskih ohišij.Na primer, škatla za baterije številnih modelov Geely in Xiaopeng ima dvostransko torno mešalno varjeno strukturo.
Lasersko varjenje uporablja laserski žarek z visoko energijsko gostoto za obsevanje površine materiala, ki ga je treba variti, da se material stopi in tvori zanesljiv spoj.Oprema za lasersko varjenje ni bila široko uporabljena zaradi visokih stroškov začetne naložbe, dolge dobe vračila in težavnosti laserskega varjenja aluminijevih zlitin.
5. Da bi zmanjšali vpliv varilne deformacije na natančnost velikosti škatle, sta uvedeni tehnologija samozategovanja vijakov (FDS) in tehnologija lepljenja, med katerimi sta dobro znani podjetji WEBER v Nemčiji in 3M v Združenih državah.
Tehnologija povezovanja FDS je nekakšen postopek hladnega preoblikovanja samoreznih vijakov in sornikov prek napenjalne gredi središča opreme za izvajanje visoke hitrosti vrtenja motorja, ki ga je treba povezati s toploto trenja plošče in plastično deformacijo.Običajno se uporablja z roboti in ima visoko stopnjo avtomatizacije.
Na področju izdelave paketov baterij za novo energijo se postopek v glavnem uporablja za okvirno strukturo škatle s postopkom lepljenja, da se zagotovi zadostna trdnost povezave ob uresničevanju učinkovitosti tesnjenja škatle.Na primer, ohišje baterije modela avtomobila NIO uporablja tehnologijo FDS in je bilo kvantitativno proizvedeno.Čeprav ima tehnologija FDS očitne prednosti, ima tudi slabosti: visoki stroški opreme, visoki stroški izboklin in vijakov po varjenju itd., pogoji delovanja pa tudi omejujejo njeno uporabo.
3. del. Tržni delež: tržni prostor za baterije je velik, s hitro rastjo spojin
Čisto električna vozila se še naprej povečujejo, tržni prostor baterijskih omaric za nova energetska vozila pa se hitro širi.Na podlagi domačih in svetovnih prodajnih ocen novih energetskih vozil izračunamo prostor domačega trga baterijskih ohišij za nova energijska vozila s predpostavko povprečne vrednosti na enoto novih energetskih baterijskih ohišij:
Temeljne predpostavke:
1) Obseg prodaje vozil z novo energijo na Kitajskem leta 2020 znaša 1,25 milijona.Glede na srednjeročni in dolgoročni razvojni načrt avtomobilske industrije, ki so ga izdala tri ministrstva in komisije, je razumno domnevati, da bo obseg prodaje novih energetskih osebnih vozil na Kitajskem leta 2025 dosegel 6,34 milijona, čezmorska proizvodnja novih energetskih vozil bo doseglo 8,07 milijona.
2) Obseg domače prodaje povsem električnih vozil leta 2020 znaša 77 %, ob predpostavki, da bo obseg prodaje leta 2025 znašal 85 %.
3) Prepustnost ohišja in nosilca baterije iz aluminijeve zlitine se ohranja pri 100 %, vrednost enega kolesa pa je 3000 RMB.
Rezultati izračuna: ocenjuje se, da bo do leta 2025 tržni prostor baterijskih omaric za nova energetska osebna vozila na Kitajskem in v tujini približno 16,2 milijarde RMB in 24,2 milijarde RMB, skupna stopnja rasti od leta 2020 do 2025 pa bo 41,2 % in 51,7 %
Čas objave: 16. maj 2022
