進(jìn)入秋冬以來，“霧霾君”再度來襲，以北京為首的各大城市紛紛淪陷。在造成霧霾的主要污染源中，汽車首當(dāng)其沖，由汽車及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)的污染至少占到一半左右。大力發(fā)展新能源汽車不僅可以解決能源問題，還是改善大氣環(huán)境最有效的途徑之一。
受政府一系列優(yōu)惠政策的刺激，新能源汽車近年迎來飛速增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年中國新能源汽車銷量暴增325%至7.5萬輛;今年1-10月，新能源汽車?yán)塾?jì)銷量逾171萬輛，同比增長290%。新能源汽車的爆發(fā)式增長拉動(dòng)了對新能源汽車三大核心部件——電池、電機(jī)及電控系統(tǒng)的需求。據(jù)預(yù)測，2016年中國鋰電池市場規(guī)模有望達(dá)到596億元，至2020年將達(dá)2000億元，對電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的需求也將達(dá)到500億至1000億元。
設(shè)備供應(yīng)商積極布局新能源汽車裝備領(lǐng)域
巨大的市場發(fā)展空間吸引了激光設(shè)備供應(yīng)商的關(guān)注。為了搶占市場先機(jī)，一些卓有遠(yuǎn)見的供應(yīng)商更是加快投資步伐，積極布局新能源汽車裝備領(lǐng)域。2015年11月底，資本市場的一則收購新聞引起了整個(gè)行業(yè)的關(guān)注——蘇州天弘激光斥資2.3億元收購逸飛激光100%的股權(quán)，后者制造的激光設(shè)備主要應(yīng)用于動(dòng)力鋰電池制作，掌握著新能源動(dòng)力電池生產(chǎn)的核心工藝。
據(jù)了解，逸飛激光是目前國家唯一一家掌握并產(chǎn)業(yè)化的全自動(dòng)全工序動(dòng)力電池生產(chǎn)線的企業(yè)，其研發(fā)的全極耳技術(shù)解決了動(dòng)力電池快充快放的物理限制，為解決電動(dòng)汽車充電慢、提速慢兩大難道提供了物理基礎(chǔ)。業(yè)內(nèi)人士表示，天弘激光此次重大資產(chǎn)重組，快速完成了對新能源汽車工業(yè)制造裝備的切入。
另一激光加工設(shè)備全球領(lǐng)先制造商——大族激光也看到新能源汽車裝備領(lǐng)域的巨大“蛋糕”，不久前公布了其在資本市場的定向增發(fā)計(jì)劃，計(jì)劃融資41億元，投資研發(fā)高功率激光器、光纖激光器及工業(yè)機(jī)器人等新興領(lǐng)域，積極布局先進(jìn)工藝，為公司長期發(fā)展奠定基礎(chǔ)。目前，該公司用于新能源汽車的激光器占國內(nèi)50%以上的市場份額，今年用于新能源車用激光器達(dá)3億元，較去年增加3倍以上。公司相信，未來新能源汽車將帶來新的增長點(diǎn)。
新能源汽車核心零部件制造還看激光技術(shù)
在電動(dòng)汽車的三大核心零部件中，動(dòng)力電池所占整車成本最高，也直接決定了整車的性能，生產(chǎn)設(shè)備的精度和自動(dòng)化水平將直接影響到電池的質(zhì)量、效率和一致性。激光技術(shù)作為一種先進(jìn)的加工技術(shù)，是高性能動(dòng)力電池生產(chǎn)的最佳選擇?？偟膩碚f，動(dòng)力電池的制造就是將正負(fù)極材料、隔膜和電解液等材料和零件組合在一起的過程，這其中涉及到激光焊接和切割。
動(dòng)力電池焊接部位多，工藝難度大，對焊接工藝要求非常高。激光焊接作為動(dòng)力電池生產(chǎn)一項(xiàng)非常重要的工藝環(huán)節(jié)，直接決定著電池的一致性、穩(wěn)定性和安全性。以電池電芯的焊接為例，其工藝要求高，傳統(tǒng)焊接方式很難滿足技術(shù)上的要求，比如在焊接后可能會(huì)出現(xiàn)凸起現(xiàn)象，對后續(xù)工藝的裝配造成影響。采用激光焊接技術(shù)不僅可以滿足技術(shù)要求，還具有非常高的效率。這主要得益于激光焊接的焊材損耗小、被焊接工件變形小、設(shè)備性能穩(wěn)定易操作、焊接質(zhì)量及自動(dòng)化程度高，這些優(yōu)勢都是其他焊接方式無法比擬的。
