Комплексное литье под давлением От 0 до 1 Создание барьеров для производства электромобилей

Интегрированное литье под давлением — это неизбежная тенденция, обусловленная уменьшением веса, снижением стоимости и повышением эффективности. Облегчение автомобилей является тенденцией, и растущий спрос на снижение затрат и повышение эффективности приводит к дальнейшему снижению веса автомобилей. Комплексное литье под давлением значительно повышает качество и эффективность: с одной стороны, единовременное литье под давлением сборочных компонентов значительно упрощает производственные процессы и процессы, экономя время и повышая эффективность; С другой стороны, это значительно снижает затраты на производство производственной линии.

Преимущества интегрированного литья алюминия под давлением очевидны с точки зрения комплексных затрат на материалы и процессы. При текущей цене на сырье стоимость одного материала транспортного средства и стоимость изготовления цельнолитого алюминиевого кузова составляет 10600 юаней, что намного ниже, чем 14400 юаней для всего алюминиевого штампованного сварного кузова и 12000 юаней для стального алюминиевого смешанного сварного кузова, и в основном близок к стальному сварному корпусу. В долгосрочной перспективе, со стабилизацией цен на алюминий, эффект снижения затрат на алюминиевое литье под давлением еще больше улучшится.

Интегрированное литье под давлением от 0 до 1: создание барьеров для производства электромобилей

Технологические прорывы в различных звеньях оборудования, форм, материалов и процессов способствовали внедрению крупномасштабного интегрированного массового производства. Со стороны оборудования: прорыв в разработке крупногабаритных машин для литья под давлением. Конец пресс-формы: зрелые высокоточные пресс-формы для сложных компонентов. Конец материала: разработка нетермически обработанных сплавов делает интегрированное литье под давлением более надежным. Технологическая сторона: интегрированный контроль качества требует более высоких требований и по-прежнему имеет высокие технические барьеры.

Объем рынка и цена увеличились, и пространство огромно. Производители литья под давлением выиграли от быстрого роста отрасли, что привело к значительному увеличению стоимости их велосипедов. Если интегрированное литье будет расширено, чтобы охватить весь диапазон кузова и шасси, ожидается, что стоимость одного автомобиля достигнет 21 400–23 600 юаней. С увеличением степени проникновения интегрированных кузовных приложений применение шасси для скейтборда и CTC продолжает ускоряться. Ожидается, что масштаб интегрированного рынка литья под давлением достигнет 40 миллиардов юаней в 2025 году. Цепочка поставок сторонних заводов по литью под давлением широка, а технологические и ценовые преимущества оптимизированы. С точки зрения производства шасси интегрированные литейные предприятия незаменимы в качестве основных поставщиков; С точки зрения производства кузовов, с широкой цепочкой поставок и ценовыми преимуществами, обусловленными технологией и эффектом масштаба, рыночные перспективы являются многообещающими.

Интегрированное литье под давлением является основой для высокоинтегрированных кузова и шасси.

Непрерывная интеграция и упрощение существующей конструкции кузова, а также платформа и модульность шасси указывают на то, что в будущем производство как кузовов, так и шасси будет развиваться в направлении высокой интеграции. Среди них ожидается, что интегрированное литье под давлением как основа и основная технология для достижения интеграции достигнет высокого процветания. Интегрированная технология литья под давлением является основой для дальнейшего высокоинтегрированного кузова и шасси автомобиля. Интегрированное литье под давлением относится к процессу высокой интеграции нескольких отдельных и рассеянных компонентов из алюминиевого сплава с помощью крупнотоннажной машины для литья под давлением, снова формируя 1-2 больших алюминиевых отливки, заменяя метод штамповки и сварки нескольких компонентов вместе. В настоящее время кузов автомобиля начал получать комплексное литье под давлением по зонам; Благодаря высокоинтегрированному аккумуляторному блоку CTC и совершенствованию шасси скейтборда структура шасси, двигатель и компоненты электронного управления и т. д. также будут развиваться от модульного интегрированного литья под давлением до сверхбольшого интегрированного литья под давлением.

