Nieuws

Deel 2. Technologie: aluminium extrusie + wrijvingslassen als mainstream, laserlassen en FDS of worden de toekomstige richting

1. Vergeleken met spuitgieten en stansen is het extruderen van aluminiumprofielen en het vervolgens lassen momenteel de meest voorkomende technologie voor batterijdozen.

1) De trekdiepte van de schaal onder het batterijpakket gelast door de geperste aluminium plaat, de onvoldoende trillings- en slagvastheid van het batterijpakket en andere problemen vereisen dat de automobielbedrijven een sterk geïntegreerd ontwerpvermogen hebben van de carrosserie en het chassis;

2) De gegoten aluminium batterijlade in spuitgietmodus maakt gebruik van een eenmalige gietvorm. Het nadeel is dat de aluminiumlegering gevoelig is voor ondergieten, scheuren, koude-isolatie, deuken, porositeit en andere defecten tijdens het gietproces. De afdichtingseigenschappen van het product na het gieten zijn slecht en de rek van de gegoten aluminiumlegering is laag, wat leidt tot vervorming na een botsing.

3) De batterijlade van geëxtrudeerd aluminiumlegering is momenteel het meest gangbare ontwerp voor batterijlades. Door het verbinden en verwerken van profielen om aan verschillende behoeften te voldoen, heeft het de voordelen van een flexibel ontwerp, handige verwerking, eenvoudig aan te passen, enz.; Prestaties De batterijlade van geëxtrudeerd aluminiumlegering heeft een hoge stijfheid, trillingsbestendigheid, extrusie- en slagvastheid.

2. Het proces van aluminium extrusie om een ​​batterijdoos te vormen verloopt specifiek als volgt:

De bodemplaat van de doos wordt gevormd door wrijvingslassen nadat de aluminium staaf is geëxtrudeerd, en de bodem van de doos wordt gevormd door te lassen met vier zijplaten. Momenteel worden standaard aluminiumprofielen gebruikt van gewoon 6063 of 6016, met een treksterkte tussen 220 en 240 MPa. Bij gebruik van sterker geëxtrudeerd aluminium kan de treksterkte meer dan 400 MPa bedragen, wat een gewichtsbesparing van 20 tot 30% oplevert ten opzichte van een gewoon aluminium profiel.

3. De lastechnologie wordt ook voortdurend verbeterd, de huidige mainstream is wrijvingslassen

Omdat het profiel gelast moet worden, heeft lastechnologie een grote invloed op de vlakheid en nauwkeurigheid van de accubak. De lastechnologie voor accubakken wordt onderverdeeld in traditioneel lassen (TIG-lassen, CMT), en nu ook het gangbare wrijvingslassen (FSW), geavanceerder laserlassen, boutzelfaandraaiende technologie (FDS) en verbindingstechnologie.

TIG-lassen vindt plaats onder bescherming van een inert gas. De boog die ontstaat tussen de wolfraamelektrode en het laswerk wordt gebruikt om het basismetaal en de lasdraad te verwarmen en zo hoogwaardige lassen te vormen. Door de ontwikkeling van doosconstructies, waarbij de doos groter wordt, de profielstructuur dunner wordt en de maatnauwkeurigheid na het lassen verbetert, heeft TIG-lassen echter een nadeel.

CMT is een nieuw MIG/MAG-lasproces dat gebruikmaakt van een hoge pulsstroom om de lasdraad vloeiend te laten lassen. Dit gebeurt door middel van de oppervlaktespanning van het materiaal, zwaartekracht en mechanisch pompen. Dit resulteert in een continue las met een lage warmte-inbreng, geen spat, boogstabiliteit en een hoge lassnelheid. Het kan worden gebruikt voor het lassen van diverse materialen. De boxconstructie onder het accupakket van de BYD- en BAIC-modellen maakt bijvoorbeeld grotendeels gebruik van CMT-lastechnologie.

4. Traditioneel smeltlassen kent problemen zoals vervorming, porositeit en een lage lasverbindingscoëfficiënt, veroorzaakt door een hoge warmte-inbreng. Daarom wordt er op grote schaal gebruikgemaakt van efficiëntere en milieuvriendelijkere wrijvingsroerlastechnologie met een hogere laskwaliteit.

