一篇文章讓你看懂新能源汽車發(fā)展對制造工藝與裝備的影響

jiajoin

1、新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在制造上的主要差別

新能源汽車的制造一方面與傳統(tǒng)汽車的制造在制造工藝與裝備上有傳承關(guān)系，另一方面由于新能源汽車采用了新的動力來源和驅(qū)動系統(tǒng)及其相應(yīng)的控制系統(tǒng)，在制造上又與傳統(tǒng)汽車在生產(chǎn)工藝與裝備上存在著很大差異。其中變化最大的是在汽車動力總成的制造上。如果是純電動新能源汽車，其動力總成的關(guān)鍵制造技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：電池系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電動機系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電控系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、另外還涉及高效方便的充電設(shè)施的制造與安裝等。

圖1 “三橫三縱”新能源研究開發(fā)布局

新能源汽車在整車車身的制造上，與傳統(tǒng)汽車的車身差別不大，通常還是需要沖壓、焊裝、涂裝等工藝及相應(yīng)的設(shè)備和輸送裝置等。但沖壓工藝中需要考慮由于電池、電控裝置等在汽車中的安裝位置引起的底板發(fā)動機倉、行李箱等沖壓件及其總成的變化，需調(diào)整或設(shè)置相應(yīng)的工序、模具等。在焊裝工藝中需考慮由于更多輕量化材料的使用，如鋁合金、碳纖維復(fù)合材料等的應(yīng)用等，要求相應(yīng)的連接工藝技術(shù)的創(chuàng)新，如新型粘接工藝、新型鉚接工藝和新型焊接工藝等，以及相應(yīng)的焊裝夾具和焊裝機器人。

圖2 寶馬焊接車間

在總裝配工藝流程中主要的變化是需相應(yīng)的安排電池、電動機、電控裝置、高壓線束等新增零部件的裝配以及電動空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等電驅(qū)動的其他汽車零部件的裝配工序和相應(yīng)的工裝。在裝配工藝安排中特別強調(diào)了操作中的涉電安全性。在生產(chǎn)過程中，要求生產(chǎn)和存儲區(qū)域應(yīng)有效識別危險源，對電池的存儲、運輸、安裝、接線和裝配線的運行方面，都應(yīng)制定安全防護措施(包括管理方案和應(yīng)急措施)。生產(chǎn)線上應(yīng)明確提出對溫度與濕度、用電安全(電線的絕緣與裸露情況的處理)、安全防護方面的要求并具有相應(yīng)的措施和裝備。

圖3 江淮汽車裝配線

在整車檢測線上，新能源汽車工藝與裝備傳統(tǒng)汽車有明顯差別。一般說來，整車檢測涉及到汽車主要功能、性能檢驗的各個方面。傳統(tǒng)汽車車輛從裝配線上下來后都要進行排放、制動、懸掛、側(cè)滑、車輪定位、燈光等多項檢測；對于新能源電動汽車而言，新增了電驅(qū)動系統(tǒng)及高壓電系統(tǒng)的檢測等，加強了電性能和電安全性的檢測。

2 、新能源汽車動力總成制造對金屬切削加工工藝和裝備的影響

在傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)中，金屬切削工藝獲得了廣泛應(yīng)用，發(fā)動機、變速器以及車橋、傳動軸、制動器等零部件的加工制造中都要用到金屬切削加工工藝。特別是在傳統(tǒng)汽車動力總成的生產(chǎn)制造中，金屬切削加工機床和切削加工刀具被大量使用，并對發(fā)動機和變速器制造的效率、質(zhì)量和成本有著重要影響。

機床和刀具制造業(yè)與汽車制造業(yè)有著極為密切的關(guān)系，中國從2009年開始汽車產(chǎn)銷量全球第一，相應(yīng)地也連續(xù)多年機床消費量全球第一。同時汽車制造業(yè)也是對金屬切削加工刀具需求量最大的行業(yè)。

圖4 中國各行業(yè)對刀具的需求

可是這一切，可能會由于電動汽車的快速發(fā)展而發(fā)生重大變化。對于純電動汽車來說，其動力總成的制造不再需要傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機，相應(yīng)地不再需要發(fā)動機缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸和連桿等零部件了，各類專門針對此類零件的加工研究開發(fā)出來的加工中心機床、自動生產(chǎn)線、硬質(zhì)合金刀具、超硬刀具、復(fù)合加工刀具等都失去了英雄用武之地。

