新能源汽车销量促进压铸产业及一体化压铸发展

姚佳宏1,孙磊2,韩振亮3

宁波西创尼克电子科技有限公司2 浙江省宁波市 315000

延锋汽车饰件系统宁波有限公司3 浙江省宁波市 315000

摘要：近年来，随着双碳战略提出以及化石能源价格不断攀升，环境保护要求不断提高，世界各国纷纷表达了对全球环境恶化和气候变暖的严重关切，并形成了环境保护共识。双碳战略严格实行直接促使汽车主机厂必须在汽车生产制造上加快创新，而汽车节能减排突破关键点主要在于新能源和轻量化两个方面。从发动机、变速器变为电动机与动力电池的过程实现了能源的清洁转换但由于动力电池自身重量与续航里程的限制，目前新能源汽车在整车重量方面相比于传统汽车并未取得明显进步。在当前动力电池技术在较短时间内无法取得重大突破时，汽车工程技术人员将目光转向了车身结构方面，由此一体化压铸铝制车身技术便应运而生。在新能源车环保节能方面做了大量技术储备，为新能源汽车发展提供了参考。新能源汽车一体化压铸技术是中国制造为全球新能源汽车提供的一种颠覆性制造方案。

关键词：新能源汽车；一体化；压铸  

“双碳”目标为我国汽车行业发展重新定义了绿色低碳转型的目标路径与可持续发展的使命愿景，当下发展新能源汽车势在必行。2021 年汽车产销同比呈现增长，其中新能源汽车成为最大亮点，全年销量超过 350 万辆，进一步说明了新能源汽车市场已经从政策驱动转向市场拉动。对于新能源车来说，一体化压铸的重要意义在于轻量化，行驶同样的里程，车身越轻所需电量越少。同时，减轻车重可以减少轮胎和制动系统承受的压力，进而延长这些零部件的使用寿命。 值得一提的是，一体化压铸的这股技术旋风已由造车新势力刮到传统主机厂。压铸是按车型的，不是全部的车型都用这个技术，部分车厂的车型也还在研发或筹划阶段，还没有正式量产。”也就是说，一体化压铸产业链的发展与车企本身发展方向紧密相关。“看待一体化压铸技术的发展要有双面性，我们目前能做的是练好内功，迎接来自销售端的需求。

一、新能源汽车一体化压铸发展现状

据中国汽车工业协会消息，2021 年，我国汽车产销分别完成 2608.2 万辆，产销量的数据充分显示了中国新能源汽车市场已经走出了靠政策驱动的窘境，并呈现出百花齐放、百家争鸣的格局，传统车企与造车新势力纷纷拿出自家“科技与狠活”，例如传统车企深耕于已有的技术积淀专注于插电混动技术兼顾节能与绿色，造车新势力则专注于高级自动驾驶科技让驾驶者体验科技带来的改变。而中国《新能源汽车产业发展规划(2021－2035 年)》明确指出，未来政府要从基础设施和制度设计等多方面对新能源汽车产业进行支持，加快新能源汽车产业发展进程，按照目前新能源汽车产销发展形式，2025 年我国新能源汽车年销量将达到 643 万辆，在中国新能源汽车已经被消费者所认可，随着中国新能源汽车产销量的逐步增大，带动汽车一体化压铸需求大增已是大势所趋。当前随着特斯拉等头部新能源车企带来的一体化压铸示范效应，相信中国新能源汽车一体化压铸产业将很快迎来快速发展期。随着越来越多大型压铸设备生产企业与新能源汽车企业合作，以自建生产、外包生产等方式进入大型一体化压铸领域，大型压铸设备生产企业乘上新能源汽车一体化压铸东风获得快速发展的前景可观。虽然我国幅员辽阔，但各地经济、环境发展水平等不一，宏观上形成了广阔的新能源汽车市场，但绝大多数市场充斥着低端廉价的油车改电车的新能源车型，基于纯电动汽车开发的新车型目前大多集中于造车新势力，因此相较于传统车企造车新势力更倾向于应用一体化压铸技术来开发新能源汽车。

