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新能源汽車發展對制造工藝與裝備的影響分析


1 新能源汽車發展現狀闡釋
新能源汽車是現代社會關注的熱點話題,當前,傳統汽車的生產與銷售的增長幅度明顯下降。根據相關調查結果發現,2015 年1-10 月期間,國內新能源汽車的生產量超過了18 萬輛,而銷售量也超過了17 萬輛,產銷同比增長分別是2.7 倍與2.9 倍。特別是純電動汽車的產銷,遠遠超美國,并發展成全球范圍內新能源汽車的最大市場[1]。綜合考慮環境保護與節能實際需求,中央與地方也逐漸出臺有關新能源汽車發展的支持政策與鼓勵策略,一定程度上推動了新能源汽車研發與制造,也實現了產業鏈的配套性發展,促進商業模式的完善性發展。而且,很多城市節能和新能源汽車示范推廣應用工程也開始全面推廣,充電設施的建設與服務配套趨于完善。綜合考慮當前環境污染嚴重的情況,新能源汽車發展勢在必行,能源緊張也為新能源汽車發展提供了必要動力,特別是技術水平的改革,使得新能源汽車研發與生產獲取了必要的技術支撐。
由此可見,新能源汽車也是未來汽車領域發展重點方向,研發與制造新能源汽車,不僅將世界汽車產業發展方向真實地體現出來,同樣也成為各國汽車制造廠商的必要發展戰略。
當前,人們更強調新能源汽車產品工程技術,最主要的原因就是其與新能源汽車功率、電池的壽命與續駛里程等相關性能指標存在緊密的聯系。為確保電動汽車市場競爭能力的不斷提高,不僅應強調新能源汽車產品工程作用,同樣要強調電動汽車制造工程技術與工藝、裝備等多個方面[2]。尤其是在新能源電動汽車市場需求量不斷加大的情況下,生產量也隨之提高,而制造技術的先進性與高效性,會直接影響其市場競爭實力,確保產品制造質量的穩定性。
2 新能源汽車發展對制造工藝與裝備的影響
對于傳統汽車制造行業的發展而言,金屬切削加工工藝的應用十分廣泛,尤其是發送機、傳動軸、變速器與制動器等相關零部件,在實際加工制造方面需要對金屬切削加工工藝提出要求。而在傳統汽車動力總成生產制造方面,金屬切削加工機床與切削加工刀具的使用量也明顯增加,直接影響到了發動機與變速器制造的質量與成本支出等。需要注意的是,機床與刀具制造行業和汽車制造行業直接的聯系十分緊密。自2009 年起,我國的汽車產銷量就始終位居全球第一位,所以機床消費量也是全球第一位。
其中,汽車制造行業對于金屬切削加工刀具的需求量也很大。但以上發展現狀會受到電動汽車發展速度的加快而發生改變。
在純電動汽車發展的過程中,動力總成制造也無需對傳統內燃發動機加以利用,而且無需發動機缸體、連桿、缸蓋與曲軸等零部件[3]。通過加工中心的機床或者是自動生產線等加工的不同類型零件都不會再被應用。
對于動力總成零部件加工車間,也是汽車制造行業使用金屬切削加工機床與不同類型的切削加工刀具量最大部門。若大批量地發展生產純電動汽車,那么大量生產也會對傳統的動力總成生產制造予以替代。
在這種情況下,首先金屬切削加工機床與不同類型切削加工刀具的使用就會下降;其次,既有制造工藝與車間也會實現進一步地轉型;再次,制造工程師與生產線的工作人員會調整崗位,以期能夠與全新生產工藝需求相適應;最后,機床與刀具制造企業會受到一定的影響。
而以上討論都是以純電動汽車而言,在混合動力汽車良好發展的背景下,其內部始終采用了內燃機系統,所以,內燃機制造過程中所涉及到的連桿、缸體、曲軸與缸蓋等相關零部件也始終被應用,因而對于金屬切削加工需求并未發生明顯改變。
即便純電動汽車大力發展,對于金屬切削加工的需求也仍存在部分零部件沒有改變,特別是傳動軸、減速器、制動器以及差速器等零部件金屬切削加工需求,并未發生變化。除此之外,會適當地增加部分金屬切削加工量,也就是在新能源汽車驅動電動機制造方面,特別是電動機殼體與電動機軸,要求開展金屬切削加工作業,進而針對新增模具加以金屬切削的加工處理[4]。
3 新能源汽車制造對上下游產業鏈影響研究
新能源汽車的發展,使其生產制造工藝與裝備都明顯改變,而且動力總成制造也隨之變化。若是純電動新能源汽車,在動力總成制造方面的全新需求體現為:
①電池系統制造工藝、電動機驅動系統與電控系統制造工藝以及充電設備制造。在生產鋰電池的時候,所需的系統與裝備如圖1 所示。
對于設備的需求,集中表現在電極涂布機,主要的功能就是在金屬箔片上均勻地涂抹經過攪拌的漿料;注液機的功能就是在流水化生產方面,在電池包裝材料內部注入電解液;對于卷繞機而言,則是將已經制造成極片進行卷繞并形成電池。
②新能源汽車大量制造以及對傳統汽車的替代,會對產業鏈帶來一定程度的影響,尤其上游與下游產業鏈。其中,部分既有大需求量的原材料亦或是零部件工藝與裝備無需降低使用量,同時還會形成全新需求。針對上游產業鏈而言,在電池制造方面要使用大量的新型電池正極材料、負極材料以及隔膜等零部件,而且也要具備制造零部件所需要使用的工藝設備[5]。在下游產業鏈方面,還會有充電設施與服務等相關需求,使得電池回收處理需求量也增加,而且具備一定的工藝裝備。但仍需要注意的是,新能源汽車在制造方面,已經逐漸由中小批量生產向著大批量生產方向發展,而且在制造工藝、使用設備與質量控制方法等多個方面都有明顯的差異,同樣也會形成全新需求。在此基礎上,還會形成諸多改變與全新需求,而根據市場的需求,也對制造工藝和裝備產生了極大的影響。為此,應正確認知新能源汽車發展帶來的影響。
4 結束語
綜上所述,新能源電動汽車的大規模生產能夠替代傳統的內燃機汽車,且在汽車制造工藝與裝備等方面也會有所改變,進而對上下游產業鏈產生了一定程度的影響。仍需注意的是,制造工藝和裝備改變所帶來的影響并不僅僅體現在技術層面,同樣也有與之相關聯的人員。在新能源汽車發展的過程中,必須要正確認知環境保護與能源消耗量降低的重要作用,正確認知其對于制造工藝與裝備的影響程度,對既有上下產業鏈加以改變,為新能源汽車的全面可持續發展提供有價值的參考依據。

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