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在全球双碳背景下,新能源车进入爆发式增长阶段,产销量迅速提升。电池作为提供动力的核心部件,是新能源汽车的“心脏”。电池技术的发展、性能的提升是新能源车实现长久发展的核心动力。
除了新能源汽车电池,驱动电机也是动力系统的核心部件之一,直接影响汽车的爬坡能力、加速能力以及最高车速等性能指标,影响车辆动力性、经济性和舒适性。因此,汽车制造商对于电机的制造工艺和质量要求也变得更加严苛起来。随着新能源汽车电机及其零部件的市场需求被进一步拉动,预计2025年我国新能源汽车配套用驱动电机数量将达1005万台。
扩张的市场,升级的要求,让电池激光焊接技术、电池壳体加工、电极涂布与干燥,电机绕组和装配、发卡电机测试等相关解决方案受到了更多的关注。在荣格工业传媒成立25年之际,本期特别报道邀请到杜尔、恩耐激光、格劳博以及马波斯4家企业,听他们分享在汽车行业以及中国市场耕耘多年的故事,畅谈未来出行背后的技术革新!
杜尔:赋能灵活化、可持续性和数字化的未来汽车生产
车辆电气化和新制造商的出现为创新生产理念铺设了道路。智能工厂需要具有灵活和可扩展的概念,这既适用于希望以低投资启动的初创企业,也适用于希望集成新车型的大型原始设备制造商。
杜尔公司是汽车行业全球领先的一站式服务商,规划和实施交钥匙涂装车间、总装系统以及提供相关设备和机器人技术;此外,杜尔还提供用于空气污染控制和喷漆技术的高性能系统,其未来涂装车间概念符合初创企业和大型原始设备制造商的要求。不仅如此,杜尔还为电动汽车和电池生产提供特殊的生产技术:包括用于电极涂布与干燥的创新解决方案以及溶剂回收的系统,还有用于电池系统的涂胶应用技术。
技术的创新总是会带来生产效率的提升和资源的节约,比如杜尔推出的旋转浸涂技术RoDip、干式分离EcoDryScrubber、自动化喷漆工艺等等。这些创新技术具有可靠性高、工艺稳定、节能环保等特点,一经推出市场便受到极大的关注并被广泛采用,进而推动了行业的发展。
谈及未来的汽车生产技术,杜尔涂装系统工程(上海)有限公司CEO Reiner Schmid表示,未来的汽车生产将以灵活化、可持续性和数字化为特征。“我们将拥有更加灵活的生产工艺,而不是固定的生产线概念。无论生产节拍如何,不同的车型使用自动导引车输送到正确的加工站。这可以提高生产效率,并显著减少资源消耗。”
杜尔推出的未来涂装车间就是按照这个概念运作的。一方面,未来涂装车间可以将新车型轻松融入已有的生产流程,适合拥有多种车型的汽车制造商;另一方面,对于刚进入市场、最初生产少量但希望在需要时能快速提高产量的电动汽车制造商来说,这也很有吸引力。
此外,可持续生产技术的需求将会继续提高。今天,通过涂装车间烘房和废气净化等燃气工艺的电改解决方案,杜尔已经在为碳中和生产做出贡献。使用高效雾化器甚至“无过喷应用系统——EcoPaintJet”,就能够减少VOC的排放;EcoDryScrubber 等干式分离系统可对大部分工艺空气进行重复利用,减少的废气排量能够得到有效的净化。
数字化将继续在提高设备综合效率(OEE)方面发挥重要作用。杜尔的DXQanalyze系列中的一些产品可以评估当前和以往的机器与工厂数据,不仅可以检测到潜在缺陷或即将发生的磨损,还可以使用机器学习来预测未来。DXQenergy.management是另一款新软件,它可以透明地概览整个生产工厂的能源和介质消耗情况,并识别系统消耗出现的异常,同时也会识别出节约潜力。
40年前,杜尔公司首次进入中国市场,为大众建造喷漆室和烘房,由此拉开了杜尔在中国的序幕。凭借领先的技术、出色的项目管理、完善的服务等,借由中国汽车产业发展的东风,杜尔中国的业务蒸蒸日上。时至今日,杜尔中国拥有约1,300位雇员,并作为杜尔涂装的系统中心之一,负责东南亚地区的业务发展。除了成熟的原始设备制造商,杜尔的客户还包括许多新兴的电动汽车制造商。凭借丰富的经验,杜尔还能够为电动汽车厂家建立生产基地给出全面的建议。
