ข่าว

ส่วนที่ 2 เทคโนโลยี: การอัดขึ้นรูปอลูมิเนียม + การเชื่อมแบบกวนด้วยแรงเสียดทานเป็นกระแสหลัก การเชื่อมด้วยเลเซอร์และ FDS หรือกลายเป็นทิศทางในอนาคต

1. เมื่อเปรียบเทียบกับการหล่อและการปั๊มขึ้นรูป โปรไฟล์การอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมแล้วการเชื่อมเป็นเทคโนโลยีหลักของกล่องแบตเตอรี่ในปัจจุบัน

1) ความลึกของการดึงของเปลือกใต้ชุดแบตเตอรี่ที่เชื่อมด้วยแผ่นอลูมิเนียมปั๊ม การสั่นสะเทือนและแรงกระแทกของชุดแบตเตอรี่ไม่เพียงพอ และปัญหาอื่น ๆ ต้องการให้ผู้ประกอบการรถยนต์มีความสามารถในการออกแบบแบบบูรณาการที่แข็งแกร่งของร่างกายและแชสซี

2) ถาดแบตเตอรี่อลูมิเนียมหล่อในโหมดหล่อตายใช้การขึ้นรูปแบบครั้งเดียวทั้งหมดข้อเสียคืออลูมิเนียมอัลลอยด์มีแนวโน้มที่จะเกิดการ undercasting รอยแตก การแยกความเย็น การกดทับ ความพรุน และข้อบกพร่องอื่นๆ ในกระบวนการหล่อคุณสมบัติการปิดผนึกของผลิตภัณฑ์หลังการหล่อไม่ดี และการยืดตัวของโลหะผสมอลูมิเนียมหล่อต่ำ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียรูปหลังจากการชนกัน

3) ถาดแบตเตอรี่โลหะผสมอลูมิเนียมอัดเป็นรูปแบบการออกแบบถาดแบตเตอรี่หลักในปัจจุบัน ผ่านการประกบและการประมวลผลของโปรไฟล์เพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกัน มีข้อดีของการออกแบบที่ยืดหยุ่น การประมวลผลที่สะดวก ง่ายต่อการปรับเปลี่ยนและอื่น ๆประสิทธิภาพ ถาดแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอัลลอยด์อัดขึ้นรูปมีความแข็งแกร่ง ต้านทานการสั่นสะเทือน การอัดขึ้นรูป และแรงกระแทกสูง

2. โดยเฉพาะขั้นตอนการอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมให้เป็นกล่องแบตเตอรี่มีดังนี้

แผ่นด้านล่างของตัวกล่องถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมแบบกวนเสียดสีหลังจากแท่งอลูมิเนียมถูกอัดขึ้นรูป และตัวกล่องด้านล่างถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมด้วยแผ่นด้านข้างสี่แผ่นปัจจุบันโปรไฟล์อลูมิเนียมกระแสหลักใช้ 6063 หรือ 6016 ธรรมดา ความต้านทานแรงดึงโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 220 ~ 240MPa หากใช้อลูมิเนียมอัดที่มีความแข็งแรงสูงกว่า ความต้านทานแรงดึงสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 400MPa เมื่อเทียบกับกล่องโปรไฟล์อลูมิเนียมธรรมดาสามารถลดน้ำหนักได้ 20%~30%

3. เทคโนโลยีการเชื่อมยังได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง กระแสหลักในปัจจุบันคือการเชื่อมแบบกวนแบบเสียดสี

เนื่องจากจำเป็นต้องต่อโปรไฟล์ เทคโนโลยีการเชื่อมจึงมีผลกระทบอย่างมากต่อความเรียบและความแม่นยำของกล่องแบตเตอรี่เทคโนโลยีการเชื่อมกล่องแบตเตอรี่แบ่งออกเป็นการเชื่อมแบบดั้งเดิม (การเชื่อม TIG, CMT) และปัจจุบันคือการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานกระแสหลัก (FSW) การเชื่อมด้วยเลเซอร์ขั้นสูง เทคโนโลยีการขันสลักเกลียวด้วยตนเอง (FDS) และเทคโนโลยีการเชื่อม

การเชื่อม TIG อยู่ภายใต้การป้องกันของก๊าซเฉื่อย โดยใช้ส่วนโค้งที่สร้างขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดทังสเตนและการเชื่อมเพื่อให้ความร้อนละลายโลหะฐานและเติมลวดเพื่อสร้างรอยเชื่อมคุณภาพสูงอย่างไรก็ตาม ด้วยวิวัฒนาการของโครงสร้างกล่อง ขนาดกล่องจะใหญ่ขึ้น โครงสร้างโปรไฟล์จะบางลง และความแม่นยำของมิติหลังการเชื่อมได้รับการปรับปรุง การเชื่อม TIG จึงมีข้อเสีย

CMT เป็นกระบวนการเชื่อม MIG/MAG ใหม่ โดยใช้กระแสพัลส์ขนาดใหญ่เพื่อทำให้ส่วนโค้งของลวดเชื่อมเป็นไปอย่างราบรื่น ผ่านแรงตึงผิวของวัสดุ แรงโน้มถ่วง และการปั๊มเชิงกล ทำให้เกิดการเชื่อมอย่างต่อเนื่อง โดยมีอินพุตความร้อนเพียงเล็กน้อย ไม่กระเด็น ความเสถียรของส่วนโค้ง และ ความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็วและข้อดีอื่น ๆ สามารถใช้กับการเชื่อมวัสดุได้หลากหลายตัวอย่างเช่น โครงสร้างกล่องใต้แพ็คเกจแบตเตอรี่ที่ใช้โดยรุ่น BYD และ BAIC ส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีการเชื่อม CMT

