أخبار

الجزء 2. التكنولوجيا: بثق الألومنيوم + اللحام بالاحتكاك كتيار رئيسي واللحام بالليزر وFDS أو يصبح الاتجاه المستقبلي

1. بالمقارنة مع الصب والختم بالقالب، فإن تشكيلات تشكيل بثق الألومنيوم ومن ثم اللحام هي التكنولوجيا السائدة لصناديق البطاريات في الوقت الحاضر.

1) عمق سحب الغلاف الموجود أسفل حزمة البطارية الملحومة بواسطة لوحة الألومنيوم المختومة، والاهتزاز غير الكافي وقوة التأثير لحزمة البطارية، وغيرها من المشكلات التي تتطلب من شركات السيارات أن تتمتع بقدرة تصميم متكاملة قوية للجسم والهيكل؛

2) صينية بطارية الألومنيوم المسبوكة في وضع الصب بالقالب تتبنى القالب بالكامل لمرة واحدة. العيب هو أن سبائك الألومنيوم عرضة للتشققات والعزل البارد والاكتئاب والمسامية وغيرها من العيوب في عملية الصب. خاصية الختم للمنتج بعد الصب ضعيفة، واستطالة سبائك الألومنيوم المصبوبة منخفضة، وهي عرضة للتشوه بعد الاصطدام؛

3) صينية بطارية سبائك الألومنيوم المبثوقة هي مخطط تصميم علبة البطارية السائد الحالي، من خلال الربط ومعالجة الملفات الشخصية لتلبية الاحتياجات المختلفة، ولها مزايا التصميم المرن، والمعالجة المريحة، وسهلة التعديل وما إلى ذلك؛ الأداء تتميز صينية بطارية سبائك الألومنيوم المبثوقة بالصلابة العالية، ومقاومة الاهتزاز، وأداء البثق والتأثير.

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

يتم تشكيل اللوحة السفلية لجسم الصندوق عن طريق اللحام بالتحريك الاحتكاكي بعد بثق قضيب الألومنيوم، ويتم تشكيل جسم الصندوق السفلي عن طريق اللحام بأربعة ألواح جانبية. في الوقت الحاضر، يستخدم ملف الألومنيوم السائد 6063 أو 6016 العادي، وقوة الشد تتراوح بشكل أساسي بين 220 ~ 240 ميجا باسكال، إذا تم استخدام الألومنيوم المبثوق عالي القوة، يمكن أن تصل قوة الشد إلى أكثر من 400 ميجا باسكال، مقارنة بصندوق الألومنيوم العادي يمكن أن يقلل الوزن بمقدار 20%~30%.

3. يتم أيضًا ترقية تكنولوجيا اللحام بشكل مستمر، التيار الرئيسي هو اللحام بالاحتكاك

نظرًا للحاجة إلى لصق الشكل، فإن تقنية اللحام لها تأثير كبير على استواء ودقة صندوق البطارية. تنقسم تكنولوجيا لحام صندوق البطارية إلى اللحام التقليدي (لحام TIG، CMT)، والآن لحام الاحتكاك السائد (FSW)، واللحام بالليزر الأكثر تقدمًا، وتقنية الشد الذاتي للمسمار (FDS) وتكنولوجيا الربط.

لحام TIG تحت حماية الغاز الخامل، وذلك باستخدام القوس المتولد بين قطب التنغستن واللحام لتسخين المعدن الأساسي وملء السلك، وذلك لتشكيل لحامات عالية الجودة. ومع ذلك، مع تطور هيكل الصندوق، يصبح حجم الصندوق أكبر، ويصبح هيكل المظهر الجانبي أرق، ويتم تحسين دقة الأبعاد بعد اللحام، ويصبح لحام TIG في وضع غير مؤات.

CMT هي عملية لحام MIG/MAG جديدة، تستخدم تيار نبضي كبير لجعل سلك اللحام قوسًا بسلاسة، من خلال التوتر السطحي للمادة والجاذبية والضخ الميكانيكي، وتشكيل لحام مستمر، مع مدخلات حرارية صغيرة، بدون دفقة، واستقرار القوس و سرعة اللحام السريعة وغيرها من المزايا، يمكن استخدامها لمجموعة متنوعة من مواد اللحام. على سبيل المثال، هيكل الصندوق الموجود أسفل حزمة البطارية المستخدم في موديلات BYD وBAIC يعتمد في الغالب على تكنولوجيا اللحام CMT.

4. اللحام بالصهر التقليدي يعاني من مشاكل مثل التشوه والمسامية وانخفاض معامل وصلة اللحام الناتج عن مدخلات الحرارة الكبيرة. لذلك، تم استخدام تكنولوجيا لحام الاحتكاك الأكثر كفاءة وخضراء مع جودة لحام أعلى على نطاق واسع.

