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新能源汽车赛道激战正酣,年度电子生产设备大展揭示四大造车突围新风向

2023-4-4 13:03| 发布者: admin| 查看: 5149| 评论: 0

摘要: 汽车行业正在加速探索转向新的方向,一边是传统燃油车在价格市场中的惨烈厮杀,另一边则是新能源汽车产业链的持续扩容。与传统燃油车类似,核心产品制造、多功能模块与整车装配是汽车制造过程中重要的工艺环节,同样也是 ...

汽车行业正在加速探索转向新的方向,一边是传统燃油车在价格市场中的惨烈厮杀,另一边则是新能源汽车产业链的持续扩容。与传统燃油车类似,核心产品制造、多功能模块与整车装配是汽车制造过程中重要的工艺环节,同样也是决定汽车质量与智能化程度的关键,而新能源汽车更绿色化、电气化的特征所依赖的相关汽车电子、三电系统组装与制造,轻量化线束加工与新型点胶注胶技术应用等,是对传统汽车制造产业链的颠覆,开拓了新的设备与工艺市场,成为汽车电子制造领域的新蓝海。

作为电子制造行业重要的展示交流平台与2023经济复苏之年伊始的重要展会,2023慕尼黑上海电子生产设备展将在2023年4月13-15日于上海新国际博览中心(N1-N5馆及W5馆)举办,现场将吸引近800家电子制造行业的创新企业加入,展会规模将达73,000平方米。针对新能源汽车市场与产业链的欣欣向荣,此次展会全新策划与推出的新能源及汽车技术系列主题板块,将专注于新能源汽车电子应用,包括汽车装配系统集成、新能源工程、汽车测试测量、充换电及配套设施(充电桩、充电机)、电池激光切割、汽车焊装及连接工程、新能源汽车检测、新能源汽车胶粘剂、汽车PLC工控系统等,为新能源汽车领域提供各类创新解决方案。

图源:往届慕尼黑上海电子生产设备展展会现场

数字化智能装配成制造新“标配”

新能源汽车整车结构比传统汽车更“新”,动力系统一般是内置电池组件,而其核心是由驱动电机、调整装置及动力源共同构成的电力驱动系统,这也区别于传统汽车的根本所在,因此对产业自动化水平,如工业机器人的技术创新和功能延伸提出新要求。

相对于其他工业制造,新能源汽车行业对工业机器人的高度柔性化、智能化、数字化要求非常高。有别于传统的工业机器人,新能源汽车制造要求机器人在协作区域内与人、产线直接进行近距离交互及协作。据报道,2022年6月,华晨宝马生产基地大规模升级项目——里达工厂正式开业,其装备便有超过800台FANUC(N1馆1100)机器人,在车身车间,首次引入全新焊接机器人及电伺服焊枪,通过搭载FANUC云端远程服务系统ZDT,每台机器人和焊枪都连接到物联网平台上,进行数据的采集和分析,同时能完成焊接、螺接和涂胶,实现了更精准高效的焊接和预防性维护,是宝马 BMW iFACTORY 生产战略的范例,从“精益、绿色、数字化”三个方面树立了汽车生产新标杆。

图源:发那科机器人官微

事实上,FANUC的新能源汽车制造解决方案广泛应用于比亚迪、理想、小鹏、广汽埃安、AITO等客户的工厂。FANUC在新能源汽车及其动力电池和动力总成系统的智能制造方面汇集了丰富的经验,助力用户开展新能源汽车智能制造生产战略。

ABB(N1馆1308)同样能在汽车生产过程中提供全面的自动化解决方案,包括在制造、装配和测试中使用机器人、自动化的工业软件平台以及智能化的物流系统等方面,可大幅提高生产效率和质量,并降低成本和环境影响。

除此之外,2023慕尼黑上海电子生产设备展现场也将更全面地汇聚包括节卡、遨博、艾利特、派迅智能、珞石、未来亚特、铂电机器人等国内外优秀的机器人与工业自动化企业,面对新能源汽车制造不断增长的定制化和个性化需求,展望人机协作可期未来。

由于新能源汽车装配制造涉及多个工序,如总装、焊装、冲压、涂装等,每个工序都需要精确控制和协调,以保证产品的质量和性能,而工控PLC作为专门为工业环境应用而设计的数字运算操作电子系统,可以根据预设的程序实现过程的自动化和优化,同时还可对过程中的各种参数进行实时监测和调节,保证产品符合设计规范,适用于新能源汽车装配制造中的冲压、质量检测、远程诊断、远程升级等工序,提高了生产灵活性和产品可靠性。