二、压铸件在汽车上应用概况

压铸件几乎涉及到所有的工业领域，如汽车、摩托车、仪表、通讯、航空等，其中汽车零部件压铸件应用最多，压铸件的加工依赖于模具上成型。发达国家与汽车相关的模具需求占模具总需求量的40%以上，目前我国与汽车相关的模具需求约占模具总需求量的 30%，其中大部分压铸需求直接来源于汽车压铸件。在新能源汽车政策频繁出台的背景下，汽车行业升级换代、周期缩短以及产量连年攀升也为压铸行业及压铸模的发展带来了新的市场机遇和挑战。我国压铸模总产量仅次于美国，跃具世界第二位，可见压铸件行业生产量之大。压力铸造简称压铸，根据压力高低可分为低压铸造与高压铸造两类。目前几乎全部轿车变速器壳体、离合器壳体、水泵壳体、转向机壳体等均为铝合金压铸件。还有汽车上的凸轮箱、发动机气缸体、气缸盖、进气歧管、摇臂、连接支架、传动器壳体、离合器壳体、车轮、制动器零件、罩盖壳体类零件等均可以实现压铸成型。

三、新能源汽车一体化压铸技术发展建议

一体化压铸技术为新能源汽车的发展带来新的商机，但新能源汽车产业发展面临的一些问题与挑战，并不会因为一体化压铸技术的引入而得到彻底解决。

1、提升一体化压铸机成熟度与合格率。一体化压铸部件集成度越高所需压铸设备越大、功能种类越多，而超大型压铸机的研发应用还处于起步阶段离成熟可靠还有较长一段时间。例如为了满足大型一体化铸件的成形要求，大型压铸机压射系统的活动部件质量显著增大，而大质量压射单元既要满足稳定的压射速度，又要持续的压射压力，还要灵敏的动态响应速度，这对一体化压铸机器整体结构稳定性是一种挑战，因此大质量压射单元在保证动态响应性能前提下的成熟度亟待提高。随着大型一体化铸件的尺寸和复杂程度大幅增加，导致压铸工艺难度大幅上升，出现产品合格率较低的情况。当前一体化压铸技术工艺生产的一体化铸件合格率大致在 40%-60%，合格率较低，生产成本与废品率偏高。大质量一体化压铸车身件浇注过程充型与成形时间延长，因此，要保证产品最终的抗拉、屈服、伸长率、折弯角等力学性能符合要求以及较高的产品合格率，关键要在充型速度控制、成形压力控制、模具温度控制以及产品前末端性能一致性控制开展智能化精准控制研究。

2、辅助设备管理与周边设备生产节奏配合度。一体化压铸生产在传统四大生产流程冲压、焊接、涂装、总装工序中整合了部分冲压和焊接工序，完全排除了人工作业的可能性，压铸单元内的所有操作由自动化周边设备完成。一体化压铸省去了许多工序与设备，但也不可避免需要其他辅助设备保证一体化压铸过程的精准可靠。例如一体化压铸生产过程中需要对整个模具进行热平衡管理，辅助控温设备在大幅增加生产耗能的同时也增加了生产现场管理难度。一体化压铸仅仅只是车辆制造的开始，因此为了有效组织生产，缩短循环时间，提高生产效率。一体化压铸车间应与冲压、焊接、涂装电驱车间进行平行建设同时开展生产节奏调适，缩短零部件转移距离，增加车辆组装效率。

发展新能源汽车产业是中国实现汽车工业高质量发展的重要途径，对中国实现汽车产业由大到强具有重要推动作用。中国汽车工业已连续 10 年保持产销量世界第一，随着汽车保有量增长的同时汽车行业竞争格局也在加剧，在日益严峻的环境污染和能源危机等背景下许多汽车企业看到了大型一体化压铸的发展机遇，大型一体化压铸技术在生产成本、生产效率以及安全性能方面优势是传统制造工艺所不具备的，特别针对新能源汽车还能提升续航里程，压缩新车型研发生产周期为定制化新能源汽车的实现提供了可能。发展一体化压铸技术有助于新能源汽车成为更节能更绿色的交通工具。

参考文献：

［1］ 樊振中，袁文全，王端志.压铸铝合金研究现状与未来发展趋势［J］. 铸造，2020，69（2）：159-166.

［2］ 兰虎义.特斯拉一体成型铸件亮相轰动铸造界，看我国一体成型技术成长之路［J］.汽车工艺师. 2021-05-20.

［3］ 陶永亮，娄梦妮.新能源汽车销量促进压铸产业及一体化压铸发展［J］. 铸造设备与工艺，2022（2）：52-55.