在当下的中国市场经济中,没有哪个产业比新能源汽车更具话题热度和发展速度了。7月以来,新能源汽车国内零售渗透率连续3个月突破50%,9月份达到惊人的53.3%,一时间风头无两。
新能源汽车的飞速发展,深刻改变着传统汽车产业包括技术路线、研发流程、营销思路、市场格局等在内的多个层面,也重塑着庞大而复杂的供应链体系,为善于顺势变革的企业提供了更大的舞台。
作为全球制造技术领域的知名企业,总部位于德国的通快集团凭借百年深厚积淀和入华20余年的深耕细作,在中国新能源汽车的汹涌浪潮中迅速找准定位,用不断迭代创新的激光技术直击新能源汽车制造的痛点,赋能新能源汽车产业的高质量发展。
从焊接到切割,通快直击电动化痛点
德国通快集团成立于1923年,是德国工业4.0首批创立成员,长期致力于激光和机床领域。中国是通快集团最大的海外市场。当前,通快在华的核心业务是激光技术与机床,为包括汽车、电池、消费电子、医疗器械、航空航天等高端智能制造业提供金属加工整体解决方案。
通快中国激光应用中心成立于2006年,作为通快全球第二大激光应用中心,服务范围辐射整个亚太地区,涵盖激光切割、激光焊接、激光微加工、激光增材制造、激光打标等。特别是在快速进阶的新能源汽车市场,通快的一站式激光加工方案可为包括锂电池、氢燃料电池、驱动电机和车身零部件等应用提供高效、高质的工艺流程。
通快集团激光技术CTO Richard Bannmüller表示,得益于中国对新能源汽车行业的积极政策和支持,以及新兴汽车品牌的快速崛起,即使是在全球经济形势疲软的大背景下,通快在中国依旧收获了显著的业务增长。众多中国新能源汽车在制造过程中采用了通快的激光技术,覆盖了从车身到内饰,再到车载显示、电机和电池等关键部件。“我们通快深感荣幸能参与这一进程,并为中国新能源汽车制造业的发展贡献力量”。
通快中国激光技术CEO黄哲也谈及,近年来,中国汽车行业的发展呈现出明显的电动化趋势,中国汽车品牌展现出强劲的出海势头,预示着一个充满潜力的未来,也为通快在中国的发展带来了更多新机遇。
在汽车制造方面,不管是激光焊接还是切割,通快一直是处于市场领先地位。
在焊接领域,通快的碟片激光器已成为汽车白车身焊接的行业金标准。而电池制造与白车身焊接的技术要求存在显著差异,白车身焊接主要涉及钢材,而电动汽车电池包的制造,尤其是锂电池电芯模组的焊接,涉及到大量铜和铝的焊接,通快的激光技术在这一领域展现出显著优势。
通快的碟片激光器具有出色的抗高反射性能,首创的BrightLine Weld环芯可调焊接技术,能有效解决电池焊接过程中抑制飞溅的难题,确保焊接质量。此外,通快独有的绿光碟片激光器,特别适合于铜材的焊接,这使得通快在电池焊接这一细分市场中也占据了独一无二的地位。
在切割领域,汽车电动化趋势下也催生了轻量化需求,越来越多的热成型件被制造商所使用。以高强钢的使用为例,从原来的几件增加到现在的几十件,这使得汽车行业对激光三维切割的需求量越来越大。作为全球首家推出激光三维切割设备的企业,通快近20年来不断进行产品创新和迭代,确保了性能的持续领先。
AI+激光,通快让汽车制造更智慧
“AI+”引发全民热议,在新能源汽车的智能化下半场,人工智能将是驱动汽车进化的核心动力,通快集团也将AI引入激光制造领域,为汽车行业创造更多价值。
Richard Bannmüller介绍,在汽车制造领域,AI技术的应用贯穿了众多生产环节,核心价值在于其对汽车生产流程稳定性的显著提升。AI在过程监控和质量控制方面尤为关键,它能够实时监测关键参数,确保生产过程的精确性和一致性。这种精细的监控机制不仅提高了生产效率,还极大提升了产品质量。因此,车企能够实现更快的生产速度和更高的产品品质,从而在整体产品的加工效果和良品率上实现显著的飞跃。
具体而言,通快推出的智能传感系统VisionLine OCT Check,在融入AI技术后,显著提升了首次识别的准确率。作为一款以视觉为核心的智能传感解决方案,VisionLine OCT Check通过增强图像识别的精度,确保了焊接过程的稳定性与一致性,从而大幅提高了焊接效率和产品良率。
