蔡司说 | 引领新能源汽车质量不断发展

国际金属加工网 2020年03月16日

(看过视频的人都说“哇”)

01、2019年新能源汽车发展情况

2019年,汽车行业迎来寒冬,在产业转型升级、新能源补贴退坡、外资引入等等因素作用下,新能源汽车整体呈下降态势,但销量结构变化仍在快速推进,其中地区结构、需求结构、车辆级别结构的变化正在转变。

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2019年,国家相继出台多重政策来支持新能源汽车的推广和应用,包括《新能源汽车推广应用推荐车型目录》、增值税下调、车辆购置税优惠政策延续等等。

在中国电动汽车百人会论坛(2020)期间,工信部苗芋部长曾指出,2020年新能源汽车补贴政策将保持相对稳定,不会大幅退坡,这将对新能源汽车产业链是重大利好消息。

2020年新能源汽车行业将迎来质变带动需求,行业渐入黄金时代。根据《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)规划,到2025年新能源汽车销量占汽车销量的25%左右,保守预计新能源汽车销量700万辆左右。

02、各大新能源汽车厂商发力提速

传统汽车制造商在不断寻求转变,新兴新能源汽车企业快速整合资源,新能源汽车市场竞争愈演愈烈。

主流传统车企加速电动化转型,专用平台概念落地并逐渐进入量产兑现阶段。

据大众官网信息显示,大众集团拟定的2025年生产100万辆电动车的计划将提前到2023年,与此同时,还将计划2020到2024的五年间投入330亿欧元布局电动化。其全球首个专为MEB平台车型生产而建造的工厂已于2019年在上海安亭落成,计划于2020年10月正式投产,规划年产能30万辆。

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(图片来源:大众官网)

2019年11月,丰田汽车公司与比亚迪股份有限公司就成立纯电动车研究公司签订合资协议。比亚迪的全新电动汽车平台-e平台是比亚迪对于五大核心零部模块进行集成化、标准化的结晶,据比亚迪官方数据显示,通过将驱动电机、电机控制器、减速器高度集成后,整体体积下降30%,重量下降25%,功率密度提升20%,NEDC效率提升1%。

根据宝马电气化转型战略,公司计划在2025年之前提供25款电动车。

奔驰也加速在纯电动汽车领域的布局,打造了纯电EQ平台,计划在2025年推出10款EQ品牌电动车型。

新兴新能源汽车佼佼者争相扩大规模,提升产能。

2020年1月7日,特斯拉上海超级工厂宣布正式对外交付中国制造的Model 3,计划每周生产3000辆。从建厂到交付,特斯拉只用了1年时间。未来特斯拉另外一款车型Model Y也将在这里投产。

2020年2月25日,蔚来汽车宣布其中国总部项目将正式落户安徽省合肥市,当天,蔚来汽车与合肥市签署了框架协议,将在合肥成立中国总部,建立研发、制造和销售基地。

新能源汽车厂商所面临的问题

电气化的不断发展,NEV对机加的依赖越来越少。

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从上图可以看出,插电混动/增程式使加工更加复杂,纯电动汽车可以显著地减少对机加技术的依赖。

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奔驰2.0T发动机(来源:汽车之家)


内燃机一个引擎包含1400个独立的零件需要测量或检查,每个引擎又有多个不同的版本/缸数,一般采用坐标测量机(主要为接触式)进行质量检测;

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永磁同步电机爆炸图(来源:汽车之家)

新能源汽车包含1-4个电机引擎,每个引擎包含200个独立的零件需要测量或检查,每个汽车品牌只有2-4种引擎,主要采用光学系统(在线/线边)和显微镜,较少使用坐标测量机。

国内电机在电机本体技术方面,为进一步提高驱动电机功率密度,通过采用高密度绕组或者Hairpin绕组结构,大幅度降低绕组发热,提高绕组材料利用率15%以上;

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扁铜线(hairpin)的弯折与焊接工艺,是影响电机装配质量的一个主要因素。

作为新能源汽车最核心的组成部分,动力电池的安全和质量至关重要,对于其材料和电极极片的研发和质量控制也提出了新的挑战。

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通过显微镜可以表征镍钴锰酸锂(NCM)三元材料的形貌结构

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使用3D X射线显微镜查看软包电池内部细节

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在显微镜下观察铜箔阴极

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实验室与在线方案,光学尺寸测量与电极缺陷检查

03、蔡司成为新能源汽车领域的合作伙伴

在新能源汽车发展作为未来汽车的主流趋势下,如何保证每一台电动汽车在高速行驶的公路上安全舒适高效能?

蔡司已经走在了质量控制的前列,2019年成立全球NEV新能源汽车团队,作为公司未来主要发展战略项目,专注新能源汽车领域的质量解决方案。为新能源汽车行业的整车厂以及零部件厂商提供了很多成功的应用案例,解决了他们在转型中的质量难点。

蔡司提供一站式的质量解决方案,从实验室研究和质量控制,到生产过程中的质量监控,蔡司提供全方位的质量保障。

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电池

良好的电池设计,可以优化电动汽车的性能和成本。

需要对于电池材料、电池单体与电极、模组、Pack和托盘等零部件有不同的质量要求,蔡司提供相应的解决方案。

主要产品:显微镜、三坐标、光学3D扫描、工业CT

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电控

主要关注电控中的半导体、印刷电路板(PCB)、壳体和连接器的关键零部件质量。

主要产品:显微镜、三坐标、工业CT

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驱动电机

作为电动汽车中的动力输出核心部件,新的技术在不断更新迭代。对于驱动电机内部的扁铜线、叠片、定子、转子和驱动轴都有着不同的质量挑战。

主要产品:三坐标、光学3D扫描

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传动系统

电动汽车中的齿轮数量减少,但是精度要求更高了。需要更高的速度和扭矩,更低的功率损失,减少动力系统噪声。

核心部件有齿轮、轴、壳体。

主要产品:三坐标、工业CT

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电动汽车组成的重大改变也给质量检测提出了新的挑战。驱动电机,电控,电池的新增及传动机构的改变促使质量检测供应商研发创新质量解决方案。蔡司,作为一个拥有超过200年历史且其工业质量业务超过100年历史的优秀工业质量检测设备制造商,面对行业的变化,奉行客户的成功既是公司的成功,和客户一起,提供了多种新能源汽车解决方案。

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(蔡司新能源团队 )

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