而相應(yīng)的動力總成的這些零部件的加工車間，正是汽車制造業(yè)中使用金屬切削加工機床和各類切削加工刀具量最大的部門，如果純電動汽車的發(fā)展進入大批大量的生產(chǎn)并逐步替代傳統(tǒng)動力總成的生產(chǎn)制造，會出現(xiàn)以下情況：

(1)金屬切削加工機床和各類切削加工刀具的應(yīng)用會逐步減少。

(2)原有的相關(guān)制造工藝和制造車間會轉(zhuǎn)型。

(3)相關(guān)的制造工程師和生產(chǎn)線工人也會轉(zhuǎn)換崗位，以適應(yīng)新的生產(chǎn)制造工藝的需要。

(4)相關(guān)的機床和刀具制造企業(yè)會受到影響。

當然上面主要是針對純電動汽車說的，對于目前發(fā)展勢頭也很好的混合動力汽車來說，由于其仍然保留著內(nèi)燃機系統(tǒng)，那么內(nèi)燃機制造中，缸體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸以及變速器相關(guān)零件等金屬切削加工量最大的零部件件仍然在著，其對金屬切削加工的需求就基本沒有什么變化。另外即使是純電動汽車，對金屬切削加工需求基本保持不變的也有相當一部分零部件，如對車橋、減速器、差速器、傳動軸、制動器等零部件的金屬切削加工需求基本保持不變。而且還新增加了一部分需要金屬切削加工的工作量，如在新能源汽車驅(qū)動電動機的制造中需要對電動機軸、電動機殼體等進行金屬切削加工，對新增加的各類模具的金屬切削加工等(其中包含各類特種加工)。

3、新能源汽車制造對上下游產(chǎn)業(yè)鏈的影響

新能源汽車的生產(chǎn)制造工藝及其裝備發(fā)生了很大變化，其中汽車動力總成的制造變化最大。如果是純電動新能源汽車，其動力總成的制造會在以下幾個方面出現(xiàn)了新的需求：

(1)電池系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電動機驅(qū)動系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電控系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、高效方便的充電設(shè)施的制造與安裝及其工藝與裝備等。例如，對于鋰電池的生產(chǎn)來說，就需要下圖所示的系統(tǒng)及其裝備。

圖5 鋰電池的制造生產(chǎn)系統(tǒng)

設(shè)備需求：真空行星攪拌機，將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀；電極涂布機，將攪拌后的漿料均勻涂膜在金屬箔片上；卷繞機，將制造好的極片卷繞成電池；注液機，保證在流水化生產(chǎn)中高精度地將電解液真空注入電池包裝材料內(nèi)；化成測試設(shè)備，將做好的電池充電活化，產(chǎn)生電壓，同時測試電池的容量等。

(2)新能源汽車的大規(guī)模制造和替代傳統(tǒng)汽車將會對汽車制造的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生很大影響，上游和下游都會受到影響。一方面是一些原有的需求量很大的原材料或零部件及其相關(guān)的工藝及裝備不再需要了或減少了用量；另一方面是產(chǎn)生了新的需求。

圖6 新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈

如對上游來說，為了制造電池大量需要新型的電池正、負極材料和隔膜等零部件，需要有相應(yīng)的制造這些零部件的工藝裝備；對下游來說，出現(xiàn)了大量的對充電設(shè)施和充電服務(wù)的需求，增加了對電池回收. 處理的需求，同樣需要有相應(yīng)的工藝裝備。

另外還需注意到，新能源汽車的制造從中小批量的生產(chǎn)到大規(guī)模的大批量生產(chǎn)，在制造工藝、制造所應(yīng)用的裝備和質(zhì)量控制方法上都有重大的區(qū)別，在這過程中還會出現(xiàn)很多變化和新的需求，同時出于適應(yīng)市場需求的柔性化生產(chǎn)要求也會對制造工藝與裝備帶來挑戰(zhàn)和新的機遇。

yykkqq1990

寫的真好

loveskycc

一目了然，漲姿勢了

pride魏

收藏了

SADA01

666

xiaobing86203

新能源電池包得產(chǎn)業(yè)不是那家公司都能做得，一條產(chǎn)線沒有幾千萬得投資，如何能運轉(zhuǎn)起來

韓寒11

不使用內(nèi)燃機，會導(dǎo)致很多汽車零部件公司沒有訂單的