Bahagi 2. Teknolohiya: aluminum extrusion + friction stir welding bilang mainstream, laser welding at FDS o maging direksyon sa hinaharap
1. Kung ikukumpara sa die casting at stamping, ang aluminum extrusion forming profiles at pagkatapos ay ang welding ay ang pangunahing teknolohiya ng mga kahon ng baterya sa kasalukuyan.
1) Ang lalim ng pagguhit ng shell sa ilalim ng battery pack na hinangin ng stamping aluminum plate, ang hindi sapat na vibration at impact strength ng battery pack, at iba pang mga problema ay nangangailangan ng mga negosyo ng sasakyan na magkaroon ng malakas na integrated design ability ng body at chassis;
2) Ang casting aluminum battery tray sa die casting mode ay gumagamit ng buong one-time molding.Ang kawalan ay ang aluminyo haluang metal ay madaling kapitan ng undercasting, mga bitak, malamig na paghihiwalay, depression, porosity at iba pang mga depekto sa proseso ng paghahagis.Ang pag-aari ng sealing ng produkto pagkatapos ng paghahagis ay mahirap, at ang pagpahaba ng cast aluminyo haluang metal ay mababa, na madaling kapitan ng pagpapapangit pagkatapos ng banggaan;
3) Extruded aluminum alloy battery tray ay ang kasalukuyang mainstream na disenyo ng tray ng baterya, sa pamamagitan ng splicing at pagproseso ng mga profile upang matugunan ang iba't ibang pangangailangan, ay may mga pakinabang ng nababaluktot na disenyo, maginhawang pagproseso, madaling baguhin at iba pa;Performance Extruded aluminum alloy battery tray ay may mataas na tigas, vibration resistance, extrusion at impact performance.
2. Sa partikular, ang proseso ng aluminum extrusion upang bumuo ng battery box ay ang mga sumusunod:
Ang ilalim na plato ng katawan ng kahon ay nabuo sa pamamagitan ng friction stir welding pagkatapos ma-extruded ang aluminum bar, at ang ilalim na box body ay nabuo sa pamamagitan ng welding na may apat na side plates.Sa kasalukuyan, ang pangunahing aluminyo profile ay gumagamit ng ordinaryong 6063 o 6016, ang makunat lakas ay karaniwang sa pagitan ng 220 ~ 240MPa, kung ang paggamit ng mas mataas na lakas extruded aluminyo, makunat lakas ay maaaring umabot ng higit sa 400MPa, kumpara sa ordinaryong aluminum profile box ay maaaring mabawasan ang timbang sa pamamagitan ng 20%~30%.
3. Ang teknolohiya ng welding ay patuloy na nag-a-upgrade, ang kasalukuyang mainstream ay friction stir welding
Dahil sa pangangailangang i-splice ang profile, ang teknolohiya ng welding ay may malaking epekto sa flatness at katumpakan ng kahon ng baterya.Ang teknolohiya ng welding ng kahon ng baterya ay nahahati sa tradisyonal na welding (TIG welding, CMT), at ngayon ang mainstream friction welding (FSW), mas advanced na laser welding, bolt self-tightening technology (FDS) at bonding technology.
Ang TIG welding ay nasa ilalim ng proteksyon ng inert gas, gamit ang arc na nabuo sa pagitan ng tungsten electrode at weldment upang magpainit ng matunaw na base metal at punan ang wire, upang makabuo ng mataas na kalidad na welds.Gayunpaman, sa ebolusyon ng istraktura ng kahon, ang laki ng kahon ay nagiging mas malaki, ang istraktura ng profile ay nagiging mas manipis, at ang dimensional na katumpakan pagkatapos ng hinang ay pinabuting, ang TIG welding ay nasa isang dehado.
Ang CMT ay isang bagong proseso ng welding ng MIG/MAG, gamit ang malaking pulse current para maging maayos ang welding wire arc, sa pamamagitan ng material surface tension, gravity at mechanical pumping, na bumubuo ng tuloy-tuloy na weld, na may maliit na input ng init, walang splash, arc stability at mabilis na bilis ng hinang at iba pang mga pakinabang, ay maaaring magamit para sa iba't ibang mga materyales na hinang.Halimbawa, ang istraktura ng kahon sa ilalim ng pakete ng baterya na ginagamit ng mga modelo ng BYD at BAIC ay kadalasang gumagamit ng teknolohiyang hinang ng CMT.
4. Ang tradisyunal na fusion welding ay may mga problema tulad ng deformation, porosity at mababang welding joint coefficient na dulot ng malaking heat input.Samakatuwid, ang mas mahusay at berdeng friction stir welding technology na may mas mataas na kalidad ng welding ay malawakang ginagamit.