为了适应新能源汽车装配制造的需求,参展慕尼黑上海电子生产设备展的国内外多家工控PLC厂商都推出了针对性的产品和解决方案——研华科技(N2馆2500)基于工业以太网的高性能PLC产品系列,如APAX-5000、APAX-5580等,可实现高速、高精度、高稳定性的控制和通信;源控电子(N2馆2310)的工业BOX PC,具备源控系列产品共有的OS Recovery硬件级别系统还原功能,能为工业机器人增添“智慧大脑”;研祥智能(N2馆2218)的IPC-620H工控机等,为新能源锂电行业带来先进提效降本之道……

需求变革推动线束加工多样化智能化升级

随着新能源汽车进入放量增长期,带动汽车线束行业的持续增长,由于新能源汽车电气系统复杂,需要更多的电线和电缆线束来传输电能,例如在电池管理系统中,需要更多线束组件连接大量传感器来监测电池的电量、电压、温度等参数。同时新能源汽车还需具备快速充电、高功率输出等特点,需求更多高压线束对车辆提供高压强电供电作用,但其具有大电压/大电流、大线径导线数量多等特点,决定了面临着安全、布线、屏蔽、重量及成本等挑战,有较高的技术门槛,高压线束的单车价值量也较燃油车有所提高。

为了适应新能源汽车市场的需求,优秀的线束组件应具有导电性好、耐高温、耐油污、防腐蚀等特点,这些都需要线束加工工艺的支持和保障。因此,线束加工在新能源汽车制造产业链中显得尤为重要,它决定了线束的品质、性能和可靠性,线束设备厂商也需要不断提高技术水平和生产能力,包括具备更高的自动化程度、更高的生产效率和更高的可靠性,同时要适应新型电气线材的加工等。例如在即将开幕的慕尼黑上海电子生产设备展上,TE Connectivity(泰科)N3馆3528应用工具事业部将携“本土化”产品华丽亮相,包括针对汽车动力电池管理所研发的半自动化压接方案,能有效助力新能源汽车域控制器生产的高速插针机,以及高速连接器全自动连接器压合设备。

TE NanoMQS FFC/FPC 压接方案

图片来源:TE官微

另一方面,新能源汽车市场越来越重视汽车的轻量化和节能降耗,线束加工产业也需跟进这一趋势,不断探索新的材料和工艺,以减少线束重量和能耗。采用新型的高导电材料、轻量化的外皮和结构设计等,可以降低线束的自身重量,减少汽车的整体重量,从而提高汽车的性能和节能性。

例如智能驾驶系统和车载娱乐系统的需求日益增长,控制芯片系统日趋高集成轻薄化等,导致相应的车内讯号连接线缆的传输速率也逐年增加,体积小、寿命长、柔性好、阻抗稳定、屏蔽效果好的极细同轴线能有效满足需求,Fakra同轴线缆则是基于极细同轴线缆的一种传输射频信号或高清摄像头信号的高速高频线缆,已成为汽车行业广泛应用的通用标准射频连接器。JAM(嘉睦)N3馆3100向市场推出Fakra线束产品加工全方位解决方案,将在慕尼黑上海电子生产设备展上集中展示,涵盖从连接器的生产到Fakra线束成品的自动化加工生产线,同时可兼容嘉睦,罗森伯格,泰科,安费诺等主流联接器产品。

博众家之长,打造线束加工产业交流先锋阵地,即将开幕的慕尼黑上海电子生产设备展上,JAM(嘉睦)、TE Connectivity(泰科)、SHIMAYWA(新明和)、SCHUNK(崇德超声波)、 HIPRECISE(海普锐)、博之旺、领君、AIRSTORM(爱思通)、HACINT(海昌智能)、TRUE SOLTEC(索路)、E-PLUS(易加)、EVT(鹰野)、ZOKO (中厚)、瀚川、LAZPIUR(拉斯彼欧)、CYNTHIA(顷实)、宏晟、SBT (骄成)、Telsonic(泰索迡克)、日精、DSG-CANUSA(德凯胜)、RaySun(瑞阳伟业)等线束生产行业巨头将齐聚一堂,在展会期间推出新研发的自动化线束加工设备与自动化生产技术,将帮助包括新能源汽车行业在内的诸多客户实现数字化、智能化生产和灵活加工,在提升生产效率的同时,为企业赢得更多的发展机遇。

