パート 2. 技術: アルミニウム押出 + 摩擦攪拌溶接が主流、レーザー溶接と FDS または将来の方向性
1. ダイカストやプレスと比較して、現在のバッテリーボックスの主流の技術は、アルミ押出成形とその後の溶接です。
1) プレスアルミニウムプレートによって溶接されるバッテリーパックの下のシェルの絞りの深さ、バッテリーパックの不十分な振動および衝撃強度、およびその他の問題により、自動車企業はボディとシャーシの強力な統合設計能力を必要とします。
2) ダイカストモードの鋳造アルミニウムバッテリートレイは、全体を一度の成形を採用しています。欠点は、アルミニウム合金が鋳造プロセスにおいてアンダーキャスト、亀裂、低温絶縁、くぼみ、気孔、その他の欠陥を起こしやすいことです。鋳造後の製品のシール性が悪く、鋳造アルミニウム合金の伸びが低いため、衝突後に変形しやすい。
3）押出アルミニウム合金バッテリートレイは、現在の主流のバッテリートレイ設計スキームであり、さまざまなニーズを満たすためにプロファイルのスプライシングと処理を通じて、柔軟な設計、便利な処理、修正が容易などの利点があります。性能 押出アルミニウム合金バッテリートレイは、高い剛性、耐振動性、押出および衝撃性能を備えています。
2. 具体的には、電池ボックスを形成するためのアルミニウム押出成形のプロセスは次のとおりです。
箱本体の底板はアルミニウム棒を押出成形した後、摩擦撹拌接合により形成され、底箱本体は４枚の側板と溶接により形成される。現在、主流のアルミニウム形材は通常の6063または6016を使用しており、引張強さは基本的に220〜240MPaですが、より高強度の押出アルミニウムを使用すると、引張強さは400MPa以上に達し、通常のアルミニウム形材と比較して重量を軽減できます。 20％〜30％。
3. 溶接技術も進歩し続けており、現在の主流は摩擦撹拌溶接です。
プロファイルを接合する必要があるため、溶接技術はバッテリー ボックスの平面度と精度に大きな影響を与えます。電池ボックスの溶接技術は、従来の溶接（TIG溶接、CMT）と、現在主流の摩擦溶接（FSW）、より高度なレーザー溶接、ボルト自動締付技術（FDS）および接合技術に分かれています。
TIG溶接は不活性ガスの保護下で行われ、タングステン電極と溶接部の間に発生するアークを利用して母材とフィルワイヤを加熱溶解し、高品質の溶接を形成します。しかし、ボックス構造の進化により、ボックスサイズの大型化、プロファイル構造の薄肉化、溶接後の寸法精度の向上により、TIG溶接では不利な点が生じてきました。
CMT は新しい MIG/MAG 溶接プロセスであり、大きなパルス電流を使用して、材料の表面張力、重力、機械的ポンピングを通じて溶接ワイヤのアークを滑らかにし、入熱が小さく、スプラッシュがなく、アークの安定性が高く、連続溶接を形成します。溶接速度が速いなどの利点があり、さまざまな材料の溶接に使用できます。たとえば、BYD および BAIC モデルで使用されているバッテリー パッケージの下のボックス構造は、主に CMT 溶接技術を採用しています。
4. 従来の溶融溶接では、大入熱による変形、気孔率、溶接継手係数の低下などの問題がありました。したがって、溶接品質が高く、より効率的で環境に優しい摩擦撹拌溶接技術が広く使用されています。
FSWは、回転する混合ニードルとシャフト肩部の間の摩擦によって発生する熱と熱源としての母材に基づいており、混合ニードルの回転とシャフト肩部の軸力を通じて、可塑化フローを達成します。溶接接合部を得るために母材金属を使用します。高強度と優れたシール性能を備えたFSW溶接継手は、バッテリーボックスの溶接分野で広く使用されています。例えば、吉利と小鵬の多くのモデルのバッテリーボックスは両面摩擦撹拌接合構造を採用しています。
レーザー溶接では、高エネルギー密度のレーザービームを使用して溶接する材料の表面を照射し、材料を溶かして信頼性の高い接合を形成します。レーザー溶接装置は、初期投資コストが高く、回収期間が長く、アルミニウム合金のレーザー溶接が難しいため、広く使用されていません。
5. 溶接変形によるボックス寸法精度への影響を軽減するために、ドイツのWEBER社や米国の3M社などのボルト自動締付技術（FDS）や接合技術が導入されています。
FDS接続技術は、プレートの摩擦熱と塑性変形に接続されるモーターの高速回転を伝導するために、機器センターの締め付けシャフトを介してセルフタッピングねじとボルトを接続する一種の冷間成形プロセスです。通常はロボットとともに使用され、高度な自動化が行われます。
新エネルギー電池パックの製造分野では、ボックスの密閉性を実現しながら十分な接続強度を確保するために、主にフレーム構造のボックスに接着処理を施して適用されます。例えば、NIO の自動車モデルのバッテリー ケースは FDS 技術を使用しており、定量的に生産されています。 FDS 技術には明らかな利点がありますが、欠点もあります。装置コストが高く、溶接後の突起やネジなどのコストが高く、動作条件によってもその用途が制限されます。
パート 3. 市場シェア: バッテリー ボックスの市場スペースは大きく、急速な複合成長を遂げています。
純粋な電気自動車の台数は増加し続けており、新エネルギー自動車用のバッテリーボックスの市場スペースは急速に拡大しています。新エネルギー車の国内および世界の販売予測に基づいて、新エネルギー車用バッテリー ボックスの単位あたりの平均値を仮定して、新エネルギー車用バッテリー ボックスの国内市場スペースを計算します。
主な前提条件:
1) 2020年の中国の新エネルギー車販売台数は125万台。三省および委員会が発表した自動車産業中長期発展計画によると、2025 年の中国における新エネルギー乗用車の販売台数は 634 万台に達し、新エネルギー乗用車の海外生産はエネルギー自動車は 807 万台に達すると予想されます。
2) 2025 年に純電気自動車の国内販売台数が 85% となると仮定すると、2020 年の国内販売台数は 77% となります。
3) アルミニウム合金バッテリーボックスとブラケットの透過性は 100% に維持され、自転車 1 台の価格は RMB3000 です。
計算結果：2025年までに中国国内外の新エネルギー乗用車用バッテリーボックスの市場規模は約162億元、242億元になると推定され、2020年から2025年までの複合成長率は41.2％、 51.7%
投稿日時: 2022 年 5 月 16 日