“荣格工业传媒通过旗下杂志、网站等多媒体平台,通过会议活动、数字媒体等渠道,在助力工业资讯传播中起到了非常重要的作用。”Reiner Schmid也表达了对荣格的祝愿,“杜尔中国祝贺荣格工业传媒成立25周年,继续为工业企业赋能、为行业发展赋能。”
恩耐激光:汽车电气化升级中的光纤激光器专家
从“政策驱动”到“市场驱动”,中国的汽车市场正处于一条高速发展路。电动化、智能化、网联化的“新三化”发展趋势,不仅加速了激光技术的发展,也由此催生出一大批新的激光产品与激光应用。
恩耐激光自2004年进入中国市场以来,始终聚焦国内汽车市场,并不断结合自身优势推出贴合市场需求的创新型产品解决方案。连续光纤激光器产品自推出至今,已广泛应用于汽车制造中的车身及零配件的切割与焊接。
“随着中国汽车市场掀起从燃油转向新能源的新浪潮,我们针对新能源电池焊接推出了智能可调光斑系列光纤激光器,为汽车的电气化升级提供兼具安全性与稳定性的解决方案。”恩耐激光技术(上海)有限公司副总经理许焙琦分享道。
针对电动化,恩耐激光的SFX系列多功能焊接光纤激光器专为电池与新能源汽车市场设计,产品拥有更细的光纤芯径、更出色的光束质量以及可调的光斑形貌,适用于振镜系统远程焊接应用。搭配振镜以及具有专利算法的Plasmo焊中监测系统,将为市场提供更加完善的整体焊接解决方案。Plasmo焊中监测系统可发现并记录各种焊接缺陷,如虚焊、炸点、裂纹、咬边、成形不良等,为电池焊接生产提供更可靠的质量保证。
针对汽车智能化与网联化,恩耐激光高可靠性的940nm泵浦源搭载1550nm光纤激光器在广泛的温度和电流范围中可始终保持稳定,为泵浦源应用提供一致的高光谱吸收效率。该系列产品已成功通过车规验证并进入市场,将为激光雷达的扩大化应用与更高级别自动驾驶的落地更添动力。
“以《国际工业激光商情》杂志为起点,恩耐激光与荣格工业传媒的结缘已经超过十余载。作为行业颇具影响力的媒体,荣格在十余年里为我们提供了多元化的品牌增值服务,同时助力恩耐激光在中国市场成功打造不断向上的品牌影响力。随着业务板图的扩大,我们在工业、汽车、医疗等更多领域继续与荣格开展更加深入的合作。值此荣格工业传媒成立25周年之际,衷心祝愿荣格未来一路长虹,期待继续携手并进,共创佳绩。”
格劳博:十年激荡,提升电动汽车领域全球市场地位
刚刚过去的2022年,各行各业接受了来自后疫情时代的挑战,格劳博中国在这一年中不断挑战自我,以创新的开拓精神成功在中国电动汽车市场占领先机。例如,用于加工汽车底盘零部件、框架结构工件和电池外壳的新型F系列加工中心,hairpin定子交钥匙装配系统的进一步开发,以及定子项目在重点市场的持续本地化——格劳博在不断扩大电动汽车领域的市场领导地位。凭借其设备与系统,格劳博现已能够覆盖电动汽车的整个动力总成。
格劳博掌握各种电驱动产品的所有绕组和装配技术,并在生产高度复杂的电池模组系统方面拥有丰富的知识与经验。格劳博德国明德海姆总部已经为德国汽车工业交付了八条大型生产线,用于方形电池和软包电池的电池模组装配。未来,格劳博还将开发和生产用于完整电池包系统的大型总装系统。
在格劳博的生产车间,复杂的工艺步骤将用于大型槽状外壳组件中电池模组的装配、固定和电气连接。这些电池包系统就代表了新型电动汽车的整个车身底部。在为电芯生产建造所谓的巨型工厂方面,格劳博数月以来一直都在为这些突破性技术提供最先进的设备和生产系统。与此同时,格劳博继续投资于燃料电池技术的开发,以便能够及时提供用于批量生产的制造系统。