يعتمد FSW على الحرارة الناتجة عن الاحتكاك بين إبرة الخلط الدوارة وكتف العمود والمعدن الأساسي كمصدر للحرارة، من خلال دوران إبرة الخلط والقوة المحورية لكتف العمود لتحقيق تدفق التلدين لل المعدن الأساسي للحصول على وصلة اللحام. يتم استخدام وصلة اللحام FSW ذات القوة العالية وأداء الختم الجيد على نطاق واسع في مجال لحام صندوق البطارية. على سبيل المثال، صندوق البطارية في العديد من موديلات Geely وXiaopeng يعتمد هيكل اللحام بالتحريك الاحتكاكي على الوجهين.

يستخدم اللحام بالليزر شعاع ليزر ذو كثافة طاقة عالية لتشعيع سطح المادة المراد لحامها لإذابة المادة وتشكيل وصلة موثوقة. لم يتم استخدام معدات اللحام بالليزر على نطاق واسع بسبب ارتفاع تكلفة الاستثمار الأولي وفترة العائد الطويلة وصعوبة اللحام بالليزر لسبائك الألومنيوم.

5. من أجل التخفيف من تأثير تشوه اللحام على دقة حجم الصندوق، تم تقديم تكنولوجيا الشد الذاتي للمسمار (FDS) وتكنولوجيا الربط، من بينها الشركات المعروفة WEBER في ألمانيا و 3M في الولايات المتحدة.

تقنية اتصال FDS هي نوع من عملية التشكيل البارد لتوصيل المسمار والمسمار ذاتي التنصت من خلال عمود التشديد في مركز المعدات لإجراء دوران عالي السرعة للمحرك الذي سيتم توصيله بحرارة احتكاك اللوحة وتشوه البلاستيك. يتم استخدامه عادةً مع الروبوتات ويتمتع بدرجة عالية من الأتمتة.

في مجال تصنيع حزم بطاريات الطاقة الجديدة، يتم تطبيق العملية بشكل أساسي على صندوق هيكل الإطار، مع عملية الربط، من أجل ضمان قوة اتصال كافية مع تحقيق أداء الختم للصندوق. على سبيل المثال، تستخدم علبة البطارية لطراز السيارة من NIO تقنية FDS وقد تم إنتاجها كميًا. على الرغم من أن تقنية FDS لها مزايا واضحة، إلا أن لها أيضًا عيوبًا: ارتفاع تكلفة المعدات، وارتفاع تكلفة نتوءات ومسامير ما بعد اللحام، وما إلى ذلك، وظروف التشغيل أيضًا تحد من تطبيقها.

الجزء 3. حصة السوق: المساحة السوقية لصناديق البطاريات كبيرة، مع نمو مركب سريع

يستمر حجم السيارات الكهربائية النقية في الزيادة، وتتوسع مساحة سوق صناديق البطاريات لمركبات الطاقة الجديدة بسرعة. استنادًا إلى تقديرات المبيعات المحلية والعالمية لمركبات الطاقة الجديدة، نقوم بحساب مساحة السوق المحلية لصناديق بطاريات مركبات الطاقة الجديدة من خلال افتراض متوسط ​​قيمة الوحدة لصناديق بطاريات الطاقة الجديدة:

الافتراضات الأساسية:

1) يبلغ حجم مبيعات سيارات الطاقة الجديدة في الصين في عام 2020 1.25 مليون. وفقًا لخطة التنمية المتوسطة والطويلة الأجل لصناعة السيارات الصادرة عن الوزارات واللجان الثلاث، فمن المعقول افتراض أن حجم مبيعات سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة في الصين في عام 2025 سيصل إلى 6.34 مليون، والإنتاج الخارجي للمركبات الجديدة سوف تصل مركبات الطاقة إلى 8.07 مليون.

2) سيبلغ حجم المبيعات المحلية من السيارات الكهربائية البحتة 77% عام 2020، على افتراض أن حجم المبيعات سيبلغ 85% عام 2025.

3) يتم الحفاظ على نفاذية صندوق البطارية ودعامة سبائك الألومنيوم بنسبة 100%، وقيمة الدراجة الواحدة هي RMB3000.

نتائج الحساب: من المقدر أنه بحلول عام 2025، ستبلغ المساحة السوقية لصناديق البطاريات لمركبات الركاب التي تعمل بالطاقة الجديدة في الصين وخارجها حوالي 16.2 مليار يوان صيني و24.2 مليار يوان صيني، وسيكون معدل النمو المركب من عام 2020 إلى عام 2025 41.2% و 51.7%