اخبار

بخش 2. فناوری: اکستروژن آلومینیوم + جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان جریان اصلی، جوشکاری لیزری و FDS یا تبدیل شدن به جهت آینده

1. در مقایسه با ریخته گری و مهر زنی، پروفیل های تشکیل اکستروژن آلومینیومی و سپس جوشکاری، تکنولوژی اصلی جعبه های باتری در حال حاضر است.

1) عمق کشش پوسته زیر بسته باتری جوش داده شده توسط صفحه آلومینیومی مهر زنی، ارتعاش و قدرت ضربه ناکافی بسته باتری و سایر مشکلات مستلزم داشتن توانایی طراحی یکپارچه قوی بدنه و شاسی است.

2) سینی باتری آلومینیومی ریخته گری در حالت ریخته گری قالب کل قالب گیری یک بار را می پذیرد.عیب آن این است که آلیاژ آلومینیوم در فرآیند ریخته‌گری مستعد افتادگی، ترک، جداسازی سرد، فرورفتگی، تخلخل و سایر عیوب است.خاصیت آب بندی محصول پس از ریخته گری ضعیف است و ازدیاد طول آلیاژ آلومینیوم ریخته گری کم است که مستعد تغییر شکل پس از برخورد است.

3) سینی باتری آلیاژ آلومینیوم اکسترود شده طرح اصلی طراحی سینی باتری فعلی است، از طریق اتصال و پردازش پروفیل ها برای رفع نیازهای مختلف، دارای مزایای طراحی انعطاف پذیر، پردازش راحت، آسان برای تغییر و غیره است.عملکرد سینی باتری آلیاژ آلومینیوم اکسترود شده دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر لرزش، اکستروژن و عملکرد ضربه است.

2. به طور خاص، فرآیند اکستروژن آلومینیوم برای تشکیل جعبه باتری به شرح زیر است:

صفحه زیرین بدنه جعبه با جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پس از اکسترود شدن نوار آلومینیومی و بدنه جعبه پایینی با جوشکاری با چهار صفحه جانبی تشکیل می شود.در حال حاضر، پروفیل آلومینیومی جریان اصلی از 6063 یا 6016 معمولی استفاده می کند، استحکام کششی اساساً بین 220 ~ 240 مگا پاسکال است، در صورت استفاده از آلومینیوم اکسترود شده با مقاومت بالاتر، استحکام کششی می تواند به بیش از 400 مگاپاسکال برسد، در مقایسه با جعبه پروفیل آلومینیومی معمولی می تواند وزن را کاهش دهد. 20 تا 30 درصد

3. فن آوری جوش نیز به طور مداوم در حال ارتقا است، جریان اصلی فعلی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی است

با توجه به نیاز به اتصال پروفیل، تکنولوژی جوش تاثیر زیادی در صافی و دقت جعبه باتری دارد.فناوری جوشکاری جعبه باتری به جوشکاری سنتی (جوشکاری TIG، CMT) و در حال حاضر جوشکاری اصطکاکی (FSW)، جوشکاری لیزری پیشرفته تر، فناوری خود سفت شدن پیچ (FDS) و فناوری اتصال تقسیم می شود.

جوشکاری TIG تحت حفاظت گاز بی‌اثر است و از قوس تولید شده بین الکترود تنگستن و جوش برای گرم کردن فلز پایه و پر کردن سیم استفاده می‌کند تا جوش‌هایی با کیفیت بالا ایجاد شود.با این حال، با تکامل ساختار جعبه، اندازه جعبه بزرگ‌تر می‌شود، ساختار پروفیل نازک‌تر می‌شود و دقت ابعادی پس از جوشکاری بهبود می‌یابد، جوشکاری TIG در یک نقطه ضعف قرار دارد.

CMT یک فرآیند جدید جوشکاری MIG/MAG است که با استفاده از یک جریان پالس بزرگ برای صاف کردن قوس سیم جوش، از طریق کشش سطحی مواد، گرانش و پمپاژ مکانیکی، تشکیل یک جوش پیوسته، با ورودی حرارت کم، بدون پاشش، پایداری قوس و سرعت جوش سریع و مزایای دیگر، می تواند برای انواع جوشکاری مواد استفاده شود.به عنوان مثال، ساختار جعبه زیر بسته باتری استفاده شده توسط مدل های BYD و BAIC عمدتاً از فناوری جوشکاری CMT استفاده می کند.

4. جوشکاری ذوبی سنتی دارای مشکلاتی مانند تغییر شکل، تخلخل و ضریب اتصال جوش پایین است که ناشی از گرمای ورودی زیاد است.بنابراین، فناوری جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی سبز کارآمدتر و با کیفیت جوش بالاتر به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.

