面臨的挑戰:
里程(cheng)(cheng)焦慮(lv)一直(zhi)是新能源汽(qi)車的頭痛點,無論哪個新車的上市,極限里程(cheng)(cheng)挑戰都是其必過難(nan)關(guan)。一般(ban)認為純電動(dong)汽(qi)車重量降低10%,續航(hang)里程便可增加約6%。新能源汽車“三(san)電”系統(tong)約占整車整備質量的1/4左(zuo)右(you),有數據顯(xian)示,在(zai)傳統(tong)汽(qi)車基礎上設計的新能(neng)源汽(qi)車比傳統(tong)燃油車質量會增加15%以上,所以輕量化(hua)是新能源汽車比(bi)傳統汽車更(geng)需要的課題(ti)。
在動力(li)電池系統中,電池(chi)殼(ke)占系統總(zong)重量約 20-30%,是(shi)主要結(jie)構件,顯(xian)著影響其(qi)電(dian)耗(hao)、動(dong)力性(xing)、制動(dong)性(xing)能(neng)、被動(dong)安全性(xing)、一次充電(dian)續航里程等(deng),因此新能(neng)源汽(qi)車電(dian)池殼的(de)輕量化(hua)(hua)顯(xian)得更(geng)為重要。輕量化(hua)(hua)離不開高(gao)強(qiang)度鋼、鎂鋁合(he)金、高(gao)性(xing)能(neng)塑料和碳纖維復合(he)材(cai)(cai)料等(deng)輕量化(hua)(hua)材(cai)(cai)料的(de)應(ying)用(yong),然而輕量化(hua)(hua)新材(cai)(cai)料的(de)應(ying)用(yong),這(zhe)又涉及全新的(de)設計(ji)制造(zao)與檢測技(ji)術的(de)應(ying)用(yong),這(zhe)對整(zheng)個汽(qi)車行業(ye)都是(shi)極大(da)的(de)挑戰。
來(lai)自海克斯康的解(jie)決(jue)方案:
在(zai)新能源(yuan)電池殼(ke)箱體選材上鋼(gang)板、鋁板、擠壓鋁、壓鑄鋁、玻纖復材、SMC復材、碳纖復材都有應用(yong),鋁合金框(kuang)架和(he)鋁板結(jie)構電池殼結(jie)構設計靈(ling)活,減重明顯且工藝較成熟,擠壓鋁的框(kuang)架能(neng)夠(gou)提供高(gao)剛度和(he)高(gao)強(qiang)度,鋁板沖壓件密封。特(te)斯拉Model S、蔚來ES8、大眾MEB等項目(mu)電(dian)池殼均采用(yong)了鋁合(he)金框(kuang)架(jia)和鋁板結構,針對此種這些特殊工藝材料(liao)(liao)的產品,電(dian)池殼廠家無論是在設(she)計(ji)、工藝、檢測、材料(liao)(liao)環節都需要全新的技術支持(chi)。
工藝鏈仿(fang)真:控(kong)制開發(fa)成本與周(zhou)期
新設計直接(jie)帶(dai)來工藝的改變,工藝開發(fa)過程中,試驗(yan)成(cheng)本(ben)和(he)試驗(yan)時間對產(chan)品成(cheng)本(ben)和(he)產(chan)品開發(fa)周期的(de)影響。在電池殼體的工藝開發中(zhong),往往會出現產品設計對可制造性的(de)考(kao)慮不足、焊(han)接導致的產品變形、成(cheng)形過程中的回彈對產(chan)品性(xing)能有影響、成(cheng)形缺陷導致產品質量問題、成形模(mo)具多次(ci)修(xiu)模(mo)、調試(shi)工藝參數問(wen)題,以(yi)及成形過程中的(de)材料利(li)用(yong)率問題等。海(hai)克斯(si)康可(ke)以(yi)用(yong)廠商提供一(yi)站式工(gong)藝鏈仿真方案(沖壓(ya)、擠壓(ya)、鉚接、焊接、旋壓(ya)等眾多工(gong)藝類型),在幫助客戶縮(suo)短(duan)工藝開發(fa)時(shi)間(jian),進而縮(suo)短(duan)產品開發(fa)時(shi)間(jian),降低產品(pin)的開發成(cheng)本。在鈑金件成本評(ping)估、材料利(li)用率提升(sheng)以及可制造(zao)性評(ping)估方面(mian)有獨到之處。
三維快照檢測:保障新(xin)設(she)計質量
新能源汽車的電池(chi)殼體檢測一般需要通過電池(chi)殼箱體上200個左右的螺紋孔測量,這個通過傳統的檢測方法一個全新電池殼(ke)體的質量驗證需要消耗大量的時間(jian),三維(wei)結構光傳感器則是完成此(ci)項任務的理想技(ji)術。海克斯(si)康的OPTIUM HP?三維快(kuai)(kuai)照檢(jian)測(ce)系統是(shi)針對自動(dong)化(hua)在線檢(jian)測(ce)的高精度(du)快(kuai)(kuai)拍(pai)系統,應(ying)用(yong)海克斯康最新的光學跟蹤技術和(he)結構光快(kuai)(kuai)照式傳(chuan)感器。整個測(ce)量(liang)過(guo)程不受機器人精度(du)影響,能夠快(kuai)(kuai)速提供絕對測(ce)量(liang)精度(du)。同時可以實(shi)現在點偏差超差的錯誤特征處的多次測量,提高檢(jian)測準確度(du),做到檢(jian)錯信息(xi)及時處理。
新材料仿真分析:避(bi)免(mian)設計欠缺
為降低傳統電池包(bao)的(de)重(zhong)量,一些廠商嘗試使用了更(geng)輕質(zhi)提復合材(cai)料,像蔚來ES6的碳(tan)纖維增強型復材(CFRP)電池外殼就比傳統的鋁或鋼制電(dian)池外殼輕40%,具有(you)高剛性,而(er)且比鋁的熱導率低200倍。對(dui)于(yu)新材(cai)料的設計(ji)需要大量(liang)的材(cai)料特性數(shu)據,海克斯康(kang)的Digimat軟(ruan)件具有對(dui)復合(he)材料分析的能力,可(ke)以對(dui)復合(he)材料進(jin)行多(duo)尺度建模,表征(zheng)(zheng)材料的各向異(yi)性(xing)特征(zheng)(zheng),從而提高復合(he)材料有限(xian)元計(ji)算(suan)的精確度,避免設計不足或者(zhe)過設計,并且防止纖維(wei)取(qu)向受(shou)成型工藝的(de)影響,影響電池外殼(ke)的(de)力學(xue)性(xing)能(neng)等。
在制(zhi)造業(ye)數(shu)字化轉(zhuan)型與市(shi)場需求不斷變(bian)化的(de)當下,貫(guan)穿產品設計(ji)、工藝、制(zhi)造、檢測與管理全生命周期(qi)的(de)解(jie)決方(fang)案變(bian)得尤為重要,海(hai)克斯(si)康(kang)新(xin)能源汽車行(xing)業(ye)解(jie)決方(fang)案從新(xin)產品設計(ji)開始(shi),以數(shu)據為導向,幫助(zhu)用戶(hu)洞(dong)悉產品制(zhi)造全流程數(shu)據,為行(xing)業(ye)加速轉(zhuan)型賦能。
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