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被低估的“一体压铸”:电动车革命的关键工艺
华体会官方入口 栏目:铸造知识 发布时间:发布时间:2022-09-27 03:13:02 来源:华体会官方入口 作者:华体会登录网站

  编者:历史告诉我们,每当大幅降低生产成本的工艺技术的普及,通常意味着一场新的产业革命。被特斯拉带火的一体压铸技术,很有这样的潜力。

  继特斯拉之后,蔚来、小鹏、大众都开始引入一体压铸技术。而这种技术究竟是什么?

  本文将详细分析一体压铸技术会用在制造汽车的哪些环节中,对于产业链上游的材料和设备需求又有怎样的变化,以及市场竞争格局。

  一体压铸技术是特斯拉在2019年首次提出的,并且在2020年Model Y的后地板生产上应用了这种技术,具有明显的减重效果。在采用一体化压铸技术生产后将后地板原有的80个冲压焊接零件集成为一个部件,使得生产的后地板实现减重10%。 更值得关注的是,成本还下降了40% 。

  这就要进行详细观察一体化压铸技术的生产,为什么能达到降本减重的效果。一体化压铸其实就是用单个大型铸件代替多个小型组装零件。这里面有三个关键点:

  原有汽车的生产方案中,要将几十个、几百个零部件进行组装焊接。一方面是所需零部件种类复杂、且数量多,生产这些零部件尚且需要成本和时间。另一方面,组装流程复杂且耗时,需要300多台机器人来完成焊接组装和涂胶。

  而采用一体化压铸后,只要通过压铸机和模具,就可以一次成型的实现指定部件的铸造,大大简化了生产流程的复杂性。

  一体化压铸相比于组装来说,密封性更强,可以做到无间隙,也就使得铸件具有更高的抗扭刚度,在抗击打能力方面具备更好的效果。

  一体化压铸使用的是铝合金材料替代原有的钢材。如果是1.5吨的乘用车,使用铝合金材料相比于钢材可大致减轻重量30%。而减重无论是对于燃油车还是新能源车来说都是利好。

  对于燃油乘用车来说,减重15%可以减少5%左右的油耗;对于新能源车来说,大约可以减少10%的电能消耗。所以在经济适用性方面,铝合金材料被看作是现阶段轻量化的最佳材料之一。

  特斯拉最早应用在Model Y 的后地板中,此后,蔚来、小鹏也相继开展一体化压铸技术的生产。

  蔚来在ET5中使用了一体化压铸用于生产车身后地板,减重30%,后备箱空间增加7L。

  小鹏汽车也开始引入一体化压铸工艺生产线,并开始建设一系列一体压铸工艺车间,预计将用于2023年发布的新车型生产中。

  大众汽车也要开始引入一体压铸技术建设全新工厂,用于生产首批Trinity纯电动车。

  除了车身结构件可以采用一体化压铸,在电池包、电机壳体上、底盘结构件都可以采用这种技术,目的是减重和增加抗扭刚性。

  对于一体化压铸工艺来说,压铸机是关键设备。同时,从压铸机的下游需求来看,汽车同样是第一大来源,占到70%以上。

  而此前的压铸机的需求更多的是小吨位,在4500吨以下。随着特斯拉引领下的电池车身一体化的设计开始应用后,大型压铸机的需求明显提升。

  对应前、后底板和电池底座的压铸机吨位在6000T-12000T之间,而一体化下车身也要使用10000T以上的压铸机用于生产。相较于之前的压铸机重量明显提高,一体化压住技术催生了对大型压铸机的需求。也就是说未来想要建设一体化压铸生产线车间,必须要采购大型压铸机。

  目前,一体化压铸工艺应用属于起步阶段,在汽车中使用的普及度还比较低,渗透率仅有12%,截止21年设备的规模仅有85亿元,但是随着电动化汽车的发展,相比生产工艺的优化以及一体化压铸技术的广泛应用只是时间问题。

  预计一体压铸的渗透率到 2030 年将达到 84%,全球市场规模约600亿元,一体压铸技术使得全球压铸机市场在未来十年呈现持续高增长势态。

  根据券商的数据显示,截止5月份,文灿股份已经获得蔚来、理想的采购订单,6000T与9000T的一体化后地板试制已经完成,规模量产在即,2022年公司将具备超大吨位压铸7台,6000-7000T的压铸机4台,9000T的压铸机3台;

  一体压铸技术将成为未来汽车生产制造的重要工艺,无论是从降低成本、优化繁琐工艺来说,还是从减轻汽车重量、增加续航里程方面,都表明这种工艺相较于传统工艺的具备很大的生产优势。

  而一体压铸技术所带动的是对大型压铸机和铝材的需求提高,由于这种工艺的普及度还很低,所以行业的发展处于起步阶段,随着众多车企对一体压铸工艺的认可和相关产线的建设,将加大对相关设备和材料的需求。( 作者:韩枫 见智研究Pro )