TIMTOS 展覽電子報/第5期
第28屆台北國際工具機展(TIMTOS)

電動車時代來臨——彎道超車的生產技術

電動車時代來臨——彎道超車的生產技術

汽車產業正面臨經濟、技術和社會各方面的重大變革。這個熱門議題吸引了許多企業對此項目投入大量資金。隨著科技發展,人們逐漸意識到電動車(EV)的運行與維護成本相對較低,並且搭上環保議題順風車,駕駛拉風新潮的EV還對逐漸暖化的環境有益!於是,汽車產業界不僅投身開發電動車,還致力於為組車工廠導入新式生產技術。其中,雷射工藝製程正是讓電動汽車走向經濟實惠且普及的關鍵技術之一。

電池製造的關鍵 在於雷射工藝

如今,電池工廠使用雷射進行焊接,以及處理切割和結構化製程。製造電動車用高壓電池需要投注巨大資本,單論電池生產鏈就占電動車整車附加價值的三分之一,因此被視為電動車製造的核心,而雷射工藝與生產線製程監控是其中的關鍵技術,甚至擴及到量產引擎、電子零件,以及輕量化設計。

汽車產業界中各領域領先的供應商(如創浦Trumpf),爭相提出各類電動車製造方案,規劃人類的移動未來。電動車電池系統必須能夠滿足結構緊湊、穩定且易於安全裝設等條件,而功率持久則是決定售價的關鍵因素。製造商透過雷射加工機的高產能、低零件成本特性來實現高效生產,能夠有效降低量產成本,使用雷射公益可以讓模組化電池組結合各式電池模組,焊接成緊湊型電池塊。

製造商以雷射精密焊接電池組的零組件和外殼。對於冷卻系統的製造和集成,精密工具機是新的解決方案。製程的焊接品質由智慧感測器系統監控。另一方面,電池扦的品質則是整體電池供電效能的關鍵。

雷射能夠安全、彈性且無接觸地焊接由銅和鋁製成的電池扦以及充電的電池,能花費最少輸出能量加工熱敏感的零部件所需的高強度焊接縫。

電動汽車影響未來的生產設施

杜爾系統公司(Dürr Systems AG)透過新聞稿表示:「相關法律需求或補貼陸續問世,電動車是未來的汽車。」然而,這些仍與基礎建設是否持續優化有關。為了符合環保理想,日漸擴大的城市更加需要導入電動車來取代燃油車。例如,中國新創企業正以快速、成本低廉地研發電動車,並且以實惠的價格推出電動車款。

為了成功通過轉換成電動車的過渡期,杜爾系統公司也表示,到2030年前將建置80至120個新式電池廠。每間工廠都將透過新設備來生產電池、模組化電池零件或整電池模組。因此,數位化的重要性也更加受到重視。杜爾大約有100位軟體開發人員,致力於提升整體設備效率(OEE)。杜爾也已導入DXQanalyze系列產品作為服務客戶的分析工具,這些工具可以持續降低廢品率、降低重複工作量,並同時減少停機時間。

以杜爾產品組合中電池製造塗裝工藝為例。在製程中,在塗層系統中所產生陽極和陰極品質對電池的性能(特別在充電、使用壽命和安全性方面)有很大的影響。活性材料和粘合劑的混合物,將會被塗在鋁箔和銅箔的兩面上。製程中回收的溶劑經過蒸餾純度可達95%以上,並能重複使用。同時塗層的工藝省時且精良,雙面同時乾燥過程中可避免單面乾燥造成變形。杜爾現在的塗裝產線可創造40m/min的高產出量,創新研究即將讓產量加倍。杜爾也正在研究降低工廠耗能的新技術,好提高機器和系統的可持續性。

東南亞的電動汽車

據新加坡電動汽車協會主席Terence Siew在Deloitte的podcast中表示:「由於地理位置、電氣基礎設施以及電動車和規型號不同,各國車輛電氣化速度不一。話雖如此,當您在某個東南亞國家開發業務時,在您自身國家可行的方法不一定也套用在鄰國。」

「此外,基於電動車充電設施的興建進度,以插電式混合動力的車款將成為過度時期的解決方案。由於缺乏穩定的供電網絡,該技術會成為許多東南亞地區的發展趨勢。這表示環保系統供應商進入東南亞市場時,需要確保充電基礎設施必須適應不同類型的電動車,包括全電動、插電式混合動力、公車或貨車隊,並且仍須提高民眾對充電設施的接受度。」

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