Комплексная трансформация кузовного производства

В настоящее время Tesla продвигает дальнейшую интеграцию производства кузовов, что значительно упрощает конструктивную композицию всего автомобиля на четыре части за счет интегрированного литья под давлением: ① интегрированный литой узел передней кабины + ② литой структурный узел пассажирского салона + ③ интегрированный литой корпус аккумуляторной батареи+④ интегрированный литой узел заднего пола. Согласно пресс-конференции Tesla, вся нижняя часть кузова, состоящая из 370 деталей, была заменена тремя крупными литыми деталями (передний пол автомобиля, верхняя крышка аккумуляторной батареи CTC, средний пол автомобиля и задний пол кузова). транспортного средства), достигнув общего снижения веса на 10% и увеличения срока службы батареи на 14%.

Комплексное литье под давлением заднего пола кузова ModelY для серийного производства

В июле 2019 года Tesla выпустила новый патент под названием «Многонаправленная интегрированная машина для литья кузова и соответствующие методы литья автомобильных рам», предлагая технологию интегрированного литья рамы и соответствующую конструкцию литейной машины, которая позволит выполнить большую часть работ по литью рамы на одной машине. В сентябре 2020 года Tesla объявила в День батареи, что в модели Y будет встроенный литой задний пол в сборе с использованием гибридного кузова из стали и алюминия, что может снизить вес нижней части кузова в сборе на 30% и снизить производственные затраты на 40%. , и значительно упростить процесс производства кузова. Время производства сокращается с 1-2 часов в традиционном процессе окончательной сборки методом штамповки, сварки и окраски до 2-3 минут в интегрированном процессе литья под давлением.

В задней интегрированной литой сборке основными компонентами являются левая и правая рулевые рубки, две сложенные (поглощающие энергию) области и две поперечные балки. Две поперечные балки соединяют рулевые рубки и зоны обрушения с обеих сторон и соединяются с рамой пассажирского салона и конструктивной батареей. Зона обрушения 1 включает в себя несколько полых структур в форме волны и несколько открытых или закрытых рупорных конструкций для лучшего поглощения энергии в процессе столкновения. Зона обрушения 2 в основном спроектирована с Х-образными конструктивными опорами, а также с открытыми или закрытыми роговыми формами для увеличения или уменьшения расстояния между двумя ребрами жесткости.

Приступил к испытаниям интегрированный литой узел передней кабины автомобиля.

В мае 2021 года в автономном режиме также было обнаружено интегрированное испытание литья переднего узла кабины Tesla, в основном состоящее из колпаков левого и правого колес, зон поглощения энергии разрушения, поперечных балок, а также торцевых поверхностей, соединенных с кузовом автомобиля, и конструкционных торцов, соединенных с кузовом. передний ударный луч или передняя часть автомобиля. Общий вес составляет около 130 кг. В передней кабине предусмотрено три зоны обрушения, выполненные по С-образной (усиленной реберной) конструкции. Два из них находятся близко к передней части автомобиля, и при столкновении они сначала претерпевают пластические изменения для буферизации и поглощения энергии; Последний находится близко к салону, предотвращая вторжение конструктивных элементов при разрушении и поглощении энергии, обеспечивая безопасность персонала внутри транспортного средства.

После CTC верхняя коробка интегрирована в середину нижней части корпуса.

Помимо передней и задней панелей корпуса, средней частью служит средняя панель корпуса верхний ящик батареи СТС. Конструкция интегрированного корпуса верхней крышки объединяет верхнюю крышку оригинального аккумуляторного блока и оригинальный пол автомобиля. Например, дно модели Y, оснащенной аккумуляторной батареей 4680, выдолблено, а аккумуляторная батарея служит средним полом автомобиля. Сиденья автомобиля устанавливаются непосредственно на верхний ящик аккумуляторной батареи.

Новые силы объединяются со сторонними заводами по литью под давлением, чтобы быстро принять меры

Помимо Tesla, производители новых мощных автомобилей, такие как NIO и Xiaopeng, также начали компоновку интегрированных литых под давлением задних панелей пола.

NIO сотрудничает с Nantong Xiongbang и Chongqing Meilixin при поддержке этих двух поставщиков для комплексного литья под давлением. В октябре 2021 года NIO официально объявила об успешной проверке и разработке материалов, не требующих термообработки, которые можно использовать для изготовления крупных деталей для литья под давлением, и новые материалы будут применяться в моделях автомобилей на платформе второго поколения; А в декабре 2021 года был выпущен новый автомобиль ET5, в котором используется интегрированный процесс литья под давлением для панели заднего сиденья.

