新能源汽車發展對汽車制造工藝與裝備的影響研究

王偉

摘 要：當今社會越來越推崇可持續化的發展，對于能源資源的使用和未來可持續發展的重視度也在逐步提高，因此新能源的發展和使用在科學技術的推動下目前已經適用于多個領域，例如在動力能源又或者是建筑材料方面，并且取得了很大的成效。對于汽車制造領域而言，新能源汽車的發展促使汽車制造業在制作的工藝與技術裝備方面不斷變革發展，積極的引進科學技術，以確保新能源汽車的安全發展，同時對于社會經濟的發展以及社會環境的發展都有積極意義上的作用。

關鍵詞：新能源汽車；汽車制造；工藝與裝備；影響分析；

引言：通過近年來汽車業的發展情況來看，未來汽車業的發展會朝著體驗感受、節能環保、智能互聯等方面發展，更注重的是汽車給人帶來的輕便經濟感受。國家政策的支持以及目前時代發展的需求，可以預知到新能源汽車的發展前景很可觀，而隨著人們對于生活感受要求的提高，汽車在制造的工藝方面的變革也是必需的，在制造工藝方面一些復合型新材料技術的使用也越來越廣泛，而科學技術的發展更是讓汽車的生產變革更具兼容性。

一、新能源汽車的發展現狀

近年來，新能源汽車在汽車制造業中的發展速度越來越快，據可靠數據分析，目前我國新能源汽車的銷售總量在2016年已經連續兩年居于世界第一。市場的需求以及各國政策的支持，使得新能源汽車的發展越來越猛，這種沖擊也在一定程度上改變著汽車制造業的制造工藝技術，在車身輕量化技術的使用逐漸增多，電池技術以及裝配技術也在不斷提高，這種發展態勢值得人們推動支持，但同時對于制造技術以及生產裝備方面的改善也要跟上新能源汽車的發展的腳步。

二、汽車制造工藝在新能源汽車推動下的變革發展

新能源汽車的種類依據其動力源的不同大致分為混合動力汽車HEV，純電動汽車BEV，燃料電池汽車FCEV，氫發動機汽車、燃氣汽車和醇醚汽車等等。我國近年主要在混合動力汽車和純電動汽車發展和商業化推進上進步明顯。隨著新能源汽車的發展越來越成熟，各個產業鏈之間的聯系也在不斷加強，在技術方面的發展也朝著體系化、科技化方面不斷優化。新工藝和新技術不斷體現在新能源汽車的制造過程中，由于混合動力汽車的制造工藝與傳統汽車相比差異不大，主要為增加性工藝變更，下面主要分析純電動汽車制造工藝與裝備的影響。

1、對于純電動汽車與傳統汽車來說，最大區別是動力能源由燃油到電力的變化。從而兩者的動力系統、能源儲備與輸送、控制系統都發生了明顯的變化。

純電動汽車的運用將在動力總成加工工藝和裝備，動力電池加工工藝和裝備這兩大方面影響巨大：（1）大大減少如發動機的曲軸、連桿、活塞、缸體、凸輪軸的切屑加工工藝，隨之而來的大量的加工中心將轉做他行。2、鋰電池生產工藝的復雜性和高精度要求的將帶動真空攪拌機、涂布機、輥壓機、模切機、卷繞機、疊片機、注液機化成機、分容檢測設備的運用和發展。

2、純電動汽車與傳統汽車雖說在整車制造沖、焊、涂、總四大工藝上沒有太大區別，但整車輕量化的運用也會對整車制造工藝和裝備帶來影響。

（1）傳統車身平臺上的純電動汽車工藝及裝備的

影響：

沖壓、焊裝應考慮純電動汽車搭載的動力系統和能源系統會對車身底板、前艙和后倉帶來影響外，應當調整相應的工序、模具和夾具的運用；

涂裝的工藝及裝備基本沒有變化；

總裝工藝中應考慮主要的變化點：電機、減速器、高壓線束、電機控制器、充電控制器的變化制作相應的工裝。在裝配工藝編排中特別要強調涉電崗位的安全性，對于作業崗位資格、絕緣防護、安全標識、安全防護裝置都要做到明確的規范。對于動力電池的存儲和加工均需有獨立且隔離的空間，配置足夠的消防設施和防靜電設施，明確管理措施和應急預案并目視化，確保儲存和生產區域的溫度和濕度。整車生產線應設置未通電時絕緣檢測裝備及安全防護設施。

