新能源電動(dòng)汽車如能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地取代原有的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，那就可能使汽車制造工藝和裝備發(fā)生重大變化，并引起相應(yīng)的汽車制造的上下游產(chǎn)業(yè)鏈也發(fā)生重大變化，新的行業(yè)需求例如動(dòng)力電池制造和驅(qū)動(dòng)電機(jī)生產(chǎn)等將會(huì)大量產(chǎn)生。
為此，AMTS2016新規(guī)劃EV Engineering 展區(qū)，及Future Body Engineering 2016,EV Engineering 2016,Motor Assembly2016及EV Battery Assembly 2016系列會(huì)議舉辦，為新能源電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)和新產(chǎn)品的制造工藝及其裝備，搭建新技術(shù)新理念商務(wù)交流平臺(tái)。
環(huán)境污染呼喚著新能源汽車時(shí)代的到來(lái)，而能源緊張成為新能源汽車發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)變革又促進(jìn)新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。新能源汽車無(wú)疑將成為未來(lái)汽車的發(fā)展方向，發(fā)展新能源汽車，其研發(fā)和制造既代表了世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，也是世界各主要國(guó)家和汽車制造廠商的共同戰(zhàn)略選擇。然而，由于新能源汽車在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件和整車的制造上都與傳統(tǒng)汽車有重大差異，那么，這種重大差異對(duì)汽車的制造工藝與裝備會(huì)帶來(lái)什么重大變化，對(duì)相關(guān)的行業(yè)又會(huì)產(chǎn)生哪些重大的影響，這需要我們?cè)诋?dāng)前就要開(kāi)始注意和思考并在今后高度關(guān)注和采取相應(yīng)的措施。制造工藝與裝備會(huì)帶來(lái)什么重大變化，對(duì)相關(guān)的行業(yè)又會(huì)產(chǎn)生哪些重大的影響，這需要我們?cè)诋?dāng)前就要開(kāi)始注意和思考并在今后高度關(guān)注和采取相應(yīng)的措施。
一、新能源汽車快速發(fā)展
在我國(guó)傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)、銷售增幅降低的情況下，今年上半年，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量分別是76223輛和72711輛，各增長(zhǎng)2.5倍和2.4倍，已經(jīng)超過(guò)美國(guó)，成為全球新能源汽車第一大市場(chǎng)。
出于環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的需要，中央和地方近年來(lái)密集出臺(tái)了支持新能源汽車發(fā)展的各項(xiàng)政策和鼓勵(lì)措施，也由于多地區(qū)各方面的積極性，新能源汽車研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈配套、商業(yè)模式、創(chuàng)新等都得到了迅速發(fā)展。新能源汽車已被我國(guó)列為現(xiàn)階段重點(diǎn)發(fā)展的七大產(chǎn)業(yè)之一，并開(kāi)展了多個(gè)城市的節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程，充電設(shè)施建設(shè)正在抓緊進(jìn)行，各項(xiàng)服務(wù)配套也在完善中。
環(huán)境污染呼喚著新能源汽車時(shí)代的到來(lái)，而能源緊張成為新能源汽車發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)變革又促進(jìn)新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。新能源汽車無(wú)疑將成為未來(lái)汽車的發(fā)展方向，發(fā)展新能源汽車，其研發(fā)和制造既代表了世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，也是世界各主要國(guó)家和汽車制造廠商的共同戰(zhàn)略選擇。
需要注意的是，目前大家比較關(guān)注的是新能源汽車的產(chǎn)品工程技術(shù)，因其直接關(guān)系到新能源汽車的續(xù)駛里程、功率、加速性、電池壽命等主要性能指標(biāo)，可是要獲得高質(zhì)量的、可靠的、真正具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力成本的電動(dòng)汽車，不得不高度重視和發(fā)展電動(dòng)汽車的制造工程技術(shù)及其相關(guān)的工藝和裝備。特別是當(dāng)新能源電動(dòng)汽車隨著市場(chǎng)需求的增加而投入大批量生產(chǎn)的時(shí)候，制造技術(shù)是否先進(jìn)、高效，制造成本是否具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，制造出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性、一致性及其工作的可靠性如何，尤其是產(chǎn)品的性價(jià)比就成為了市場(chǎng)的關(guān)注點(diǎn)。
與此同時(shí)，我們還要注意到，由于新能源汽車在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件和整車的制造上都與傳統(tǒng)汽車有了重大差異，那么，這種重大差異對(duì)汽車的制造工藝與裝備會(huì)帶來(lái)什么重大變化，對(duì)相關(guān)的行業(yè)又會(huì)產(chǎn)生哪些重大的影響，這需要我們?cè)诋?dāng)前就要開(kāi)始注意和思考并在今后高度關(guān)注和采取相應(yīng)的措施。
