أخبار

الجزء الثاني. التكنولوجيا: بثق الألومنيوم + لحام التحريك الاحتكاكي باعتباره الاتجاه السائد، واللحام بالليزر وFDS أو يصبح الاتجاه المستقبلي

1. بالمقارنة مع الصب والختم، فإن تشكيل مقاطع الألمنيوم المبثوق ثم اللحام هي التكنولوجيا السائدة لصناديق البطاريات في الوقت الحاضر.

1) عمق سحب الغلاف تحت حزمة البطارية الملحومة بلوحة الألومنيوم المختومة، وعدم كفاية قوة الاهتزاز والصدمة لحزمة البطارية، وغيرها من المشاكل تتطلب من شركات صناعة السيارات أن يكون لديها قدرة تصميم متكاملة قوية للجسم والشاسيه؛

٢) تعتمد صينية بطارية الألومنيوم المصبوبة في وضع الصب بالقالب على عملية صب كاملة لمرة واحدة. عيبها هو أن سبيكة الألومنيوم معرضة للصب غير الكافي، والتشقق، والعزل البارد، والاكتئاب، والمسامية، وغيرها من العيوب أثناء عملية الصب. كما أن خاصية الختم للمنتج بعد الصب ضعيفة، واستطالة سبيكة الألومنيوم المصبوب منخفضة، مما يجعلها عرضة للتشوه بعد الاصطدام.

3) صينية البطارية المصنوعة من سبائك الألومنيوم المبثوقة هي مخطط تصميم صينية البطارية السائد الحالي، من خلال ربط ومعالجة الملفات الشخصية لتلبية الاحتياجات المختلفة، ولها مزايا التصميم المرن، والمعالجة المريحة، وسهلة التعديل وما إلى ذلك؛ الأداء تتميز صينية البطارية المصنوعة من سبائك الألومنيوم المبثوقة بصلابة عالية، ومقاومة للاهتزاز، وأداء البثق والتأثير.

2. على وجه التحديد، عملية بثق الألومنيوم لتشكيل صندوق البطارية هي كما يلي:

يتم تشكيل الصفيحة السفلية لجسم الصندوق عن طريق لحام التحريك الاحتكاكي بعد بثق قضيب الألومنيوم، ويتم تشكيل جسم الصندوق السفلي عن طريق لحام أربع صفائح جانبية. حاليًا، يستخدم قطاع الألومنيوم السائد 6063 أو 6016 العادي، وتتراوح قوة الشد لديه بين 220 و240 ميجا باسكال. باستخدام ألومنيوم مبثوق عالي القوة، يمكن أن تصل قوة الشد إلى أكثر من 400 ميجا باسكال، مما يقلل الوزن بنسبة 20% إلى 30% مقارنةً بقطاع الألومنيوم العادي.

3. كما أن تكنولوجيا اللحام تتطور باستمرار، والاتجاه السائد حاليًا هو اللحام بالاحتكاك والتحريك.

نظراً لضرورة وصل الملف الشخصي، تُؤثر تقنية اللحام بشكل كبير على استواء ودقة صندوق البطارية. تنقسم تقنية لحام صندوق البطارية إلى اللحام التقليدي (لحام TIG، CMT)، واللحام الاحتكاكي (FSW) السائد، واللحام بالليزر الأكثر تطوراً، وتقنية شد البراغي ذاتياً (FDS)، وتقنية الترابط.

لحام TIG هو لحام تحت حماية الغاز الخامل، باستخدام القوس الكهربائي المتولد بين قطب التنغستن وسطح اللحام لتسخين المعدن الأساسي المصهور وسلك التعبئة، مما يُنتج لحامات عالية الجودة. ومع ذلك، مع تطور هيكل الصندوق، يزداد حجمه، ويصبح هيكل المقطع أرق، وتتحسن دقة الأبعاد بعد اللحام، فإن لحام TIG يعاني من عيوب.

CMT هي عملية لحام MIG/MAG جديدة، تستخدم تيارًا نبضيًا عاليًا لضمان سلاسة قوس سلك اللحام، من خلال توتر سطح المادة والجاذبية والضخ الميكانيكي، مما يُشكل لحامًا مستمرًا، يتميز بانخفاض مدخلات الحرارة، وعدم تناثر المواد، وثبات القوس، وسرعة اللحام العالية، وغيرها من المزايا، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من مواد اللحام. على سبيل المثال، يعتمد هيكل الصندوق أسفل حزمة البطارية في طرازي BYD وBAIC في الغالب على تقنية لحام CMT.

٤. يعاني اللحام بالانصهار التقليدي من مشاكل مثل التشوه والمسامية وانخفاض معامل اللحام الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة. لذلك، تُستخدم على نطاق واسع تقنية لحام التحريك الاحتكاكي الأكثر كفاءةً وصديقةً للبيئة، مع جودة لحام أعلى.

