解析東博智能部署新能源汽車扁線電機(jī)裝備背后的重要邏輯和意義,探尋其未來(lái)的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
經(jīng)歷了近三年的疾馳擴(kuò)張,中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)在2023年降速換擋,駛?cè)胄碌漠a(chǎn)業(yè)周期。產(chǎn)業(yè)多重變局之下,考驗(yàn)著產(chǎn)業(yè)鏈所有企業(yè)的戰(zhàn)略應(yīng)變。
在鋰電智能裝備環(huán)節(jié),企業(yè)不僅要承受動(dòng)力板塊擴(kuò)張放緩導(dǎo)致的訂單收縮,同時(shí)還要應(yīng)對(duì)電池企業(yè)對(duì)于工藝革新、效率提升、節(jié)能降耗、極限智造等迫切要求。下游價(jià)格比拼持續(xù)內(nèi)卷化,裝備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也在不斷加劇。
在此背景下,鋰電智能裝備企業(yè)紛紛開(kāi)辟“新航線”,積極應(yīng)變。或打通原有設(shè)備的前后工序,形成更強(qiáng)的系統(tǒng)集成方案;或入局價(jià)值量更大的核心制程,挑戰(zhàn)新工藝探尋新機(jī)遇;或圍繞新能源產(chǎn)業(yè)板塊遷移至儲(chǔ)能、光伏、新能源整車核心部件等潛力新興領(lǐng)域。
高工鋰電注意到,東博智能在3C數(shù)碼裝備領(lǐng)域已經(jīng)扎下深厚根基,并以模組PACK線、注液機(jī)等核心制程設(shè)備不斷攻向動(dòng)力、儲(chǔ)能電池領(lǐng)域。同時(shí),東博智能于2023年3月成立東博智能裝備(常州)有限公司,以此開(kāi)辟新能源汽車扁線電機(jī)自動(dòng)化裝備業(yè)務(wù)。
根據(jù)定子工藝?yán)@組技術(shù)不同,扁線電機(jī)主要分為I-pin,Hair-pin(U-pin),X-pin、W-pin等工藝路線。其中,I-pin、U-pin因生產(chǎn)工藝相較成熟成為目前扁線電機(jī)的應(yīng)用主流,而X-pin、W-pin工藝兼具更佳的性能、成本優(yōu)勢(shì)但技術(shù)門檻更高,被視為扁線電機(jī)繞組技術(shù)下一代進(jìn)化方向。
據(jù)悉,東博智能擁有多年電機(jī)自動(dòng)化繞線技術(shù)沉淀及成熟量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),是目前國(guó)內(nèi)少數(shù)具備成熟的I-pin、U-pin扁線電機(jī)自動(dòng)化成套設(shè)備解決方案,及下一代X-pin、W-pin扁線電機(jī)可制造性量產(chǎn)解決方案的國(guó)產(chǎn)智能裝備服務(wù)商。
可以看到,圍繞新能源汽車扁線電機(jī)市場(chǎng)布局的舉措,不僅是東博智能新能源戰(zhàn)略版圖的重要延伸,也將形成東博智能旗下業(yè)務(wù)新的價(jià)值評(píng)估體系。
下面不妨展開(kāi)深入分析,解析東博智能部署新能源汽車扁線電機(jī)裝備背后的重要邏輯和意義,探尋其未來(lái)的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
快速取代圓線電機(jī)
扁線電機(jī)成新能源汽車市場(chǎng)“寵兒”
隨著全球新能源汽車的滲透率持續(xù)走高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日勝一日,驅(qū)使各大自主品牌、造車新勢(shì)力不斷推出有競(jìng)爭(zhēng)力的車型來(lái)滿足市場(chǎng)的需求,搶占市場(chǎng)份額。
作為核心三電之一,電機(jī)的性能很大程度上決定著整車的性能,因此不斷升級(jí)電機(jī)技術(shù)也成為新能源汽車企業(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要抓手。
扁線電機(jī)作為一種新型驅(qū)動(dòng)電機(jī),相較于傳統(tǒng)的圓線電機(jī)具備更高的槽滿率、功率密度、效率和過(guò)載能力,以及更低的體積、重量、噪音和成本優(yōu)勢(shì),更加符合新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)小型化、集成化、高功率密度的演進(jìn)趨勢(shì),由此成為新能源汽車市場(chǎng)的香餑餑。