高涨的芯片需求量推高SMT加工品质控制

新能源汽车电气化、网联化、智能化进程加速,电机控制器、BMS系统、自动驾驶系统、毫米波雷达等产品的需求越来越高,采用的芯片自然越来越多,主要类型包括主控芯片、模拟芯片,以及功率半导体(如MOSFET、IGBT、SiC模块、晶体管和二极管)等。芯片可以说是新能源汽车的“大脑”,一辆传统汽车一般需要用到500-600颗左右的芯片,而一台高端新能源汽车需要芯片可能达到2000颗左右,需求量十分惊人。

这些都直接推动了与芯片配套的PCBA产业发展,SMT表面贴装技术起到了非常重要的作用。SMT主要用于生产新能源汽车电子控制系统中的各种电子元器件,更高的质量要求需要SMT设备实现高效、精准和可靠的贴装过程。同时由于新能源汽车产业涉及到多种类型和规格的电子产品,需要SMT设备适应不同批量和需求变化的生产环境,实现快速切换和调整,提高SMT设备的自动化、智能化和柔性化水平是创新的重要方向。

例如贴片机关系到SMT生产线的效率与精度,是尤其关键并复杂的设备,通常占到整条SMT生产线投资的60%以上。贴装工艺需要在效率、精度、品质等方面进行优化和改进,提高其可控性、可重复性、可追溯性与柔性切换:株式会社FUJI(N4馆4551)将模组型高速多功能贴片机NXT III分为控制主机和功能模块机,根据用户的不同需求,由控制主机和功能模块机柔性组合来满足用户的需求,模块机有不同的功能,针对不同元器件的贴装要求,可以按不同的精度和速度进行贴装;Mycronic迈康尼(N4馆4302)MYPro 系列全软件驱动SMT生产线可以有效解决客户在新产品生产过程中遇到的频繁换线的问题,无需经常更换程式,提供给客户一套整合的解决方案,帮助更多的客户解决生产工艺的问题,生产线系全软件驱动,能够确保在占用更小面积的情况下具有更高的生产力,为工厂提供更多的可能性……

图片来源:Mycronic迈康尼

回流焊是SMT产线实现电子元器件与电路板连接的关键工艺,决定了产品的焊接质量,其创新需要在温度控制、气流控制、时间控制等方面进行优化和改进,提高其均匀性、稳定性和效率。例如,采用多区域温度控制代替单一温度控制,可以提高回流焊炉的温度分布和适应性;采用氮气保护代替空气保护,可以提高回流焊炉的氧化防护和环保性。锐德热力(N4馆4518)主力产品VisionXP+Vac真空回流焊系统可选用真空/非真空二合一选项并实现仅需一台设备自由选择两种焊接制程,应用于汽车电子产品的贴装生产中能有效减少焊点中的气泡率,提升可靠性。

锐德VisionXP+Vac真空回流焊接系统

图片来源:锐德热力官微

2023慕尼黑上海电子生产设备展还将汇聚光世代、Europlacer、Panasonic、一实贸易、MYCRONIC、KURTZ、珠海智新、爱思姆特、埃斯特、路远、盈拓、快克、轴心、日东、安达、德森、JBC、MacDermid Alpha、铟泰等SMT生产线重要设备企业,他们将展示其在新能源汽车电子的SMT应用领域的创新技术及产品。

值得一提的是,不同于机械结构,汽车电子组件长期运行在温差大、颠簸的工作环境中,其质量关乎人们的生命安全,必然产生更高的可靠性要求,在生产过程中就需要采用各类测试技术进行检测,包括视觉影像检测、自动X射线检测等,以便及时发现缺陷和故障并进行修复。2023慕尼黑上海电子生产设备展也将推出新能源汽车检测技术的全新板块,汇聚多家优秀企业,集中展示SPI、AOI等应用于新能源汽车电子设备检测的产线设备,为行车安全保驾护航。

从材料品质与工艺细节入手拒绝“胶”虑

传统燃油车用胶点主要包括车身结构、车身内饰、车窗玻璃、发动机等,对应单车价值量约200元,后续增量空间主要来自轻量化需求与智能化设备的增加;在新能源汽车中,如果将动力电池比作新能源汽车的心脏,胶粘剂则是实现心脏持久动力的肌膜组织,电池、电机、电控三电系统的增加,使得新能源汽车相比于传统汽车的用量提升200%~300%。同时,动力电池结构体系的不断创新,对于相应胶类单位价值量提升。