圖1 上海國(guó)際汽車城新能源汽車綜合示范應(yīng)用
二、新能源汽車的種類和主要關(guān)鍵技術(shù)
新能源汽車的種類比較多（見(jiàn)圖2），現(xiàn)階段所說(shuō)的新能源汽車主要是指純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車及燃料電池汽車。純電動(dòng)汽車能量主要依賴車載可充電蓄電池或其它能量?jī)?chǔ)存裝置并由電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。插電式混合動(dòng)力汽車可在正常使用情況下從非車載裝置中獲取電能以滿足車輛一定的純電續(xù)駛里程。當(dāng)前發(fā)展較好的是純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車，其中純電動(dòng)汽車會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的汽車制造工藝和裝備產(chǎn)生重大影響。
圖2 新能源汽車的種類
早在“十五”期間，我國(guó)就確立了“三縱三橫”的新能源汽車的研究開(kāi)發(fā)布局（見(jiàn)圖3）。“三橫”是指純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車的整車。“三縱”是指電池、電機(jī)和控制系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件。提出以整車開(kāi)發(fā)為主導(dǎo)，關(guān)鍵零部件和相關(guān)材料緊密結(jié)合、基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)發(fā)展，政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)估技術(shù)同步展開(kāi)的基本方針。
圖3 新能源汽車三縱三橫的研究開(kāi)發(fā)布局
一般說(shuō)來(lái)，新能源汽車產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)有以下一些：
（1）整車共性技術(shù)，如整車和系統(tǒng)集成、強(qiáng)電安全技術(shù)、電磁兼容性技術(shù)、整車輕量化技術(shù)、熱管理技術(shù)等。
（2）純電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)，如動(dòng)力電池系統(tǒng)集成和控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總成及其匹配和控制、能量回收與分配及優(yōu)化控制技術(shù)等。
（3）混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵技術(shù)，如機(jī)電耦合技術(shù)、動(dòng)力電池系統(tǒng)集成和控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總成及其匹配和控制、整車和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制技術(shù)、能量回收與分配及優(yōu)化控制技術(shù)等。
（4）燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)，如燃料電池技術(shù)、燃料電池系統(tǒng)匹配與優(yōu)化控制技術(shù)、車載高壓供氫系統(tǒng)技術(shù)等。
（5）車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，如驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)、系統(tǒng)熱管理、高性能絕緣材料、高性能永磁材料等。
（6）車用動(dòng)力電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，如動(dòng)力電池及成組技術(shù)、系統(tǒng)集成、電池管理系統(tǒng)、正負(fù)極材料、鋰離子電池隔膜等。
（7）電動(dòng)輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，如電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)等。
三、電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車在制造上的主要差別
電動(dòng)汽車的制造一方面與傳統(tǒng)汽車的制造在制造工藝與裝備上有傳承關(guān)系，另一方面由于新能源汽車采用了新的動(dòng)力來(lái)源和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其相應(yīng)的控制系統(tǒng)，它在制造上又與傳統(tǒng)汽車在生產(chǎn)工藝與裝備上存在著很大差異。
其中變化最大的是在汽車動(dòng)力總成的制造上，如果是純電動(dòng)新能源汽車，其動(dòng)力總成的關(guān)鍵制造技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
電池系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備；
電機(jī)系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備；
電控系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備；
另外，還涉及高效方便的充電設(shè)施的制造與安裝等。
新能源汽車在整車車身的制造上，與傳統(tǒng)汽車的車身差別不大，通常還是需要沖壓、焊裝、涂裝等工藝及相應(yīng)的設(shè)備和輸送裝置等。
但沖壓工藝中需要考慮由于電池、電控裝置等在汽車中的安裝位置引起的底板、發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)、后備箱等沖壓件及其總成的變化，需調(diào)整或設(shè)置相應(yīng)的工序、模具等。
