新能源汽车或成为光纤激光器下一个重要的增长极

国际金属加工网 2018年05月30日

随着激光技术的不断发展,在全球范围内的应用越来越广泛。我国也非常重视激光产业的发展,“中国制造2025”把激光产业当作重点发展的核心产业之一,据相关市场统计显示,未来5年,激光产业仍将保持10%左右的快速增长。

光纤激光器是一种非常常见的工业设备,光纤激光器应用范围非常广泛,包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设,作为其他激光器的泵浦源等等。

而近几年,除了上述传统应用领域,随着中国新能源汽车的高速发展,新能源汽车或将成为光纤激光器下一个增长极。

光纤激光器在新能源汽车市场大有用处

激光焊接在锂电池中的应用在很多地方,主要用在电池防爆阀焊接、电池极耳焊接、电池极带点焊、动力电池壳体与盖板封口焊接、动力电池模组及pack焊接等。随着新能源汽车市场的逐步爆发,光纤激光器未来将有很大的市场潜力。

很多业内知名的激光企业都很看好新能源汽车市场,如全球知名的光纤激光器厂商美国相干曾表示光纤激光器适用于很多应用,最令人兴奋的一个领域就是汽车行业,尤其是电动汽车。由于全球汽车行业正在从燃油汽车转向电动汽车,对使用光纤激光器进行切割、焊接和表面处理(清洗、熔覆、强化等)需求的可能性很大。所以这将是光纤激光器的下一个潜在应用。华工科技、大族激光等也曾经表示,将重点发力新能源汽车市场。

激光焊接是动力电池生产工艺的绝佳之选

众所周知,新能源汽车成本之所以居高不下,动力电池的成本占大头。而之所激光焊接在电池上大有可为,是因为焊接的部位多、工艺难度相当大。激光焊接是动力电池生产一项非常重要的工艺环节,直接决定着电池的一致性、稳定性和安全性。

相对于传统焊接方式,激光焊接的优点有焊材损耗小、设备性能稳定易操作、焊接质量及自动化程度高等,这些都是激光焊接在电池行业大面积应用的必要条件。

广泛应用于电机制造中

除了电池制造生产,在新能源汽车产业中,电机工艺是非常重要的一环,激光技术亦可广泛应用于其中。由于电机制造对焊接部件要求焊接强度高、热影响区小、精度高,与传统的焊接方法相比,激光焊接优势明显。如电机转子轴与压环之前的环焊缝一般采用CO2气体保护焊或者钨极氩弧焊,焊接会产生较大的形变,而且焊接产生的热量会对电机机体内的磁钢产生影响。而采用激光焊接的方式,能量集中、密度高、加热效率高、速度快,因此焊接部件变形小,非熔化区金属受热影响小,相较其他焊接方式优势明显。

国内的光纤激光器现状

我国光纤激光器产业化起步比较晚,早期国内光纤激光器几乎全部从海外进口,IPG的光纤激光器一度曾占据国内市场份额的80%以上。最近几年光纤激光技术发展迅速,光纤激光器的年增长速度超过35%,远高于全球工业激光器7%-9%的增速。光纤激光器凭借先天性优势在逐渐蚕食固体和二氧化碳激光器的市场份额,同时光纤激光器也在逐渐开辟新的应用领域。

据研究中心预计,未来3年,中国光纤激光器市场将持续高速增长,其市场占比继续扩大。在市场竞争的驱动作用下,部分产品价格将会进一步下跌,使光纤激光器更加普及,但是低功率光纤激光器跌幅不大;国内大功率光纤激光器的需求增长,大幅拉动国内光纤激光器的销售额。

光纤激光器技术也有需要突破的地方

光纤激光器能否全面占领新能源汽车这块市场,不仅取决于市场和成本,还有技术的突破。相对于普通激光器,泵浦能量分析是目前一大技术难度。由于光纤激光器采用的工作介质具有光纤的形式,其特性要受到光纤渡导性质的影响,为了提高泵浦效率,应该尽量使离子分布和泵浦能量的分布相重合,引入不同的模型和采用特殊的分析方法,以达到最好的分析效果。



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