數(shù)據(jù)顯示,2022年新能源車扁線電機(jī)出貨量超270萬(wàn)套,同比增長(zhǎng)約28%,市場(chǎng)占有率已快速飆升超47%。
從公開(kāi)信息來(lái)看,比亞迪2023年已投資10-20條扁線產(chǎn)線,未來(lái)乘用車將100%使用扁線電機(jī);特斯拉自2021年起已在全系車型中(Model S/X/3/Y)搭載扁線電機(jī);廣汽埃安、上汽乘用車、小鵬、蔚來(lái)、理想、問(wèn)界、長(zhǎng)安、通用五菱、大眾等新能源主機(jī)廠均啟動(dòng)全面切換扁線電機(jī)的計(jì)劃。
行業(yè)預(yù)計(jì),隨著扁線技術(shù)不斷成熟,新能源汽車電機(jī)將加速全面扁線化,到2025年扁線電機(jī)在新能源汽車的市場(chǎng)滲透率將超過(guò)90%。
扁線電機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用的持續(xù)升溫,也將帶動(dòng)扁線電機(jī)自動(dòng)化設(shè)備需求高增,同時(shí),扁線電機(jī)生產(chǎn)線各方向技術(shù)均在發(fā)生快速迭代變化,設(shè)備需求也有望維持高景氣增長(zhǎng)。
需要指出的是,由于制造工藝復(fù)雜、設(shè)備精度要求高,扁線電機(jī)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)需要依靠專業(yè)的高端設(shè)備,且X-pin、W-pin等新工藝在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程上還存在“卡脖子”難題,因此目前國(guó)內(nèi)采用的扁線自動(dòng)化設(shè)備仍以進(jìn)口設(shè)備為主。而由于進(jìn)口設(shè)備價(jià)格高昂,行業(yè)也在呼喚技術(shù)成熟的扁線電機(jī)量產(chǎn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化方案。
目前,國(guó)內(nèi)有能力生產(chǎn)I-pin、U-pin扁線定子電機(jī)的企業(yè)不少,但有能力做成套自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備并且成功交付的不多,能夠突破X-pin、W-pin扁線電機(jī)量產(chǎn)技術(shù)提供成套自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的更是屈指可數(shù)。
而東博智能,是國(guó)內(nèi)目前具備I-pin、U-pin、X-pin、W-pin等全技術(shù)路線扁線電機(jī)成套自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的智能裝備供應(yīng)商之一,其中X-pin、W-pin扁線電機(jī)可制造性量產(chǎn)設(shè)備的突破,率先填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該項(xiàng)技術(shù)的空白。 ? ?
擊破X-pin工藝量產(chǎn)瓶頸
扁線電機(jī)多工藝自動(dòng)化方案全覆蓋
東博智能扁線電機(jī)自動(dòng)化成套設(shè)備涵蓋:上料模塊、O型插紙機(jī)、O型擴(kuò)紙檢測(cè)機(jī)、發(fā)夾成型機(jī)、插線前視覺(jué)檢查、發(fā)卡插線機(jī)、帶視覺(jué)翻轉(zhuǎn)機(jī)、擴(kuò)口機(jī)、扭頭機(jī)、焊接前視覺(jué)檢測(cè)、切平及激光焊接機(jī)、焊點(diǎn)檢測(cè)機(jī)、TIG 焊接機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)、BUSBAR TIG 焊接機(jī)、線圈測(cè)試機(jī)、定子尺寸檢測(cè)機(jī)、滴漆&涂粉機(jī)、終測(cè)機(jī)等多臺(tái)設(shè)備。