在焊裝工藝中需考慮由于更多輕量化材料的使用如鋁合金、碳纖維復(fù)合材料等的應(yīng)用等，要求相應(yīng)的連接工藝技術(shù)的創(chuàng)新，如新型粘結(jié)工藝、新型鉚接工藝、新型焊接工藝等，以及相應(yīng)的焊裝夾具和焊裝機(jī)器人。
在總裝配工藝流程中主要的變化是需相應(yīng)的安排電池、電機(jī)、電控裝置、高壓線束等新增零部件的裝配以及電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等電驅(qū)動(dòng)的其他汽車零部件的裝配工序和相應(yīng)的工裝。在裝配工藝安排中特別強(qiáng)調(diào)了操作中的涉電安全性。在生產(chǎn)過(guò)程中，要求生產(chǎn)和存儲(chǔ)區(qū)域應(yīng)有效識(shí)別危險(xiǎn)源，對(duì)電池的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、安裝、接線和裝配線的運(yùn)行方面，都應(yīng)制定安全防護(hù)措施（包括管理方案和應(yīng)急措施）。生產(chǎn)線上應(yīng)明確提出對(duì)溫度與濕度、用電安全（電線的絕緣與裸露情況的處理）、安全防護(hù)方面的要求并具有相應(yīng)的措施和裝備。
在整車檢測(cè)線上，新能源汽車工藝與裝備傳統(tǒng)汽車有明顯差別，一般說(shuō)來(lái)，整車檢測(cè)涉及到汽車主要功能、性能的檢驗(yàn)的各個(gè)方面，傳統(tǒng)汽車車輛從裝配線上下來(lái)后都要進(jìn)行排放、制動(dòng)、懸掛、側(cè)滑、車輪定位、燈光等多項(xiàng)檢測(cè)，對(duì)于新能源電動(dòng)汽車而言，新增了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及高壓電系統(tǒng)的檢測(cè)等，加強(qiáng)了電性能和電安全性的檢測(cè)。
四、電動(dòng)汽車動(dòng)力總成制造對(duì)金屬切削加工工藝和裝備的影響
在傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)中金屬切削加工工藝獲得了廣泛應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱以及車橋、傳動(dòng)軸、制動(dòng)器等零部件的加工制造中都要用到金屬切削加工工藝。特別是在傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力總成的生產(chǎn)制造中金屬切削加工機(jī)床和切削加工刀具被大量使用，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱制造的效率、質(zhì)量和成本有著重要影響。
機(jī)床和刀具制造業(yè)與汽車制造業(yè)有著極為密切的關(guān)系，中國(guó)從2009年開(kāi)始汽車產(chǎn)銷量全球第一，相應(yīng)地也連續(xù)多年機(jī)床消費(fèi)量全球第一。同時(shí)汽車制造業(yè)也是對(duì)金屬切削加工刀具需求量最大的行業(yè)（見(jiàn)圖4）。
圖4 中國(guó)各行業(yè)對(duì)刀具的需求
可是這一切，可能會(huì)由于電動(dòng)汽車的快速發(fā)展而發(fā)生重大變化。
對(duì)于純電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，其動(dòng)力總成的制造不再需要傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，相應(yīng)地不再需要發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸和連桿等零部件了，不再需要對(duì)這些零部件進(jìn)行銑削、鉆孔、鏜削、螺紋加工、磨削、珩磨等多種復(fù)雜的金屬切削加工，各類專門針對(duì)此類零件的加工研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的加工中心機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線、硬質(zhì)合金刀具、超硬刀具、復(fù)合加工刀具等都失去了英雄用武之地。
而動(dòng)力總成的這些零部件的加工車間正是汽車制造業(yè)中使用金屬切削加工機(jī)床和各類切削加工刀具量最大的部門，如果純電動(dòng)汽車的發(fā)展進(jìn)入大批大量的生產(chǎn)并逐步替代傳統(tǒng)動(dòng)力總成的生產(chǎn)制造，會(huì)出現(xiàn)以下情況：
金屬切削加工機(jī)床和各類切削加工刀具的應(yīng)用會(huì)逐步減少，原有的相關(guān)制造工藝和制造車間會(huì)轉(zhuǎn)型，相關(guān)的制造工程師和生產(chǎn)線工人也會(huì)轉(zhuǎn)換崗位，以適應(yīng)新的生產(chǎn)制造工藝的需要，相關(guān)的機(jī)床和刀具制造企業(yè)會(huì)受到影響。
當(dāng)然，上面主要是針對(duì)純電動(dòng)新能源汽車說(shuō)的，對(duì)于目前發(fā)展勢(shì)頭也很好的混合動(dòng)力汽車來(lái)說(shuō)，由于其仍然保留著內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，那么內(nèi)燃機(jī)的制造中，缸體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸以及變速器相關(guān)零件等金屬切削加工量最大的零部件件仍然存在著，其對(duì)金屬切削加工的需求就基本沒(méi)有什么變化。
另外，即使是純電動(dòng)汽車，對(duì)金屬切削加工需求基本保持不變的也有相當(dāng)一部分零部件，如對(duì)車橋、減速器、差速器、傳動(dòng)軸、制動(dòng)器等零部件的金屬切削加工需求基本保持不變。而且還新增加了一部分需要金屬切削加工的工作量，如在新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的制造中需要對(duì)電機(jī)軸、電機(jī)殼體等進(jìn)行金屬切削加工，對(duì)新增加的各類模具的金屬切削加工等（其中包含各類特種加工）。
五、電動(dòng)汽車制造需要新的工藝和裝備
