Nuovi veicoli energetici richiedono parti di stampaggio di precisione
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L'industria automobilistica globale sta vivendo una trasformazione del sistema energetico mai vista in un secolo. Il tasso di penetrazione dei veicoli a nuova energia (NEV) è salito da meno del 5% nel 2020 a oltre il 35% nel 2025, e ha persino superato il 50% nei mercati europeo e cinese a tappe. Questa trasformazione strutturale ha un impatto profondo e multidimensionale sull'industria dello stampaggio dell'hardware. Non solo rimodella la mappa delle categorie delle parti di stampaggio, ma propone anche requisiti di salto per materiali, precisione e affidabilità del processo. Questo documento analizza come i nuovi veicoli energetici possono diventare il motore della domanda di parti di stampaggio di precisione da quattro moduli chiave: sistema di batterie, sistema di azionamento elettrico, corpo leggero e sistema di gestione termica.
Custodia per batteria: timbrata "New World"
Il pacco batteria di potenza è il nucleo e l'assemblaggio incrementale più prezioso per i veicoli di nuova energia. Il mercato per le sue parti di stampaggio del guscio è balzato da quasi zero a decine di miliardi di dollari. Il guscio della batteria è diviso in tre parti: il guscio della batteria, il telaio del modulo e l'intero guscio inferiore del pacchetto. Il guscio della batteria di solito adotta un processo di imbutitura profonda di precisione, utilizzando una striscia di acciaio nichelato o una striscia in lega di alluminio con uno spessore da 0,3 mm a 0,8 mm, che ha standard estremamente rigorosi per l'uniformità dello spessore della parete, la tenuta all'aria e la pulizia della superficie. Prendendo come esempio il grande guscio della batteria cilindrica 4680, il suo rapporto profondità-diametro supera 1: 2,5 e il tradizionale allungamento multistazione è soggetto a fratture del fondo o rughe della parete. È necessario introdurre la curva di velocità flessibile e il controllo della forza del supporto del supporto del supporto del supporto del divisorio del divisorio del divisorio del divisorio del divisorio del divisorio del divisorio
Come parte protettiva strutturale, il guscio inferiore del pacco batteria è stato saldato da dozzine di parti di stampaggio nei primi giorni e ora si sta evolvendo verso lo stampaggio integrato su larga scala. Il guscio inferiore integrato in lega di alluminio adotta piastre serie 6000 o 7000 ed è formato da matrici continue multi-stazione o linea di stampaggio in serie. La profondità di stampaggio può raggiungere più di 200 mm, il che pone requisiti estremamente elevati per la progettazione del canale dell'acqua di raffreddamento e la gestione dell'equilibrio termico dello stampo. Allo stesso tempo, per soddisfare il grado di tenuta IP67 / IP69K del pacco batteria, la planarità e la precisione del foro della superficie della flangia del guscio devono raggiungere meno di 0,1 mm, il che promuove l'accoppiamento profondo del servo punzone di grande tonnellaggio e il sistema di misurazione laser online. I principali produttori globali di batterie stanno coltivando le proprie catene di fornitura di stampaggio o costruendo la propria capacità di stampaggio interna per garantire la sicurezza e la coerenza della fornitura di gusci.
Parti di stampaggio del sistema di azionamento elettrico: la sfida dell'alta precisione e dell'alta velocità
Il sistema di azionamento elettrico sostituisce il motore e il cambio del veicolo a combustibile, che porta una serie di requisiti di parti di stampaggio come lo statore del motore e il nucleo del rotore, l'ingranaggio del riduttore, il guscio dell'inverter e le barre di rame di collegamento. Tra questi, lo statore del motore e il nucleo del rotore sono laminati da 0,25 mm a 0,35 mm di spessore in lamiere di acciaio al silicio non orientate e la precisione di stampaggio influisce direttamente sull'efficienza del motore. La timbratura della lamiera di acciaio al silicio appartiene alla categoria della microtimbratura ad alta velocità. I tempi di stampaggio sono solitamente da 400 a 800 volte al minuto. Il gioco del bordo dello stampo deve essere controllato entro il 3% -5% dello spessore del materiale e l'altezza della bava non deve superare 0,02 mm. Poiché la velocità del motore di azionamento si muove verso più di 20000rpm, i requisiti per il coefficiente di laminazione e la coassialità del nucleo di ferro sono sempre più rigorosi, il che guida l'aggiornamento iterativo dello stampo progressivo di precisione e della tecnologia di rivettatura impilabile online.