通快提供的AI软件则极大简化了操作流程,使工程师能够轻松驾驭复杂任务。只需在预设模型的基础上,通过工程师向软件提供大约5次的样本数据,软件便能通过自我学习,迅速达到高效且准确的工作状态。“在中国市场,特别是在动力锂电池制造领域,AI技术的应用前景尤为广阔”,Richard Bannmüller说。
除了动力电池,AI技术在新能源汽车主流的扁线电机焊接过程中也发挥着重要作用。在缺乏AI技术精确控制的情况下,扁线电机焊接容易产生残余应力,增加飞溅风险,严重时甚至可能导致产品报废,引发重大成本损失。而随着AI技术的引入,通快不仅能够更好地保障生产过程的安全,还能有效提升产品质量。
在硬件和软件的应用之外,AI也帮助通快 “用智慧的方法服务客户”。为了确保设备在客户端是以最佳状态去运行的,通快给客户提供了可选的状态监控服务。
Richard Bannmüller举例,德国某大型车企采用了通快的状态监控服务。在一次监测过程中,通快发现客户用于激光加工的冷却水的水位一直在下降,通快及时将该情况汇报给了客户,以防他们的设备因过热而损坏。经客户检查,最后发现其水冷机系统存在漏水这一潜在故障。如果通快没有发现这个问题并给到客户预警,其设备很有可能会出现极其严重的损坏,甚至是产线宕机等更大的损失。
另一个真实的案例是,某车企实行两班制,每班需定期更换激光器保护镜片以保证激光焊接的能量输出。夜班员工为省时而未更换镜片,却提高了激光功率。早班员工不知情,更换镜片后,由于功率过高,焊接质量受影响。幸运的是,通快的状态监控服务及时发现并解决了这个问题,避免了整个批次的不良品。
“现在,有越来越多的客户选择使用通快自动化且高效益的状态监控服务。用户调研显示,客户对于这项服务的好评率一直在上升,我们也凭借状态监控服务被戴姆勒授予了最佳供应商奖”,Richard Bannmüller说。
降本增效之余,通快让电车性能进阶
事实上,作为汽车行业的“幕后英雄”,激光技术在汽车制造领域的应用潜力巨大。无论是当前还是未来,只要涉及到车辆制造中的连接、切割、钻孔、改变材料表面特性、清洗、强化或者标记等环节,激光技术都有其施展魅力的舞台。
Richard Bannmüller介绍,汽车粉尘颗粒排放对环境和人类健康的影响是不容忽视的,且这些颗粒物被人体吸入会引起肺癌等严重的健康问题。为了应对这一挑战,欧洲实施了更为严格的欧7排放标准,该标准要求显著降低汽车粉尘颗粒物的排放量,并明确指出到2026年,所有新车型必须达到这一标准。
在中国,针对汽车排放颗粒物也有相应的法律法规和标准,如“国六排放标准”。这些标准在未来会越来越严格,要求排放物不断减少。而汽车的主要排放物来源有三个:一是燃油,即传统燃油车的发动机排放;二是汽车轮胎在行驶过程中产生的磨损颗粒;三是刹车盘在制动时产生的颗粒物。
就降低刹车盘的颗粒物排放而言,其关键在于提升涂层的硬度,增强耐磨性,从而减少制动过程中颗粒物的产生。在过去两年中,通快在刹车盘涂层硬化技术的研发上投入了大量资源,创新性地采用了激光高速熔覆技术。这项技术通过激光将高硬度合金粉末材料熔化,并迅速涂覆在刹车盘表面。
激光熔化粉末的过程仅需30至40秒,即可完成一个刹车盘表面的耐磨合金涂层。这种激光涂层工艺不仅效率高,而且能有效提高刹车盘的耐磨性,减少颗粒物的产生。通快在欧洲已经成功将激光高速熔覆技术应用于多条刹车盘生产线,并仅用两年时间迅速成为该领域的行业领导者,“我们期待未来在中国能够有更多激光高速熔覆技术的项目落地,以满足市场需求并推动行业进步”。
再比如,现代汽车中的车载显示屏尺寸日益增大,但传统的屏幕在阳光直射下容易产生镜面效应,影响可视性。激光表面处理技术可以消除这种反光,实现无反光的效果。“总的来说,选择激光技术还是其他技术,关键在于性价比的考量。但在很多情况下,激光技术都展现出了其优越性,因此我们对激光技术的应用前景持乐观态度”,Richard Bannmüller说。
在中国汽车市场日趋激烈的竞争环境之下,车企和汽车零部件供应商对于降本增效的渴求空前高涨,而每年研发投入占比均超过10%的通快,为客户带来的价值远不止于成本的降低,更重要的是通过技术创新,帮助车企实现以前难以达成的设计与功能,进而助力汽车行业的高质量发展。
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