يعتمد لحام FSW على الحرارة المتولدة من الاحتكاك بين إبرة الخلط الدوارة وكتف العمود والمعدن الأساسي كمصدر للحرارة، ومن خلال دوران إبرة الخلط والقوة المحورية لكتف العمود، يتم تحقيق تدفق التلدين للمعدن الأساسي للحصول على وصلة اللحام. تتميز وصلة لحام FSW بقوة عالية وأداء إحكام جيد، وهي مستخدمة على نطاق واسع في مجال لحام صناديق البطاريات. على سبيل المثال، تعتمد صناديق البطاريات في العديد من موديلات جيلي وشياوبنغ على هيكل لحام احتكاكي ثنائي الجوانب.

يستخدم اللحام بالليزر شعاع ليزر عالي الكثافة الطاقة لتسليط الضوء على سطح المادة المراد لحامها، مما يُذيبها ويُشكّل وصلة متينة. لم تُستخدم معدات اللحام بالليزر على نطاق واسع نظرًا لارتفاع تكلفة الاستثمار الأولي، وطول فترة العائد، وصعوبة لحام سبائك الألومنيوم بالليزر.

5. من أجل تخفيف تأثير تشوه اللحام على دقة حجم الصندوق، تم تقديم تقنية شد البراغي ذاتيًا (FDS) وتقنية الترابط، ومن بين الشركات المعروفة WEBER في ألمانيا و3M في الولايات المتحدة.

تقنية توصيل FDS هي عملية تشكيل بارد لتوصيل البراغي والمسامير ذاتية اللولبة، من خلال شد عمود مركز المعدات، مما يسمح بدوران المحرك بسرعة عالية، ليتم توصيله بلوحة الاحتكاك الحراري والتشوه البلاستيكي. تُستخدم هذه التقنية عادةً مع الروبوتات، وتتميز بأتمتة عالية.

في مجال تصنيع حزم بطاريات الطاقة الجديدة، تُطبق هذه العملية بشكل رئيسي على هيكل صندوق البطارية، مع عملية ربط لضمان قوة ربط كافية مع تحسين أداء الصندوق. على سبيل المثال، يستخدم هيكل بطارية سيارة NIO تقنية FDS، وقد تم إنتاجه بكميات كبيرة. على الرغم من مزاياها الواضحة، إلا أن لها عيوبًا أيضًا: ارتفاع تكلفة المعدات، وارتفاع تكلفة نتوءات ما بعد اللحام والبراغي، وغيرها، كما أن ظروف التشغيل تُحد من استخدامها.

الجزء 3. حصة السوق: مساحة سوق صناديق البطاريات كبيرة، مع نمو مركب سريع

يستمر نمو حجم المركبات الكهربائية الخالصة، ويشهد سوق صناديق البطاريات لمركبات الطاقة الجديدة توسعًا سريعًا. بناءً على تقديرات المبيعات المحلية والعالمية لمركبات الطاقة الجديدة، نحسب سوق صناديق بطاريات مركبات الطاقة الجديدة في السوق المحلية بافتراض متوسط ​​قيمة الوحدة من صناديق بطاريات الطاقة الجديدة:

الافتراضات الأساسية:

١) بلغ حجم مبيعات سيارات الطاقة الجديدة في الصين عام ٢٠٢٠ ١.٢٥ مليون سيارة. ووفقًا لخطة التنمية المتوسطة والطويلة الأجل لصناعة السيارات الصادرة عن الوزارات والهيئات الثلاث، يُتوقع أن يصل حجم مبيعات سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة في الصين عام ٢٠٢٥ إلى ٦.٣٤ مليون سيارة، وأن يصل الإنتاج الخارجي من سيارات الطاقة الجديدة إلى ٨.٠٧ مليون سيارة.

2) يبلغ حجم المبيعات المحلية للسيارات الكهربائية البحتة 77% في عام 2020، على افتراض أن حجم المبيعات سيبلغ 85% في عام 2025.

3) يتم الحفاظ على نفاذية صندوق البطارية المصنوع من سبائك الألومنيوم والقوس بنسبة 100٪، وقيمة الدراجة الواحدة هي 3000 يوان صيني.

نتائج الحساب: من المتوقع أنه بحلول عام 2025، ستبلغ مساحة سوق صناديق البطاريات لمركبات الركاب التي تعمل بالطاقة الجديدة في الصين والخارج حوالي 16.2 مليار يوان صيني و24.2 مليار يوان صيني، وسيكون معدل النمو المركب من عام 2020 إلى عام 2025 41.2٪ و51.7٪.