東博智能向高工鋰電表示,公司精通扁線電機(jī)制造全工藝流程,深刻理解電機(jī)繞組類型及特征,并且對(duì)于激光去漆、銅線成型、扭頭、激光或TIG焊接、涂敷滴漆、性能測(cè)試等量產(chǎn)工藝都擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),可協(xié)助客戶完成全類型電機(jī)繞組設(shè)計(jì)、可制造性分析及量產(chǎn)生產(chǎn)支持等工作。
其中,在插紙工序,采用伺服電機(jī)+機(jī)械凸輪驅(qū)動(dòng),完成自動(dòng)送紙、成型、切割并將紙張插入定子槽,同時(shí)可針對(duì)不同槽數(shù)、不同直徑的驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子進(jìn)行插紙。保證插紙的準(zhǔn)確和一致性,速度快、自動(dòng)化程度高。
在發(fā)夾成型工序,創(chuàng)新高效柔性機(jī)器,配備自動(dòng)送料、自動(dòng)矯直、自動(dòng)脫漆、自動(dòng)真空、自動(dòng)切割功能,糅合二維成型、三維Z形成型、全三維成型、高壓檢測(cè)電線損壞工藝,最后自動(dòng)將發(fā)夾插入轉(zhuǎn)移夾。此外公司還自主研發(fā)了5軸最終成型工藝。
在擴(kuò)口工序,伸縮由伺服控制,多套夾持器可同時(shí)工作,高效完成擴(kuò)口,且擴(kuò)口距離可調(diào)。
在扭頭工序,東博智能可針對(duì)二層、四層、六層、八層扁銅線分開(kāi)扭頭,扭力由伺服控制,每層扭力可單獨(dú)控制,扭曲角度和方向亦可單獨(dú)控制。
在激光焊接工序,采用柔性化激光焊接架構(gòu),集成先進(jìn)機(jī)器視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng),大幅提升焊接可靠性,一次性焊接良率高,速度快,同時(shí)該技術(shù)也可確保焊接熱量不損傷漆皮,保證檢測(cè)焊點(diǎn)的覆蓋面積和飽和度,有效發(fā)揮電機(jī)性能。
在絕緣工序,東博智能在生產(chǎn)銅線滴漆之前會(huì)進(jìn)行電氣測(cè)試,創(chuàng)新視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)檢查定子各項(xiàng)尺寸,滴漆過(guò)程中精準(zhǔn)控制加熱溫度,保證滴漆填充率。
東博智能強(qiáng)調(diào),公司已實(shí)現(xiàn)X-pin批量試制、W-pin扁線電機(jī)可制造性量產(chǎn)設(shè)備的突破。
X-pin工藝是在I-pin、U-pin工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),其繞組的成型工藝、焊點(diǎn)的頭部形狀、焊點(diǎn)焊接工藝都各有不同。X-pin的優(yōu)勢(shì)主要是,在現(xiàn)有扁線工藝下降低端部尺寸,進(jìn)而降低體積和成本。同時(shí),X-pin定子生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需切平工藝,進(jìn)一步節(jié)約設(shè)備成本。
自2022年發(fā)布以來(lái),X-pin工藝獲得行業(yè)高度關(guān)注,頭部企業(yè)也開(kāi)始研發(fā)部署X-pin工藝的自動(dòng)化量產(chǎn)制造方案。
據(jù)東博智能介紹,目前東博智能已經(jīng)擊破X-pin定子自動(dòng)化生產(chǎn)工藝痛點(diǎn)。
一是,解決發(fā)角成型問(wèn)題,X-pin工藝由于拋去傳統(tǒng)的切平設(shè)備,pin線之間焊接基準(zhǔn)面會(huì)存在高低不平(長(zhǎng)短角)的問(wèn)題,導(dǎo)致焊接良率很低,報(bào)廢率大大增加。同時(shí),由于焊接空間小,距離漆皮位置非常近,因此對(duì)于焊接技術(shù)也是一大挑戰(zhàn)。
東博智能在塑造多種斷線切面方面具備創(chuàng)新方案,可保證連續(xù)式生產(chǎn)模式,滿足一致性要求。
二是,解決自動(dòng)化插線難題,在插線過(guò)程中,目前很多公司的生產(chǎn)線都以半自動(dòng)或者人工插線為主。
東博智能已解決自動(dòng)化插線難題,擁有全自動(dòng)插線站位解決方案,可確保生產(chǎn)線平穩(wěn)、高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