因此,胶粘材料作为新能源汽车电子应用制造与维修过程中重要的辅助材料,也是汽车电子制造中最重要的工艺材料之一,在汽车电子结构增强、减振降噪、密封防锈、隔热消音、紧固防松,以及简化制造工艺、减轻车身质量等方面都起着重要作用。特别是电池包作为新能源汽车的动力核心,其中的电芯、电路板等元件都需要用胶粘剂固定在一起,保证电池的整体性能。如果使用的胶粘剂不合适,可能会导致电池内部发生短路等危险情况。在新能源汽车的车身制造过程中,也需要用到胶粘剂来固定不同材料之间的连接,如车顶、车门等部件的制造,提高部件的强度和密封性,保证车身的稳定性和安全性。

汉高(W5馆5542)推出的Loctite AA 5885 便是一种用于汽车电子应用的快速固化可定制垫片密封剂,可在 30 秒内固化并在应用后立即在组装中压缩,专为电子控制单元 (ECU) 模块外壳、电池组、发动机和变速箱控制模块、保险丝盒、执行器、传感系统、ADAS 控制模块以及其他电子元件等应用而设计,它对金属和大多数塑料提供非常好的附着力;陶氏(W5馆5550)应用于纯电动和混合动力汽车电子设备的有机硅产品,例如陶熙™ TC-2035 CV 粘接剂、陶熙™ TC-4551 CV 填缝剂和陶熙™ TC-4060 GB250 导热凝胶,其可控的挥发性、高可靠性、高导热系数、高散热效率及易于加工、优化生产效率等特性,能有效满足不断发展的汽车产业电气化进程……

图片来源:汉高

另一方面,在汽车生产中,由于产量大、节拍高,基本都选择机器人自动点胶,包括电池包、电控板等部件的制造。虽然自动点胶工艺效率高,但其成本与技术难度也很大,要保证胶水均匀涂抹在需要连接的部件表面上,控制每次的注滴量,使部件之间的连接牢固均匀,以提高电池包的安全性和可靠性,同时还可降低产品的噪音和震动,提高车辆的舒适性。

肖根福罗格(W5馆5502)在新能源汽车电池电芯智能制造领域提供诸多点胶工艺解决方案,包括圆柱电芯底部粘接固定、侧板粘接以及电芯灌封。肖根福罗格体积式活塞注胶头Dos P系列确保了胶水混合比的持续恒定以及较高的点胶精度和友好的维护便利性。在提升产能和降低生产节拍方面,肖根福罗格提供多嘴注胶头的解决方案,在确保点胶精度的同时大幅提升生产效率。在过程可靠性监控方便,肖根福罗格已研发点胶工艺与在线视觉检测集成一体化的全新方案,可在点胶的同时同步进行胶条检测,提供2D以及3D的在线实时胶条检测方案,无需额外的节拍时间,提升了胶条异常检出率,在助力实现高生产力的同时也降低了质量成本。

图片来源:肖根福罗格

诺信EFD(W5馆5500)的PICO® Pμlse™、Liquidyn P-Jet CT和P-Dot非接触式点胶系统可用于各种汽车应用,如变速箱、安全开关、速度计齿轮、天窗滑轨、O型圈、锁、钻孔中喷涂油脂、润滑油和油类,并且喷涂量可精确控制,喷射相对于传统接触式点胶拥有更高的精确度和可重复性、更快的速度等优势。 

诺信EFD Liquidyn P-Jet CT点胶油脂到筒体

图片来源:诺信EFD

市场数据映射新能源汽车产业已步入发展的快车道,伴随而来的产业链配套是充电桩市场的繁荣。作为新能源汽车的重要基础设施,充电桩数量迎来井喷。在此次的慕尼黑上海的电子生产设备展现场,能链集团(N1馆1608)也首次参展,旗下快电是有效缓解新能源车主“里程焦虑”、推动新能源替换的关键引擎。作为第三方充换电服务商,快电聚合了包括特来电、星星充电等充电桩品牌运营商,通过 “线上数据筛选+线下人工指引+线下多元服务”,实现运营商充电桩聚合,新能源车主可以使用快电App一键扫码启动快电合作的所有充电桩,轻松打造多元化“充电场景生态”。

(文章来源:慕尼黑上海电子生产设备展)



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