FSW بر اساس گرمای تولید شده از اصطکاک بین سوزن اختلاط دوار و شانه شفت و فلز پایه به عنوان منبع گرما، از طریق چرخش سوزن اختلاط و نیروی محوری شانه شفت برای دستیابی به جریان پلاستیک سازی است. فلز پایه برای به دست آوردن اتصال جوش.اتصال جوش FSW با استحکام بالا و عملکرد آب بندی خوب به طور گسترده ای در زمینه جوشکاری جعبه باتری استفاده می شود.به عنوان مثال، جعبه باتری بسیاری از مدل‌های Geely و Xiaopeng از ساختار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی دو طرفه استفاده می‌کند.

در جوشکاری لیزری از یک پرتو لیزر با چگالی انرژی بالا برای تابش سطح ماده جوش داده شده استفاده می شود تا مواد ذوب شده و یک اتصال قابل اعتماد تشکیل شود.تجهیزات جوش لیزری به دلیل هزینه بالای سرمایه گذاری اولیه، دوره بازگشت طولانی و دشواری جوشکاری لیزری آلیاژ آلومینیوم به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است.

5. به منظور کاهش تأثیر تغییر شکل جوش بر روی دقت اندازه جعبه، فناوری خود سفت شدن پیچ (FDS) و فناوری اتصال معرفی شده است که در میان آنها شرکت های معروف WEBER در آلمان و 3M در ایالات متحده هستند.

فناوری اتصال FDS نوعی فرآیند شکل‌دهی سرد اتصال پیچ و پیچ و مهره از طریق شفت سفت کردن مرکز تجهیزات برای انجام چرخش با سرعت بالا موتور برای اتصال به حرارت اصطکاک صفحه و تغییر شکل پلاستیک است.معمولاً با روبات ها استفاده می شود و دارای درجه بالایی از اتوماسیون است.

در زمینه تولید بسته باتری انرژی جدید، این فرآیند عمدتاً در جعبه ساختار قاب با فرآیند اتصال اعمال می شود تا ضمن تحقق عملکرد آب بندی جعبه، از استحکام اتصال کافی اطمینان حاصل شود.به عنوان مثال، قاب باتری یک خودرو مدل NIO از فناوری FDS استفاده می کند و به صورت کمی تولید شده است.اگرچه فناوری FDS دارای مزایای آشکاری است، اما دارای معایبی نیز می باشد: هزینه بالای تجهیزات، هزینه بالای برجستگی ها و پیچ های پس از جوش و غیره و شرایط عملیاتی نیز کاربرد آن را محدود می کند.

بخش 3. سهم بازار: فضای بازار جعبه باتری بزرگ است، با رشد سریع ترکیب

حجم خودروهای الکتریکی خالص همچنان در حال افزایش است و فضای بازار جعبه باتری برای وسایل نقلیه انرژی جدید به سرعت در حال گسترش است.بر اساس برآوردهای فروش داخلی و جهانی خودروهای انرژی نو، فضای بازار داخلی جعبه باتری خودروهای انرژی نو را با فرض میانگین ارزش واحد جعبه باتری‌های انرژی جدید محاسبه می‌کنیم:

مفروضات اصلی:

1) حجم فروش خودروهای انرژی نو در چین در سال 2020 1.25 میلیون است.با توجه به برنامه توسعه میان مدت و بلندمدت صنعت خودرو صادر شده توسط سه وزارتخانه و کمیسیون، منطقی است که فرض کنیم حجم فروش خودروهای سواری انرژی نو در چین در سال 2025 به 6.34 میلیون و تولید خارج از کشور جدید خواهد رسید. وسایل نقلیه انرژی به 8.07 میلیون دستگاه خواهد رسید.

2) حجم فروش داخلی خودروهای برقی خالص در سال 2020 77 درصد است، با این فرض که حجم فروش در سال 2025 به 85 درصد خواهد رسید.

3) نفوذپذیری جعبه باتری و براکت آلیاژ آلومینیوم در 100٪ حفظ می شود و ارزش یک دوچرخه تک RMB3000 است.

نتایج محاسبات: تخمین زده می شود که تا سال 2025، فضای بازار جعبه باتری برای وسایل نقلیه مسافربری انرژی جدید در چین و خارج از کشور حدود 16.2 میلیارد یوان و 24.2 میلیارد یوان باشد و نرخ رشد مرکب از سال 2020 تا 2025 41.2 درصد خواهد بود. 51.7٪