Завод Xiaopeng в Ухане не только запланировал обычные цеха штамповки, сварки и нанесения покрытий, но также добавил интегрированный цех литья под давлением, который представит более одного сверхбольшого участка литья под давлением и автоматизированную производственную линию; Завод в Чжаоцине поставляется компанией Guangdong Hongtu с комплексным литьем под давлением (18,140, -0,30, -1,63%).

В феврале 2022 года было официально запущено серийное производство интегрированных сверхбольших литых под давлением элементов конструкции задней кабины кузова, совместно запущенных Gaohe Automobile и Tuopu Group (55,940, -1,56, -2,71%), и эта технология будет применяться в больших количествах в компании. последующие модели. Компания Xiaokang недавно заявила, что она вступила в стадию всесторонних исследований и разработок интегрированного литья под давлением.

Xiaokang Automobile также объявила в 2022 году, что планирует к концу 2022 или первой половине 2023 года перейти на интегрированное производство кузовов литьем под давлением.

Традиционные OEM-производители также ускоряют интеграцию компоновки литых корпусов.

В дополнение к новым силам, традиционные автомобильные компании, такие как Volvo, Volkswagen, Audi, Mercedes Benz и т. д., также начали планировать интегрированные процессы литья под давлением для кузова и шасси, что означает дальнейшее продвижение интегрированных приложений литья под давлением. ускоренный.

Традиционные OEM-производители также ускоряют интеграцию компоновки литых корпусов.

Volkswagen планирует внедрить интегрированную технологию литья под давлением для электромобилей нового поколения (проект Trinity)

Согласно недавнему сообщению на веб-сайте немецкой газеты Business Daily, Volkswagen построит новый завод в Вольфсбурге, Германия, для производства первой партии чисто электрических автомобилей Trinity для производства электромобилей нового поколения (проект Trinity). ). В то же время в проекте внедрена интегрированная технология литья под давлением, позволяющая избежать использования отдельных листов, что значительно повышает эффективность производства компании.

Шасси: Аккумуляторная фабрика + компания по производству шасси для скейтборда + выход на хост-фабрику, ускорение применения технологии

В настоящее время производители аккумуляторов, производители шасси для скейтбордов, в том числе хост-производители, разрабатывают шасси для более высокого уровня интеграции. Различные системы и конструктивные компоненты шасси также выиграют от прорыва и зрелости интегрированной технологии литья под давлением, что обеспечит высокую степень интеграции.

Ожидается, что в связи с выходом на рынок компаний по производству шасси для скейтбордов и заводов по производству аккумуляторов общая скорость развития отрасли еще больше ускорится, а интегрированное литье под давлением станет основной технологией, которая, как ожидается, приведет к дальнейшему росту благосостояния.

Модульность и интеграция шасси продолжают развиваться, а интегрированное литье под давлением было опробовано в модулях.

Еще на пресс-конференции в Токио в 2012 году Tesla уже встроила в шасси высокоинтегрированное оборудование, такое как аккумуляторные батареи, тормоза, подвеска и двигатели. Платформа BYD (250,850, 1,85, 0,74%) E и платформа Volkswagen MEB также являются продуктами непрерывной интеграции шасси. Путем интеграции традиционных дискретных компонентов в более интегрированные платформы, такие как три в одном и пять в одном, можно добиться оптимизации и упрощения таких структур, как жгуты проводов и разъемы.

Среди них платформа BYD E 1.0, реализующая платформизацию ключевых компонентов трех электромобилей; E2.0 обеспечивает модульность ключевых систем шасси, таких как электрический привод в трех, электрическое управление «мульти в одном» и т. д. E-платформа 3.0, выпущенная в 2021 году, объединит всю архитектуру шасси автомобиля, включая восемь в одном (контроллер автомобиля, контроллер двигателя, бортовое зарядное устройство, приводной двигатель, устройство управления батареями, распределительная коробка высокого напряжения, преобразователь постоянного тока, редуктор) электрическая трансмиссия, интегрированная конструкция батареи и кузова автомобиля.