此外，在動(dòng)力電池的極片切割方面，激光技術(shù)也獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。在制備動(dòng)力鋰電池正負(fù)極極片單體時(shí)，極片切割的質(zhì)量和尺寸的精確度和一致性都直接影響動(dòng)力電池的使用壽命和電池質(zhì)量。目前，國內(nèi)大多電池生產(chǎn)企業(yè)基本采用傳統(tǒng)的機(jī)械刀片來切割極片。刀具切割有著很多的問題，比如變形、脫落、刀具損耗的成本問題等。而采用激光切割工藝進(jìn)行非接觸式切割，不僅能夠保證切割后極片的質(zhì)量，極片尺寸精度以及一致性也能得到保證。因此，目前越來越多的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)開始采用激光技術(shù)進(jìn)行極片的切割。
除了動(dòng)力電池的制造，激光技術(shù)在新能源汽車的另一核心零部件——電機(jī)的制造中也可以發(fā)揮其特有的技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。在電機(jī)的制造中，焊接部件要求焊接強(qiáng)度高、熱影響區(qū)小、焊接的精密度高，與傳統(tǒng)的焊接方法相比，激光焊接優(yōu)勢明顯，將獲得越來越廣泛的應(yīng)用。比如電機(jī)轉(zhuǎn)子軸與壓環(huán)之前的環(huán)焊縫一般采用CO2氣體保護(hù)焊或者鎢極氬弧焊，焊接會(huì)產(chǎn)生較大的形變，而且焊接產(chǎn)生的熱量會(huì)對電機(jī)機(jī)體內(nèi)的磁鋼產(chǎn)生影響。而采用激光焊接的方式，能量集中、密度高、加熱效率高、速度快，因此焊接部件變形小，非熔化區(qū)金屬受熱影響小，相較其他焊接方式優(yōu)勢明顯。
開拓商機(jī)，到慕尼黑上海光博會(huì)尋求解決方案
為了抓住新能源汽車發(fā)展的巨大商機(jī)，從設(shè)備制造商到汽車零部件供應(yīng)商以及整車制造商都已經(jīng)整裝待發(fā)，積極布局。發(fā)展新能源汽車，制造裝備起到非常關(guān)鍵的作用。作為激光行業(yè)的年度盛會(huì)，“慕尼黑上海光博會(huì)(LASER World of PHOTonICS CHINA)”為激光用戶提供“一站式”的采購平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，來自國內(nèi)外的一流激光設(shè)備供應(yīng)商將集中展示他們在激光技術(shù)方面的實(shí)力，為致力于開拓新能源汽車市場的企業(yè)提供最先進(jìn)的激光加工解決方案。
比如展會(huì)參展代表企業(yè)——大族激光便可以提供整套的鋰離子電池焊接系統(tǒng)方案。該公司研發(fā)的動(dòng)力電池電芯頂焊自動(dòng)化系統(tǒng)集成方案由多個(gè)模塊及系統(tǒng)組成，自動(dòng)化集成度高，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的全自動(dòng)上下料、對蓋、入殼、CCD檢測、機(jī)構(gòu)測距、預(yù)點(diǎn)焊、自動(dòng)分揀NG產(chǎn)品、高速封口焊接的全道工序。
另一參展商，武漢楚源光電多年來致力于動(dòng)力電池激光焊接設(shè)備的研發(fā)，研發(fā)生產(chǎn)了多種型號(hào)電池激光焊接機(jī)和自動(dòng)化生產(chǎn)線，滿足多種鋰離子電池類型的不同焊接工藝需求。比如該公司的方形動(dòng)力電池封口焊接機(jī)采用600W光纖脈沖焊接機(jī)或1500W連續(xù)激光焊接機(jī)，配合量身定制的自動(dòng)化工裝夾具，實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力電池殼體的密封焊接，所焊接電池密封性好，抗壓性強(qiáng)，焊縫美觀，效率高。
再比如武漢華工激光推出的該系列中小功率激光焊接機(jī)特別適合鋰離子動(dòng)力電池的制造，其焊接效率高、熱影響區(qū)小、焊點(diǎn)美觀牢固，能焊接難熔材料，可進(jìn)行微小零部件的精密焊接、各種不同的點(diǎn)焊及模具補(bǔ)焊。該設(shè)備激光輸出功率穩(wěn)定，對焊接環(huán)境無要求，能在室溫或特殊條件下焊接，可焊鈦、石英等難熔材料，并能對異性材料施焊。
除了加工設(shè)備，激光器在激光加工中起到的作用是不容忽視的，常常被比作激光加工的“幕后英雄”。激光器有許多種類，其中光纖激光器在動(dòng)力電池焊接當(dāng)中應(yīng)用非常多，比如電池基座封口焊接、電芯軟連接焊接等。全球知名光纖激光器供應(yīng)商如通快、IPG、相干、羅芬及理波等國際公司，以及國內(nèi)激光器供應(yīng)商武漢銳科、創(chuàng)鑫激光及天元激光等都將在慕尼黑光電展上同臺(tái)競技，展出適用于動(dòng)力電池激光加工的先進(jìn)激光器。
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