Ang FSW ay batay sa init na nabuo ng alitan sa pagitan ng umiikot na karayom sa paghahalo at ang balikat ng baras at ang base metal bilang pinagmumulan ng init, sa pamamagitan ng pag-ikot ng karayom ng paghahalo at ang puwersa ng ehe ng balikat ng baras upang makamit ang daloy ng plasticization ng base metal upang makuha ang welding joint.Ang FSW welding joint na may mataas na lakas at mahusay na sealing performance ay malawakang ginagamit sa larangan ng battery box welding.Halimbawa, ang kahon ng baterya ng maraming modelo ng Geely at Xiaopeng ay gumagamit ng double-sided friction stir welding structure.
Gumagamit ang laser welding ng laser beam na may mataas na density ng enerhiya upang i-irradiate ang ibabaw ng materyal na hinangin upang matunaw ang materyal at makabuo ng maaasahang joint.Ang laser welding equipment ay hindi gaanong ginagamit dahil sa mataas na halaga ng paunang puhunan, mahabang panahon ng pagbabalik, at ang kahirapan ng aluminum alloy laser welding.
5. Upang maibsan ang epekto ng welding deformation sa katumpakan ng sukat ng kahon, ipinakilala ang bolt self-tightening technology (FDS) at teknolohiya ng bonding, kung saan ang mga kilalang negosyo ay WEBER sa Germany at 3M sa United States.
Ang teknolohiya ng koneksyon ng FDS ay isang uri ng malamig na proseso ng pagbuo ng self-tapping screw at bolt connection sa pamamagitan ng tightening shaft ng equipment center upang magsagawa ng high-speed rotation ng motor na konektado sa plate friction heat at plastic deformation.Karaniwan itong ginagamit sa mga robot at may mataas na antas ng automation.
Sa larangan ng paggawa ng bagong energy battery pack, ang proseso ay pangunahing inilalapat sa frame structure box, na may proseso ng bonding, upang matiyak ang sapat na lakas ng koneksyon habang napagtatanto ang pagganap ng sealing ng kahon.Halimbawa, ang case ng baterya ng isang modelo ng Kotse ng NIO ay gumagamit ng teknolohiyang FDS at ginawa sa dami.Bagama't ang teknolohiya ng FDS ay may malinaw na mga pakinabang, mayroon din itong mga disadvantages: mataas na gastos ng kagamitan, mataas na halaga ng post-weld protrusions at screws, atbp., at nililimitahan din ng mga kondisyon ng operating ang paggamit nito.
Bahagi 3. Bahagi ng Market: Malaki ang espasyo ng merkado ng kahon ng baterya, na may mabilis na paglaki ng tambalan
Ang mga purong de-koryenteng sasakyan ay patuloy na tumataas sa volume, at ang espasyo sa pamilihan ng mga kahon ng baterya para sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay mabilis na lumalawak.Batay sa mga pagtatantya sa domestic at pandaigdigang benta ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, kinakalkula namin ang puwang ng domestic market ng mga kahon ng baterya ng bagong enerhiya na sasakyan sa pamamagitan ng pag-aakalang ang average ng bawat unit na halaga ng mga bagong kahon ng baterya ng enerhiya:
Mga pangunahing pagpapalagay:
1) Ang dami ng benta ng Bagong mga sasakyang pang-enerhiya sa China sa 2020 ay 1.25 milyon.Ayon sa Medium and Long-term Development Plan of Automobile Industry na inisyu ng tatlong Ministries at komisyon, makatwirang isipin na ang dami ng benta ng mga bagong sasakyang pampasaherong enerhiya sa Tsina sa 2025 ay aabot sa 6.34 milyon, at ang produksyon sa ibang bansa ng mga bagong aabot sa 8.07 milyon ang mga sasakyang pang-enerhiya.
2) Ang dami ng benta sa loob ng bansa ng mga purong de-koryenteng sasakyan ay nagkakahalaga ng 77% sa 2020, kung ipagpalagay na ang dami ng benta ay aabot sa 85% sa 2025.
3) Ang permeability ng aluminum alloy na kahon ng baterya at bracket ay pinananatili sa 100%, at ang halaga ng isang bike ay RMB3000.
Mga resulta ng pagkalkula: tinatayang sa 2025, ang market space ng mga kahon ng baterya para sa mga bagong sasakyang pampasaherong enerhiya sa China at sa ibang bansa ay magiging humigit-kumulang RMB 16.2 bilyon at RMB 24.2 bilyon, at ang compound growth rate mula 2020 hanggang 2025 ay magiging 41.2% at 51.7%
Oras ng post: Mayo-16-2022
