如何從新能源車生產的關鍵環節入手,解決輕量化、續航、安全性等問題?
一體化壓鑄是重要解法。從6000噸至7000噸,從8000噸至9000噸,本田、大眾、特斯拉等紛紛進入一體化壓鑄賽道,搶佔新能源車生產效率制高點。一體化壓鑄,即通過超大型壓鑄裝備實現複雜結構件一體成型。「按照傳統工藝,壓鑄擁有195個零部件的電池托盤,需要手工一個個焊接這些零部件,費時費力。如今快速整體成型,效率極大提升。」東風電子科技股份有限公司武漢分公司操作班長陳福生介紹。
近年來,東風汽車將新能源車的前艙、電池托盤、車尾托盤等進行整體壓鑄,可減輕10%至15%的重量,生產時間由1—2小時降低至2—3分鐘,在大幅降低生產成本和提高生產效率的同時,也減少了新能源車電池因碰撞導致燃燒等安全隱患。
目前,東風汽車研發的1萬噸和1.6萬噸一體化壓鑄設備已經快速投入生產,通過大規模應用工業機器人與智能操作系統,有效實現生產環節自動化升級,一體化壓鑄工藝處於全球領先水平。東風汽車新聞發言人、戰略規劃部總經理楊彥鼎說,一體化壓鑄技術是東風汽車推動汽車產業智能化、綠色化、融合化的重要技術支撐之一,相關一體化壓鑄電池箱體技術已率先搭載於東風奕派M8車型。
目前,3D打印技術成熟,為何還要發展一體化壓鑄設備?「3D打印技術一般用於打印單個零部件,價格昂貴,想要大批量生產,還得靠後者。」東風電子科技股份有限公司武漢分公司總經理吳曉飛表示,傳統壓鑄工藝經過提升,能形成硬核新質生產力。
「網狀聚力,點狀突破。我們通過縱向組鏈、橫向耦合,利用機制創新打開局面。」東風汽車研發總院平台與模塊開發中心副總監屈新田表示,研發總院作為牽頭單位,不僅聯合了壓鑄產業的上下游鏈條,還橫向聯合了相關單位,形成聯合攻關的集群效應。
「壓鑄設備研發的最大難點是提高壓鑄產品精度和減少其形變。」屈新田說,以電池托盤為例,其長寬分別為2米和1.3米,要求壓鑄的厚度誤差不超過1毫米,否則難以解決鋰電池的減震和散熱問題,「我們利用電腦進行上千次模擬仿真,確定大致範圍後,再設置5個大輪次和55個小輪次的實際驗證方案,最後找到最優解。」
精度能夠穩定達標了,如何進一步提高良品率?
電腦仿真與實物驗證和實際生產相結合,通過虛實數據的不斷對照和優化達成目標。「這個方向正好適合利用人工智能算法和大模型,通過不斷餵數據和強化訓練提高良品率。」屈新田說,目前公司正在邀請相關人工智能公司入駐研發體系,「人工智能+」的優勢將成為破解上述難題的關鍵。
「未來,我們還將利用鎂合金替代鋁合金,在相同硬度的情況下,進一步提升一體化壓鑄產品的輕量化水平。」屈新田表示。