Текущая концепция шасси для скейтборда также получила дальнейшее развитие на основе интегрированного и модульного шасси. Это большой компонент, который объединяет программное и аппаратное обеспечение шасси с высокой степенью интеграции. Объедините сотни оригинальных компонентов шасси в три модуля и 10 компонентов:

-Передний мост: подвеска, подрамник, мотор, электропривод, рулевой механизм. Конструктивные компоненты, такие как подвеска рамы, могут быть упрощены в производственном процессе за счет интегрированного литья под давлением. Электродвигатели, электроприводы и другие компоненты также могут быть интегрированы с использованием интегрированной технологии литья под давлением, например, три в одном.

Средний мост: аккумуляторная батарея, управление температурным режимом и сопутствующие компоненты. За счет интеграции литья под давлением поддонов аккумуляторных батарей и связанных с ними структурных компонентов достигается высокоинтегрированный эффект.

-Задняя ось: подвеска, подрамник, мотор. Интегрированное литье под давлением также может использоваться для высокоинтегрированных компонентов.

-Разметка проекта интегрированного шасси после CTC для ускорения развития отрасли

-Rivian, Pix, Yupao и другие макеты шасси скейтборда ускоряют комплексное применение эффекта сома

Интегрированное литье под давлением является важной технической основой для создания высокоинтегрированного шасси скейтборда. Текущее так называемое шасси скейтборда относится к разделению корпуса и шасси посредством конструкции, в то время как основным производственным процессом является модульное производство шасси на основе платформы посредством интегрированного литья под давлением.

С глобальной точки зрения, в настоящее время в США Rivian и Canoo; Internal Pix, Yupao и другие разрабатывают проекты шасси для скейтбордов.

(1) Шасси для скейтборда Rivian

Rivian была основана в 2009 году как производитель электромобилей в США. Начал исследовать производство электромобилей в 2011 году. Наиболее важной технологией является «технология шасси скейтборда», которая заранее интегрирует в шасси такие компоненты, как аккумуляторы, системы электрической трансмиссии, подвеску и тормоза.

(2) Шасси для скейтборда Canno

Компания Canno была основана в 2018 году генеральным директором Ульрихом Кранцем, бывшим руководителем проекта серии BMW i3. Его концепция дизайна продолжает структуру «LifeDrive» BMW i3, где верхняя половина представляет собой модуль для пассажирского салона; Нижняя часть — это приводной модуль, включающий в себя шасси и силовой агрегат. Несколько моделей Canoo имеют общую нижнюю половину модуля шасси, а различные функции и роли достигаются за счет замены разных модулей верхней половины.

(3) Pix выпускает шасси для скейтборда 2-го поколения, обеспечивая интеграцию шасси за счет интегрированного литья под давлением.

Как и архитектуры продуктов Rivian и Canoo, PIX Moving также занимается разработкой шасси для скейтбордов. Все шасси использует технологию полного линейного управления, что делает систему привода, систему рулевого управления, систему трансмиссии и тормозную систему высокоинтегрированной и значительно упрощает механическую конструкцию. В то же время супер-шасси принимает определение программного обеспечения для создания собственной модели разработки интеллектуальных транспортных средств. Автомобильное производство не требует разработки целых транспортных средств с нуля, а требует только специализированных приложений для установки на основе универсального шасси, которые могут быстро и гибко разрабатывать транспортные средства для различных целей, таких как легковые и коммерческие автомобили. В 2020 году Pix начала производить беспилотные функциональные транспортные средства, охватывающие 28 сценариев с более чем 100 клиентами, и поставлять их в десять стран. В ближайшем будущем планируется запуск серийного производства нескольких продуктов, в том числе полностью автономных микроавтобусов класса L4, беспилотных средств доставки, беспилотных уборочных машин и т. д.

(4) Неторопливый бег

Компания Yupao Technology была основана в 2021 году и занимается разработкой стандартизированного супершасси UP. Основные возможности супершасси UP от Yupao, тесно интегрированного с интеллектуальными электромобилями, включают в себя три электропривода, подвеску, торможение, рулевое управление, интеллектуальную систему вождения и систему терморегулирования. Это мягкая и жесткая интегрированная операционная система, разработанная для свободы производства автомобилей.

В настоящее время мы считаем, что с появлением производителей аккумуляторов и производителей шасси для скейтбордов ожидается ускорение развития интеграции шасси за счет эффекта сома; Ожидается, что это наиболее фундаментальное и основное интегрированное рыночное пространство для литья под давлением также ускорит его открытие.