三是,解決扭頭一致性問(wèn)題,在扭頭工序中如果扭頭不到位,不但會(huì)大幅增加產(chǎn)品報(bào)廢率,后續(xù)焊接時(shí)漆皮時(shí)也會(huì)大受影響。
東博智能重塑扭頭夾具和焊接夾具設(shè)計(jì),配備高性能數(shù)控程序,精確控制每層扭轉(zhuǎn)桶的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn),保證扭頭工藝后銅線的一致性,確保精準(zhǔn)操作和優(yōu)化扁線保護(hù)機(jī)制,確保銅線漆皮和絕緣紙等不受損。
四是,解決高效激光焊接難題,上述工序中長(zhǎng)短角、漆皮、扭頭工藝處理不當(dāng)都會(huì)影響一次性焊接良率。
東博智能可保障前述工藝一致性,并最好的狀態(tài)傳送到焊接站位,采用具備視覺(jué)引導(dǎo)的柔性化激光焊接方案,一次性焊接良率大幅提升。
值得一提的是,從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,扁線電機(jī)繞阻方式仍在不斷進(jìn)行技術(shù)迭代,以便在更低成本、更小的空間下獲得更優(yōu)異的性能。W-pin工藝也是技術(shù)迭代路徑之一。
東博智能表示,W-pin技術(shù)難點(diǎn)在于線成型,對(duì)于前端繞組出線以及后期產(chǎn)品換型,導(dǎo)致線型變更設(shè)備兼容性很差,W-pin技術(shù)首先要解決線成型快速換型問(wèn)題,在于整個(gè)線成型架構(gòu)重新設(shè)計(jì),解決快速換型問(wèn),但同時(shí)會(huì)引入成本攀升,現(xiàn)階段適合小規(guī)模試制。
據(jù)悉,東博智能目前也具備了W-pin工藝的自動(dòng)化量產(chǎn)制造方案。
東博智能強(qiáng)調(diào),定子工藝很大程度依賴于電驅(qū)動(dòng)的繞組設(shè)計(jì),出線的方式?jīng)Q定后續(xù)工藝可實(shí)施以及可制造能力。這也關(guān)乎企業(yè)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)于繞組類型、技術(shù)以及工藝的理解程度。
高工鋰電了解到,東博智能X-pin扁線電機(jī)成套自動(dòng)化解決方案,不僅為行業(yè)帶來(lái)了革命性突破,同時(shí)也有望成為驅(qū)動(dòng)新能源電機(jī)行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)躍升的風(fēng)向標(biāo)。
分析認(rèn)為,新能源汽車電機(jī)扁線化趨勢(shì)已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí),2024-2025年,扁線電機(jī)將進(jìn)入市場(chǎng)滲透率快速提升期,將拉動(dòng)扁線電機(jī)自動(dòng)化量產(chǎn)設(shè)備需求。同時(shí),X-pin、W-pin等新工藝也將釋放新的設(shè)備增量需求。
東博智能具備I-pin、U-pin工藝扁線電機(jī)成熟量產(chǎn)解決方案,并率先實(shí)現(xiàn)X-pin、W-pin扁線電機(jī)可制造性量產(chǎn)方案,將充分享受新能源汽車技術(shù)進(jìn)化新一輪技術(shù)紅利,市場(chǎng)成長(zhǎng)空間也將大幅展開(kāi)。
總結(jié)
可以看到,東博智能正在圍繞新能源汽車的兩大核心部件——電池與電機(jī)提供自動(dòng)化解決方案,在電池領(lǐng)域提供核心制程智能化裝備,在電機(jī)領(lǐng)域提供扁線電機(jī)成套自動(dòng)化解決方案,持續(xù)升級(jí)產(chǎn)品矩陣,擴(kuò)大市場(chǎng)布局,提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
在這一過(guò)程中,東博智能也有望全面提升自身在新能源領(lǐng)域的品牌影響力和市場(chǎng)份額,通過(guò)重塑商業(yè)模型,拔高成長(zhǎng)空間,同時(shí)也為企業(yè)價(jià)值的重估帶來(lái)新的契機(jī)。
審核編輯:黃飛
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