L'alloggiamento dell'inverter è solitamente realizzato in pressofusione in lega di alluminio, ma la sbarra collettrice interna, lo schermo e la piastra di raffreddamento sono pesantemente stampati. Lo stampaggio della sbarra collettrice in rame richiede una finitura superficiale molto elevata e la smussatura dei bordi per evitare scariche ad alta tensione. Alcuni modelli ad alte prestazioni utilizzano persino rame privo di ossigeno per la microstampa e la precisione dello spessore richiede ±0,01mm. Ciò rappresenta una sfida significativa per il controllo costante del processo di stampaggio.
Corpo leggero: la corsa di stampaggio per alluminio e acciaio formato a caldo
L'ansia dei nuovi veicoli energetici per la gamma di crociera spinge la leggerezza del corpo a un livello più profondo. Il rapporto di applicazione dei fogli di alluminio in quattro porte, due coperture, parafanghi e altre parti di copertura è aumentato rapidamente da meno del 10% dei veicoli a combustibile al 30% -50%. La difficoltà dello stampaggio in lega di alluminio risiede nel suo basso valore n e r, nella finestra di formatura stretta e nel rimbalzo significativo. Attualmente, le parti di copertura in lamiera di alluminio utilizzano principalmente servo punzoni con cuscini d'aria multi-azione, che evitano crepe e rughe attraverso il controllo della pressione variabile durante lo stiramento. La tecnologia HFQ (hot forming-hardening) della piastra di alluminio è stata anche prodotta in serie in alcuni modelli di fascia alta. La resistenza delle parti può raggiungere più di 250 MPa e il rimbalzo è controllato entro 0,2 mm.
Nel campo delle parti strutturali di sicurezza del corpo, l'acciaio al boro formato a caldo (PHS) continua ad espandere la sua posizione. I nuovi veicoli energetici hanno una tolleranza molto bassa per l'intrusione da impatto laterale a causa del fatto che la batteria è disposta sotto il pavimento, il che costringe i pilastri B, le travi di soglia e le travi anticollisione laterali dei pacchi batteria a utilizzare un gran numero di acciaio formato a caldo da 1500 MPa o addirittura 2000 MPa. Le linee di produzione di stampaggio a caldo per tali parti sono altamente automatizzate, compresi forni di riscaldamento, manipolatori a trasporto rapido, presse servoidrauliche e sistemi di tempra in-mold, e l'investimento in una singola linea di produzione può facilmente superare i 100 milioni di yuan. Tra il 2024 e il 2025, la Cina aggiungerà più di 60 linee di produzione di stampaggio a caldo, più della metà delle quali servirà nuovi veicoli energetici.
Sistema di gestione termica parti stampaggio: la mente dietro controllo preciso della temperatura
Il sistema di gestione termica dei veicoli a nuova energia è molto più complesso di quello dei veicoli a combustibile, coinvolgendo più circuiti come il raffreddamento della batteria, il raffreddamento del motore, la pompa di calore dell'abitacolo e la dissipazione elettronica del calore. Questo sistema ha generato un gran numero di piastre di raffreddamento stampate, piastre di scorrimento e camere d'acqua. Tali parti sono solitamente stampate con fogli di acciaio inossidabile o lega di alluminio e brasate con un'altra parte stampata, saldate al laser o saldate per attrito per formare un corridore sigillato. Il processo di stampaggio richiede un rigoroso controllo delle sbavature e della deformazione per garantire la levigatezza della superficie di saldatura e la coerenza della sezione del corridore. Mentre la potenza di ricarica rapida della batteria si muove verso 800 V o anche più in alto, la densità di dissipazione del calore della piastra di raffreddamento a liquido aumenta bruscamente e la precisione geometrica del corridore di stampaggio si evolve dal livello sub-millimetrico al livello micron, che promuove il processo di stampaggio nella direzione del processo composito di incisione + stampaggio.
Il rimodellamento del panorama della supply chain
La domanda di parti di stampaggio di precisione nei veicoli a nuova energia sta rimodellando la piramide dei fornitori. I tradizionali giganti dello stampaggio Tier 1 stanno accelerando la trasformazione delle linee di prodotti elettrificati, mentre un certo numero di piccole e medie imprese tecnologicamente avanzate che si concentrano su custodie per batterie e parti di stampaggio di azionamenti elettrici stanno rapidamente emergendo. Al fine di garantire l'elemento centrale della sicurezza delle batterie, le case automobilistiche scelgono sempre più di legarsi profondamente ai fornitori di stampaggio e persino di adottare il modello "factory-in-a-factory", richiedendo che le linee di stampaggio siano costruite direttamente all'interno della fabbrica di batterie. Questa tendenza all'integrazione verticale ha stabilito nuovi standard per la velocità di risposta alla consegna e il sistema di gestione della qualità delle imprese di stampaggio e ha anche generato un nuovo ciclo di investimenti di capitali e concorrenza tecnologica nel settore dello stampaggio.