“尽管新冠病毒与乌克兰战争给当前全球经济发展带来了挑战,但我们已经注意到,电动汽车项目的需求正持续上升,大家对于电动汽车的兴趣依然高涨。”格劳博中国总经理Marcus Ostler说道。
由格劳博所生产的汽车电机定子
为了能够应对这一发展趋势,格劳博正在扩大其美国工厂和中国工厂的产能。除了对德国明德海姆总部的持续投资外,位于俄亥俄州布拉夫顿的格劳博美国工厂和位于辽宁大连的格劳博中国工厂的本地化工作也在全力推进,以便其能够“本地对本地”为主要的美国和中国市场提供服务。
“在过去的这一年里,格劳博中国在电动汽车领域创造了前所未有的新局面——成功交付了多条本地化生产的电动汽车全自动装配线,并获得了更多知名汽车品牌的订单。不仅如此,2022 年是格劳博集团中国本土化之旅的第十个年头。随着第二工厂的建立和第一工厂的全新规划布局,格劳博中国正迎来重要的发展变革。”Marcus Ostler表示,“格劳博中国将在疫情过后及传统汽车动力变革等大环境下,在第二个十年伊始,继续直面挑战并积极扩大各个领域的产品组合,同时加大在电动汽车、商用车、航空航天和医学工程等众多领域的投入。”
期待格劳博中国的下一个辉煌十年!
马波斯:全面把控发卡电机质量
汽车行业的电气化正在快速推进,制造商和供应商都在大力投资,以期成为关键参与者之一。尤其是驱动电机的发展面临着诸多不确定性——从新的市场进入者到发卡电机等新技术等方面,随着最终用户对安全和质量的关注以及行业的普遍共识,确保生产过程中的最高质量至关重要。
对于定子量产中的全面质量控制,MARPOSS(马波斯)提供一站式解决方案,拥有一系列完整的光学和电气测试方案。
对于发卡定子,在工艺中有两个关键因素需要密切监控:首先,发卡本身是一个非常脆弱且特殊的部件,需要严格按照公差生产,以避免损坏自身绝缘并确保可以顺利插入定子槽。非接触光学测量是控制每个发卡尺寸特征的最合适的方法之一。马波斯新开发的“HAIRPINFLASH”采用光学阴影图像采集与绿光相结合,以确保10µm内的重复性,每个发卡的测量周期时间为6秒。
“该设备避免了测试过程中任何夹持可能造成的变形。两个顶部摄像头和一个侧面摄像头可以测量发卡腿部长度、多个区域的宽度、横向投影的高度、2D和3D成型角度以及去漆区域长度。该测量方案能够实现100%自动化,使制造商能够在量产线上控制大批量样品的尺寸。”马波斯(上海)测量设备科技有限公司新能源汽车行业经理Simon Wachter说道。
此外,完成发卡定子的组装后,需要检查定子组件的电气绝缘水平。特别是带变频器的电机的兴起使得定子绝缘测量的特殊方法——局部放电,变得重要。局部放电发生在具有变频器的高压环境中,并导致绝缘系统中的小气泡或其他缺陷随着时间的推移而加剧,直到产品的绝缘能力完全丧失。标准电气测试,如HiPot和Surge测试,适用于测试绕组绝缘完全失效引起的电气故障,但无法检测局部放电现象。局部放电可以通过天线或电容耦合法检测。
“马波斯设备由于明显的技术优势,始终采用电容耦合法。相同的灵敏度,同时在抗电磁噪声和外部影响方面更为优异,这使马波斯的设备成为实验室和量产线绝缘测试的完美解决方案。MARPOSS edc品牌可为实验室、定子量产以及EoL测试提供全套电机测试方案。”Simon Wachter补充道。
马波斯在1952年成立于意大利博洛尼亚汽车谷,从成立之初就服务于汽车行业,提供给客户卓越的质量和生产效率。自1986年以来,马波斯就一直在中国,可以认为是一家拥有欧洲血统的中国公司,且一直在中国投资。如今,马波斯中国拥有一支强大的生产和服务团队,拥有800多名员工,分布在中国大陆的9个办事处。本土化的服务能力可确保更短的交货时间和更快的反馈速度,我们期待马波斯在中国汽车市场能有更大的作为!
来源:荣格-《国际汽车设计及制造》
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