新趋势:
新能源车辆轻量化
“节能减排”主旋律,新能源应运而生
汽车领域是推进我国节能减排的重点。2020年中国汽车工程学会组织全行业专家修订编制的《节能与新能源汽车技术路线2.0》发布,对于乘用车新车的油耗做了具体的要求,2025/2030/2035年乘用车新车的平均油耗分别需要降至4.6、3.2、2.0L/100km,节能减排标准持续升级。
《节能与新能源汽车技术路线2.0》
能耗总体目标
续航里程和整车重量的平衡
在政策+市场的双重助推下,国内新能源车渗透率快速提升,从2020年1月的2.7%提升到2021年11月份的20%,随着新能源车份额的不断扩大,相关的问题也逐渐突出。2021年2月,“中国汽车流通协会”发布文章《如何破解新能源车里程焦虑?》,提及根据协会对于新能源车主用车体验的面访调研结果,用户购买时最关心的问题就是“电池续航能力”,占比达到31.8%,里程焦虑成为消费者购买新能源车的核心关注内容。
除了电池电机,续航能力还有一个重要的影响因素,即整车重量。虽然新能源车相较于燃油车减少了发动机和变速箱,但是增加了三电(电机、电控、电池)系统,由于电池动力系统的能量密度低于燃油系统,所以会导致新能源整车的重量高于传统燃油车。
燃油车与新能源车质量对比(kg)
数据来源:汽车之家,东吴证券研究所绘制
广大用户新能源车对于续航里程的诉求,增加了对于整车轻量化的需求。
新需求:
新能源车辆结构变化
纯电动车与传统燃油车的结构对比
与传统燃油车相比,新能源车的动力总成发生重大变化,对机床的要求是定制化开发。同时,电池保护系统是一个非常复杂的系统工程,不仅要考虑到坚固耐造性,更要考虑到防尘、 防潮、防水性,并兼顾热性能。
复杂的系统以及电池安全势必对加工工艺提出新的要求,机床需求也重点以加工中心、龙门等为主,工艺则以中心高压出水为主,对高压水泵的需求量大。
新机遇:
一体化压铸发展前景
传统汽车制造工艺,工序多耗时长
在传统汽车车身制造过程中,冲压+焊接两大步骤构成核心工艺。
冲压是传统汽车车身制造的第一道核心工艺,其是利用冲床等设备将钢或铝合金压成各种车身零部件。据统计,汽车上有60%-70%的零部件是用冲压工艺生产的。焊接是指对冲压后的零部件进行连接,主要通过焊接机器人完成。
据统计,每辆车车身(车身总成及车身部装件)一般由300-400个零部件组成,大约有3000-6000个焊点,主要在焊接车间完成,工序多,生产时间较长。
一体化压铸,颠覆传统汽车制造工艺
一体化压铸成型工艺可大大减少零部件使用数量,一次压铸即可获得完整的零部件,从而取代传统复杂的冲压+焊接工序,大幅缩短制造时间。以某厂商后底板制造为例,其使用6000T压铸机一体成型,零件数从70多个减少为1-2个,焊点大约由700-800个减少到50个,同时制造时间由原来的1-2小时缩减至3-5分钟,效率大幅提升。
由于一体化压铸技术在效率、安全、降本等方面的优异表现,受到了市场强烈的关注,多家车企跟进一体化压铸,市场空间广阔。汽车供应链及时跟进,新势力车型确定采用一体化压铸。多家汽车供应商布局一体化压铸领域,随之产生的机床需求液大幅提升。以新能源车后底板为例,一体化压铸成型后,需要配套相应机床进行压铸件的毛刺与毛边等的切屑。根据统计,一台6000-8000吨级压铸机需配套20-25台龙门机床。
电动化与轻量化乃大势所趋,推动存量设备加速更新。预计从2022年开始,随着其他新能源车厂商逐步跟进推动一体压铸工艺,相关机床需求将迎来爆发。
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