新能源電動(dòng)汽車的生產(chǎn)制造工藝及其裝備發(fā)生了很大變化，其中汽車動(dòng)力總成的制造變化最大，如果是純電動(dòng)新能源汽車，其動(dòng)力總成的制造會(huì)在以下幾個(gè)方面出現(xiàn)了新的需求：
電池系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、電控系統(tǒng)的制造及其工藝與裝備、高效方便的充電設(shè)施的制造與安裝及其工藝與裝備等。
例如，對(duì)于鋰電池的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，就需要如下的系統(tǒng)及其裝備(見(jiàn)圖5)，
圖5 鋰電池的制造生產(chǎn)系統(tǒng)
需要：真空行星攪拌機(jī)，將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀；
影響（見(jiàn)圖6），一方面是一些原有的需求量很大的原材料或零部件及其相關(guān)的工藝及裝備不再需要了或減少了用量；另一方面是產(chǎn)生了新的需求，如對(duì)上游來(lái)說(shuō)，為了制造電池大量需要新型的電池正、負(fù)極材料和隔膜等零部件，需要有相應(yīng)的制造這些零部件的工藝裝備；對(duì)下游來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)了大量的對(duì)充電設(shè)施和充電服務(wù)的需求，增加了對(duì)電池回收處理的需求，同樣需要有相應(yīng)的工藝裝備。
另外，還需注意到，新能源汽車的制造從中小批量的生產(chǎn)到大規(guī)模的大批、大量生產(chǎn)在制造工藝、制造所應(yīng)用的裝備和質(zhì)量控制方法上都有重大的區(qū)別，在這過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)很多變化和新的需求，同時(shí)出于適應(yīng)市場(chǎng)需求的柔性化生產(chǎn)要求也會(huì)對(duì)制造工藝與裝備帶來(lái)挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇。
圖6 新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈
六、結(jié)語(yǔ)
一項(xiàng)重大新技術(shù)或新產(chǎn)品的出現(xiàn)和發(fā)展總是會(huì)帶來(lái)多方面的效應(yīng)，我們需要對(duì)這多方面的效應(yīng)有全面和清醒的認(rèn)識(shí)。
新能源電動(dòng)汽車如能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地取代原有的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，那就可能使汽車制造工藝和裝備發(fā)生重大變化，并引起相應(yīng)的汽車制造的上下游產(chǎn)業(yè)鏈也發(fā)生重大變化，例如金屬切削加工機(jī)床和刀具行業(yè)有可能受到大影響，而一些新的行業(yè)需求例如動(dòng)力電池制造和驅(qū)動(dòng)電機(jī)生產(chǎn)等又會(huì)大量產(chǎn)生。制造工藝與所采用的裝備的改變影響到的不僅僅是在技術(shù)方面，而且還會(huì)表現(xiàn)在應(yīng)用這些工藝與裝備的人員的方面，如工作崗位的變動(dòng)、對(duì)新技術(shù)與工藝裝備的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)、企業(yè)組織架構(gòu)的變動(dòng)等方面。
這聽(tīng)起來(lái)似乎有些令人驚訝，不過(guò)如果大家想一想，當(dāng)初數(shù)碼攝影技術(shù)和數(shù)碼相機(jī)誕生時(shí)柯達(dá)公司的態(tài)度和應(yīng)對(duì)措施，直至后來(lái)這么一家曾經(jīng)那么輝煌的公司竟然在新技術(shù)的沖擊下破產(chǎn)了，這給我們上了深刻的一課。
不過(guò)幸好的是，我們還有足夠的時(shí)間來(lái)進(jìn)行思考和應(yīng)對(duì)，因?yàn)樾履茉措妱?dòng)汽車目前還只是在發(fā)展的初期階段，在產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)化方面還有很長(zhǎng)的路要走，很多技術(shù)特別是象動(dòng)力電池等關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步突破，純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程還需進(jìn)一步延長(zhǎng)，充電設(shè)施和充電裝置等配套設(shè)施的完善還有很多工作要做，新能源汽車的制造成本還需要花極大的努力來(lái)降低。目前的新能源汽車的快速發(fā)展很大程度上還是有賴于國(guó)家政策的支持，在新能源汽車中，目前插電式混合動(dòng)力汽車銷售量比純電動(dòng)汽車還是大一些，這也降低了對(duì)可能出現(xiàn)的金屬切削加工機(jī)床和刀具等在汽車制造業(yè)的需求量下降的擔(dān)心。
但是，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和降低能源的消耗是迫切和長(zhǎng)期的任務(wù)，是政府和全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，這會(huì)催生新技術(shù)和新產(chǎn)品的誕生；而新技術(shù)和新產(chǎn)品的誕生會(huì)對(duì)原有的制造工藝及其裝備產(chǎn)生巨大的沖擊，也會(huì)改變?cè)械纳舷庐a(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)也會(huì)創(chuàng)造大量的新機(jī)會(huì)。
我們要對(duì)新技術(shù)的發(fā)展和其對(duì)各方面帶來(lái)的影響有及時(shí)和充分的認(rèn)識(shí)，并做好相應(yīng)的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。
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