淺析新能源汽車發(fā)展對制造工藝與裝備的影響

王輝 張國偉

摘要：隨著汽車的逐漸增加，石油被大量的開采利用。帶來了全球范圍內(nèi)的能源短缺現(xiàn)象和環(huán)境污染問題。近年來為了解決能源短缺現(xiàn)象和環(huán)境污染問題，世界各國都將新能源領(lǐng)域的新能源汽車產(chǎn)業(yè)作為解決問題的發(fā)展方針。本文分析了發(fā)展新能源汽車的意義及發(fā)展階段。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；環(huán)境污染；制造工藝；制造裝備

【中圖分類號】F4【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879（2017）12-0166-01

引言：長時間以來，中國同世界上的大部分國家都經(jīng)受著諸多環(huán)境污染和可持續(xù)發(fā)展問題的影響，而這些問題大都是由化石燃料等不可再生能源所帶來的。汽油消耗量的40%都是由于汽車行業(yè)帶來的，目前環(huán)境的污染，也是由于汽車尾氣的排放，占大氣污染總量的一半以上的。同時環(huán)境面臨的形勢非常嚴峻，環(huán)境污染帶來的生態(tài)災(zāi)害逐年增加，而資源的儲備量又呈逐年下降趨勢，兩方面的壓力使人們對新能源汽車的呼聲越來越高。

1新能源汽車的種類和主要關(guān)鍵技術(shù)

新能源汽車的種類比較多，現(xiàn)階段所說的新能源汽車主要是指純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。純電動汽車能量主要依賴車載：可充電蓄電池或其他能量儲存裝置并由電動機實S驅(qū)動。插電式：混合動力汽車可在正常使用情況下從非車載裝置中獲取電能以滿足車輛一定的純電續(xù)駛里程。當前發(fā)展較好的是純電動汽車和混合動力汽車，其中純電動汽車會對傳統(tǒng)的汽車制造工藝和裝備產(chǎn)生重大影響。

（1）整車共性技術(shù)。如整車和系統(tǒng)集成、強電安全技術(shù)、電磁兼容性技術(shù)、整車輕量化技術(shù)及熱管理技術(shù)等。

（2）純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)。如動力電池系統(tǒng)集成和控制技術(shù)、驅(qū)動系統(tǒng)總成及其匹配和控制、能量回收與分配及優(yōu)化控制技術(shù)等。

（3）混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)。如機電耦合技術(shù)、動力電池系統(tǒng)集成和控制技術(shù)、驅(qū)動系統(tǒng)總成及其匹配和控制、整車和系統(tǒng)動態(tài)協(xié)調(diào)控制技術(shù)、能量回收與分配及優(yōu)化控制技術(shù)等。

（4）燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)。如燃料電池技術(shù)、燃料電池系統(tǒng)匹配與優(yōu)化控制技術(shù)和車載髙壓供氫系統(tǒng)技術(shù)等。

（5）車用驅(qū)動電動機系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。如驅(qū)動電動機及其控制技術(shù)、系統(tǒng)熱管理及髙性能絕緣材料、高性能永磁材料技術(shù)等。

（6）車用動力電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。如動力電池及成組技術(shù)、系統(tǒng)集成、電池管理系統(tǒng)、正負極材料及鋰離子電池隔膜技術(shù)等。

2新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在制造上的差別

新能源汽車的制造一方面與傳統(tǒng)汽車的制造在制造工藝與裝備上有傳承關(guān)系，另一方面由于新能源汽車采用了新的動力來源和驅(qū)動系統(tǒng)及其相應(yīng)的控制系統(tǒng)，在制造上又與傳統(tǒng)汽車在生產(chǎn)工藝與裝備上存在著很大差異。

其中變化最大的是在汽車動力總成的制造上。如果是純電動新能源汽車，其動力總成的關(guān)鍵制造技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：電池系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備，電動機系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備，電控系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備，另外還涉及髙效方便的充電設(shè)施的制造與安裝等。

新能源汽車在整車車身的制造上，與傳統(tǒng)汽車的車身差別不大，通常還是需要沖壓、焊裝、涂裝等工藝及相應(yīng)的設(shè)備和輸送裝置等。但沖壓工藝中需要考慮由于電池、電控裝置等在汽車中的安裝位置引起的底板、發(fā)動機倉、行李箱等沖壓件及其總成的變化，需調(diào)整或設(shè)置相應(yīng)的工序、模具等。在焊裝工藝中需考慮由于更多輕量化材料的使用，如鋁合金、碳纖維復合材料等的應(yīng)用等，要求相應(yīng)的連接工藝技術(shù)的創(chuàng)新，如新型粘接工藝、新麵接工藝和新型焊接工藝等，以及相應(yīng)的焊裝夾具和焊裝機器人。

在總裝配工藝流程中主要的變化是需相應(yīng)的安排電池、電動機、電控裝置、高壓線束等新增零部件的裝配以及電動空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等電驅(qū)動的其他汽車零部件的裝配工序和相應(yīng)的工裝。在裝配工藝安排中特別強調(diào)了操作中的涉電安全性。在生產(chǎn)過程中，要求生產(chǎn)和存儲區(qū)域應(yīng)有效識別危險源，對電池的存儲、運輸、安裝、接線和裝配線的運行方面，都應(yīng)制定安全防護措施（包括管理方案和應(yīng)急措施）。生產(chǎn)線上應(yīng)明確提出對溫度與濕度、用電安全（電線的絕緣與裸露情況的處理）、安全防護方面的要求并具有相應(yīng)的措施和裝備。

3新能源汽車制造對上下游產(chǎn)業(yè)鏈的影響

新能源汽車的生產(chǎn)制造工藝及其裝備發(fā)生了很大變化其中汽車動力總成的制造變化最大。如果是純電動新能源汽車其動力總成的制造會在以下幾個方面出現(xiàn)了新的需求：

（1）電池系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電動機驅(qū)動系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電控系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、高效方便的充電設(shè)施的制造與安裝及其工藝與裝備等。

（2）新能源汽車的大賴制造和替代傳統(tǒng)汽車將會對汽車制造的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生很大影響，-方面是一些原有的需求量很大的原材料或零部件及其相關(guān)的工藝及裝備不再需要了或減少了用量；另一方面是產(chǎn)生了新的需求。如對上游來說，為了制造電池大量需要新型的電池正、負極材料和隔膜等零部件，需要有相應(yīng)的制造這些零部件的工藝裝備；對下游來說，出現(xiàn)了大量的對充電設(shè)施和充電服務(wù)的需求，增加了對電池回收處理的需求，同樣需要有相應(yīng)的工藝裝備。

另外還需注意到，新能源汽車的制造從中小批量的生產(chǎn)到大規(guī)模的大批量生產(chǎn)，在制造工藝、制造所應(yīng)用的裝備和質(zhì)量控制方法上都有重大的區(qū)別，在這過程中還會出現(xiàn)很多變化和新需求，同時出于適應(yīng)市場需求的柔性化生產(chǎn)要求也會對制造工藝與裝備帶來挑戰(zhàn)和新的機遇。

結(jié)束語：新能源電動汽車如能實現(xiàn)大規(guī)模地取代原有的傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車，那就可能使汽車制造工藝和裝備發(fā)生重大變化，并引起相應(yīng)汽車制造的上下游產(chǎn)業(yè)鏈也發(fā)生重大變化，例如金屬切削加工機床和刀具行業(yè)有可能受到大影響，而一些新的行業(yè)需求例如動力電池制造和驅(qū)動電動機生產(chǎn)等需求又會大量產(chǎn)生。

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