FSW is gebaseerd op de warmte die wordt gegenereerd door de wrijving tussen de roterende mengnaald en de schachtschouder en het basismetaal als warmtebron. Door de rotatie van de mengnaald en de axiale kracht van de schachtschouder wordt de plastificerende stroom van het basismetaal bereikt en ontstaat de lasverbinding. FSW-lasverbindingen met hoge sterkte en goede afdichting worden veel gebruikt bij het lassen van accudozen. Zo zijn de accudozen van veel modellen van Geely en Xiaopeng voorzien van een dubbelzijdige wrijvingsroerlasstructuur.

Laserlassen maakt gebruik van een laserstraal met een hoge energiedichtheid om het oppervlak van het te lassen materiaal te bestralen, waardoor het materiaal smelt en een betrouwbare verbinding ontstaat. Laserlasapparatuur wordt nog niet veel gebruikt vanwege de hoge initiële investeringskosten, de lange terugverdientijd en de moeilijkheidsgraad van het laserlassen van aluminiumlegeringen.

5. Om de impact van lasdeformatie op de nauwkeurigheid van de doosmaat te verminderen, worden technologie voor het zelfspannen van bouten (FDS) en verbindingstechnologie geïntroduceerd. Bekende ondernemingen zijn onder andere WEBER in Duitsland en 3M in de Verenigde Staten.

FDS-verbindingstechnologie is een soort koudvormproces waarbij zelftappende schroef- en boutverbindingen via de spanas van het apparatuurcentrum worden aangebracht om de hogesnelheidsrotatie van de motor die met de plaat wordt verbonden, te geleiden door wrijving, warmte en plastische vervorming. Het wordt meestal gebruikt bij robots en kent een hoge mate van automatisering.

Bij de productie van nieuwe energiebatterijpakketten wordt het proces voornamelijk toegepast op de framestructuur van de behuizing, met een lijmproces, om voldoende verbindingssterkte te garanderen en tegelijkertijd de afdichting van de behuizing te waarborgen. Zo maakt de batterijbehuizing van een automodel van de NIO gebruik van FDS-technologie en is deze kwantitatief geproduceerd. Hoewel FDS-technologie duidelijke voordelen heeft, kent het ook nadelen: hoge apparatuurkosten, hoge kosten voor nagelaste uitsteeksels en schroeven, enz., en de bedrijfsomstandigheden beperken de toepassing ervan.

Deel 3. Marktaandeel: de markt voor batterijdozen is groot, met een snelle samengestelde groei

Het aantal puur elektrische voertuigen blijft toenemen en de markt voor accuboxen voor nieuwe energievoertuigen breidt zich snel uit. Op basis van de binnenlandse en wereldwijde verkoopramingen van nieuwe energievoertuigen berekenen we de binnenlandse markt voor accuboxen voor nieuwe energievoertuigen door uit te gaan van de gemiddelde waarde per eenheid van nieuwe energieaccuboxen:

Kernveronderstellingen:

1) Het verkoopvolume van nieuwe energievoertuigen in China bedraagt ​​in 2020 1,25 miljoen. Volgens het ontwikkelingsplan voor de auto-industrie op middellange en lange termijn, uitgegeven door de drie ministeries en commissies, is het redelijk om aan te nemen dat het verkoopvolume van nieuwe energiepersonenauto's in China in 2025 6,34 miljoen zal bedragen en de buitenlandse productie van nieuwe energievoertuigen 8,07 miljoen.

2) Het binnenlandse verkoopvolume van puur elektrische voertuigen bedraagt ​​in 2020 77%, ervan uitgaande dat het verkoopvolume in 2025 85% bedraagt.

3) De permeabiliteit van de batterijdoos en beugel van aluminiumlegering blijft 100% en de waarde van één fiets is RMB3000.

Berekeningsresultaten: naar schatting zal de markt voor batterijdozen voor nieuwe energiepersonenauto's in China en daarbuiten tegen 2025 ongeveer RMB 16,2 miljard en RMB 24,2 miljard bedragen, en zal de samengestelde groeivoet van 2020 tot 2025 41,2% en 51,7% bedragen.