因驅動電機水冷與風冷的區別，生產作業設備需考慮防凍液加注設備的配置。

整車檢測應布置靜態安規絕緣檢測和淋雨后安規絕緣檢測設備兩處，配置整車電控檢測、充電檢測設備。因為電動汽車可取消尾氣檢測設備。

工廠內應在整車生產車間、停車場及整車運輸、存儲區域內配置充電樁（快充和慢充）。

（2）輕量化車身平臺上的純電動汽車工藝及裝備的影響：

①車用碳纖維復合材料：

目前，汽車工業領域最具應用潛力的CFRP成型工藝包括快速RTM成型工藝、預浸料快速模壓成型工藝、片狀模塑料和長纖維增強熱塑性樹脂復合材料等，傳統的汽車沖壓工藝裝備已不滿足車用太纖維復合材料的加工。注塑設備、模壓設備、纏繞成型設備、拉擠成型設備的投入將替代傳統的壓力機和傳統模具。

車身工藝對于車用碳纖維材料的連接工藝將于傳統焊接有著主要的區別，其主要采用膠接和裝配工藝，相關裝備也會以涂膠機代替焊機。考慮到車身涂裝工藝，可將CFRP制品外委制作，待涂裝后至涂裝或總裝進行裝配。

綜上所述，使用CFRP制品的輕量化整車工藝需在涂裝工藝與總裝工藝之間增加外覆蓋件裝配工藝。

②鋁合金車身

鋁合金車身工藝較傳統車身工藝有較大區別，其主要為鋁合金制件種類分為壓鑄零件、擠壓零件、沖壓零件等多種零件制品。因此對車身零件的加工壓鑄零件需壓鑄設備、壓鑄模具、熱處理設備完成；擠壓零件需要擠壓前部設備（上料臺、快速加熱爐、熱剪機），擠壓機、擠壓后部設備（冷卻系統、飛鋸系統、拉直或彎曲系統、成品鋸系統）完成。鋁合金材料在沖壓過程中其成型難度較鋼板大，回彈較難控制，切邊易產生碎屑。因此在工藝設計時切邊盡量避免劃刀，工藝上沖壓最佳角度為鈍角，模具生產與維護過程中要使用專用的油涂抹在刀刃上。

對于鋁合金車身工藝上，部件的相互連接可用焊接、鉚接和膠接等工藝進行。焊接設備主要以MIG焊設備和氬弧焊設備，因鋁合金材料在焊接過程中易變形，車身工藝中盡量先運用手工焊接，再使用機器人弧焊。鉚接工藝設備主要包括自動沖鉚和自動鎖鉚設備。因對車身打磨過程中產生的鋁粉塵散發在空氣中易產生爆炸，故在車身打磨工位需設置密閉的空間，并設置粉塵收集裝置。

采用鋁合金框架式車身工藝可省略涂裝工藝，在總裝設置門蓋、車頂、側圍、翼子板等車身外觀部件的裝配工位和工裝。其外覆蓋件可使用碳纖維復合材料或塑料。

結束語：

通過上文的講述，我們可以了解到，未來汽車制造技術的變革在新能源汽車的推廣上有很大的推進作用。對于消費者來說，在購買汽車時一般都會選用購買成本相對來說不太好，但是使用感受方面的性價比高一點的汽車，這一點是市場需求原因；對于生產廠家來說，先進的新材料技術使汽車在輕量化方面的變革效果更可觀，同時從長遠來看，也為經營者帶來了可觀的利潤；從環境保護方面來說，也是貫徹可持續發展道路的重要體現，這種低耗能、輕量化的新能源汽車對環境的影響相對來說也是較小的。

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