新能源汽车发展对汽车制造工艺与装备的影响研究

王伟

摘 要：当今社会越来越推崇可持续化的发展，对于能源资源的使用和未来可持续发展的重视度也在逐步提高，因此新能源的发展和使用在科学技术的推动下目前已经适用于多个领域，例如在动力能源又或者是建筑材料方面，并且取得了很大的成效。对于汽车制造领域而言，新能源汽车的发展促使汽车制造业在制作的工艺与技术装备方面不断变革发展，积极的引进科学技术，以确保新能源汽车的安全发展，同时对于社会经济的发展以及社会环境的发展都有积极意义上的作用。

关键词：新能源汽车；汽车制造；工艺与装备；影响分析；

引言：通过近年来汽车业的发展情况来看，未来汽车业的发展会朝着体验感受、节能环保、智能互联等方面发展，更注重的是汽车给人带来的轻便经济感受。国家政策的支持以及目前时代发展的需求，可以预知到新能源汽车的发展前景很可观，而随着人们对于生活感受要求的提高，汽车在制造的工艺方面的变革也是必需的，在制造工艺方面一些复合型新材料技术的使用也越来越广泛，而科学技术的发展更是让汽车的生产变革更具兼容性。

一、新能源汽车的发展现状

近年来，新能源汽车在汽车制造业中的发展速度越来越快，据可靠数据分析，目前我国新能源汽车的销售总量在2016年已经连续两年居于世界第一。市场的需求以及各国政策的支持，使得新能源汽车的发展越来越猛，这种冲击也在一定程度上改变着汽车制造业的制造工艺技术，在车身轻量化技术的使用逐渐增多，电池技术以及装配技术也在不断提高，这种发展态势值得人们推动支持，但同时对于制造技术以及生产装备方面的改善也要跟上新能源汽车的发展的脚步。

二、汽车制造工艺在新能源汽车推动下的变革发展

新能源汽车的种类依据其动力源的不同大致分为混合动力汽车HEV，纯电动汽车BEV，燃料电池汽车FCEV，氢发动机汽车、燃气汽车和醇醚汽车等等。我国近年主要在混合动力汽车和纯电动汽车发展和商业化推进上进步明显。随着新能源汽车的发展越来越成熟，各个产业链之间的联系也在不断加强，在技术方面的发展也朝着体系化、科技化方面不断优化。新工艺和新技术不断体现在新能源汽车的制造过程中，由于混合动力汽车的制造工艺与传统汽车相比差异不大，主要为增加性工艺变更，下面主要分析纯电动汽车制造工艺与装备的影响。

1、对于纯电动汽车与传统汽车来说，最大区别是动力能源由燃油到电力的变化。从而两者的动力系统、能源储备与输送、控制系统都发生了明显的变化。

纯电动汽车的运用将在动力总成加工工艺和装备，动力电池加工工艺和装备这两大方面影响巨大：（1）大大减少如发动机的曲轴、连杆、活塞、缸体、凸轮轴的切屑加工工艺，随之而来的大量的加工中心将转做他行。2、锂电池生产工艺的复杂性和高精度要求的将带动真空搅拌机、涂布机、辊压机、模切机、卷绕机、叠片机、注液机化成机、分容检测设备的运用和发展。

2、纯电动汽车与传统汽车虽说在整车制造冲、焊、涂、总四大工艺上没有太大区别，但整车轻量化的运用也会对整车制造工艺和装备带来影响。

（1）传统车身平台上的纯电动汽车工艺及装备的

影响：

冲压、焊装应考虑纯电动汽车搭载的动力系统和能源系统会对车身底板、前舱和后仓带来影响外，应当调整相应的工序、模具和夹具的运用；

涂装的工艺及装备基本没有变化；

总装工艺中应考虑主要的变化点：电机、减速器、高压线束、电机控制器、充电控制器的变化制作相应的工装。在装配工艺编排中特别要强调涉电岗位的安全性，对于作业岗位资格、绝缘防护、安全标识、安全防护装置都要做到明确的规范。对于动力电池的存储和加工均需有独立且隔离的空间，配置足够的消防设施和防静电设施，明确管理措施和应急预案并目视化，确保储存和生产区域的温度和湿度。整车生产线应设置未通电时绝缘检测装备及安全防护设施。

因驱动电机水冷与风冷的区别，生产作业设备需考虑防冻液加注设备的配置。

整车检测应布置静态安规绝缘检测和淋雨后安规绝缘检测设备两处，配置整车电控检测、充电检测设备。因为电动汽车可取消尾气检测设备。

工厂内应在整车生产车间、停车场及整车运输、存储区域内配置充电桩（快充和慢充）。

（2）轻量化车身平台上的纯电动汽车工艺及装备的影响：

①车用碳纤维复合材料：

目前，汽车工业领域最具应用潜力的CFRP成型工艺包括快速RTM成型工艺、预浸料快速模压成型工艺、片状模塑料和长纤维增强热塑性树脂复合材料等，传统的汽车冲压工艺装备已不满足车用太纤维复合材料的加工。注塑设备、模压设备、缠绕成型设备、拉挤成型设备的投入将替代传统的压力机和传统模具。

车身工艺对于车用碳纤维材料的连接工艺将于传统焊接有着主要的区别，其主要采用胶接和装配工艺，相关装备也会以涂胶机代替焊机。考虑到车身涂装工艺，可将CFRP制品外委制作，待涂装后至涂装或总装进行装配。

综上所述，使用CFRP制品的轻量化整车工艺需在涂装工艺与总装工艺之间增加外覆盖件装配工艺。

②铝合金车身

铝合金车身工艺较传统车身工艺有较大区别，其主要为铝合金制件种类分为压铸零件、挤压零件、冲压零件等多种零件制品。因此对车身零件的加工压铸零件需压铸设备、压铸模具、热处理设备完成；挤压零件需要挤压前部设备（上料台、快速加热炉、热剪机），挤压机、挤压后部设备（冷却系统、飞锯系统、拉直或弯曲系统、成品锯系统）完成。铝合金材料在冲压过程中其成型难度较钢板大，回弹较难控制，切边易产生碎屑。因此在工艺设计时切边尽量避免划刀，工艺上冲压最佳角度为钝角，模具生产与维护过程中要使用专用的油涂抹在刀刃上。

对于铝合金车身工艺上，部件的相互连接可用焊接、铆接和胶接等工艺进行。焊接设备主要以MIG焊设备和氩弧焊设备，因铝合金材料在焊接过程中易变形，车身工艺中尽量先运用手工焊接，再使用机器人弧焊。铆接工艺设备主要包括自动冲铆和自动锁铆设备。因对车身打磨过程中产生的铝粉尘散发在空气中易产生爆炸，故在车身打磨工位需设置密闭的空间，并设置粉尘收集装置。

采用铝合金框架式车身工艺可省略涂装工艺，在总装设置门盖、车顶、侧围、翼子板等车身外观部件的装配工位和工装。其外覆盖件可使用碳纤维复合材料或塑料。

结束语：

通过上文的讲述，我们可以了解到，未来汽车制造技术的变革在新能源汽车的推广上有很大的推进作用。对于消费者来说，在购买汽车时一般都会选用购买成本相对来说不太好，但是使用感受方面的性价比高一点的汽车，这一点是市场需求原因；对于生产厂家来说，先进的新材料技术使汽车在轻量化方面的变革效果更可观，同时从长远来看，也为经营者带来了可观的利润；从环境保护方面来说，也是贯彻可持续发展道路的重要体现，这种低耗能、轻量化的新能源汽车对环境的影响相对来说也是较小的。

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