4. การเชื่อมฟิวชันแบบดั้งเดิมมีปัญหา เช่น การเสียรูป ความพรุน และค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมต่ำที่เกิดจากอินพุตความร้อนขนาดใหญ่ดังนั้นจึงมีการใช้เทคโนโลยีการเชื่อมแบบเสียดทานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพมากขึ้นพร้อมคุณภาพการเชื่อมที่สูงขึ้นจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

FSW ขึ้นอยู่กับความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานระหว่างเข็มผสมที่หมุนกับไหล่เพลาและโลหะฐานเป็นแหล่งความร้อน ผ่านการหมุนของเข็มผสมและแรงตามแนวแกนของไหล่เพลาเพื่อให้เกิดการไหลของพลาสติกของ โลหะฐานเพื่อให้ได้รอยเชื่อมข้อต่อการเชื่อม FSW ที่มีความแข็งแรงสูงและประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการเชื่อมกล่องแบตเตอรี่ตัวอย่างเช่น กล่องแบตเตอรี่ของ Geely และ Xiaopeng หลายรุ่นใช้โครงสร้างการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานแบบกวนสองด้าน

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงเพื่อฉายรังสีพื้นผิวของวัสดุที่จะเชื่อมเพื่อละลายวัสดุและสร้างข้อต่อที่เชื่อถือได้อุปกรณ์เชื่อมด้วยเลเซอร์ยังไม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีต้นทุนการลงทุนเริ่มแรกสูง ระยะเวลาคืนทุนนาน และความยากในการเชื่อมด้วยเลเซอร์โลหะผสมอลูมิเนียม

5. เพื่อบรรเทาผลกระทบของการเสียรูปในการเชื่อมต่อความแม่นยำของขนาดกล่อง จึงได้มีการนำเทคโนโลยีการขันสลักเกลียว (FDS) และเทคโนโลยีการยึดติดมาใช้ โดยองค์กรที่มีชื่อเสียง ได้แก่ WEBER ในเยอรมนีและ 3M ในสหรัฐอเมริกา

เทคโนโลยีการเชื่อมต่อ FDS เป็นกระบวนการขึ้นรูปเย็นชนิดหนึ่งของการเชื่อมต่อสกรูและโบลต์ด้วยตนเองผ่านเพลาที่กระชับของศูนย์อุปกรณ์เพื่อดำเนินการหมุนด้วยความเร็วสูงของมอเตอร์เพื่อเชื่อมต่อกับความร้อนจากการเสียดสีของแผ่นและการเสียรูปพลาสติกมักใช้กับหุ่นยนต์และมีระบบอัตโนมัติในระดับสูง

ในด้านการผลิตชุดแบตเตอรี่พลังงานใหม่ กระบวนการส่วนใหญ่จะนำไปใช้กับกล่องโครงสร้างเฟรมด้วยกระบวนการพันธะ เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแรงในการเชื่อมต่อที่เพียงพอในขณะที่ตระหนักถึงประสิทธิภาพการปิดผนึกของกล่องตัวอย่างเช่น กล่องแบตเตอรี่ของรถยนต์รุ่น NIO ใช้เทคโนโลยี FDS และได้รับการผลิตในเชิงปริมาณแม้ว่าเทคโนโลยี FDS จะมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน เช่น ต้นทุนอุปกรณ์สูง ต้นทุนสูงของส่วนที่ยื่นออกมาหลังการเชื่อมและสกรู ฯลฯ และสภาวะการทำงานยังจำกัดการใช้งานอีกด้วย

ส่วนที่ 3 ส่วนแบ่งการตลาด: พื้นที่ตลาดกล่องแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่และมีการเติบโตอย่างรวดเร็ว

ปริมาณรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และพื้นที่ตลาดของกล่องแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็วจากการประมาณการยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ในประเทศและทั่วโลก เราคำนวณพื้นที่ตลาดในประเทศของกล่องแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่โดยการสมมติมูลค่าเฉลี่ยต่อหน่วยของกล่องแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่:

สมมติฐานหลัก:

1) ปริมาณการขายรถยนต์พลังงานใหม่ในประเทศจีนในปี 2563 อยู่ที่ 1.25 ล้านตามแผนพัฒนาระยะกลางและระยะยาวของอุตสาหกรรมยานยนต์ที่ออกโดยกระทรวงและคณะกรรมการทั้งสามแห่ง มีความสมเหตุสมผลที่จะสรุปได้ว่าปริมาณการขายรถยนต์โดยสารพลังงานใหม่ในประเทศจีนในปี 2568 จะสูงถึง 6.34 ล้านคัน และการผลิตรถยนต์พลังงานใหม่ในต่างประเทศ รถยนต์พลังงานจะถึง 8.07 ล้าน

2) ปริมาณการขายรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ในประเทศคิดเป็น 77% ในปี 2563 โดยสมมติว่าปริมาณการขายจะคิดเป็น 85% ในปี 2568

3) การซึมผ่านของกล่องแบตเตอรี่และตัวยึดแบตเตอรี่อลูมิเนียมอัลลอยด์ยังคงอยู่ที่ 100% และมูลค่าของจักรยานคันเดียวคือ RMB3000

ผลการคำนวณ: คาดว่าภายในปี 2568 พื้นที่ตลาดของกล่องแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์โดยสารพลังงานใหม่ในประเทศจีนและต่างประเทศจะอยู่ที่ประมาณ 16.2 พันล้านหยวนและ 24.2 พันล้านหยวน และอัตราการเติบโตแบบทบต้นระหว่างปี 2563 ถึง 2568 จะเป็น 41.2% และ 51.7%