電動汽車行業影響機床發展

機床行業在汽車領域的應用約占35～40%，電動汽車的發展趨勢將給機床行業帶來變革。電動汽車與燃油汽車相同的是，整體架構由動力、車身和底盤系統組成。兩者最大的區別在于動力系統。雖然電動車對發動機和進排氣相關零部件的需求逐漸減少，但對被替換的三電系統（電機、電池、電控）的需求卻大大增加，為機床創造了新的發展機遇。在從燃油汽車、混合動力汽車、插電式混合動力汽車向電動汽車發展的過程中，對功率部件——電機的加工需求將逐漸增加，其中車床、沖床、銑床應用最多。電機所需的繞線工藝將為相關機械設備創造機會。預計繞線工藝相關機械設備的資本支出將從2020年的2億美元增長到2030年的6億美元。對電池的需求增加，車床和銑床主要用于加工。電池芯所需的堆疊（層壓）工藝是一個新的加工商機。據估計，與層壓工藝相關的機械設備的資本支出將從2020年的5億美元增長到2030年的每年14億美元。在將傳動部件部分轉換為電動汽車的過程中，變速箱、齒輪等相關部件仍然存在，加工需求主要是銑床、車床、磨床/鏜床。

1.電機和傳動

電動汽車的動力系統比燃油汽車簡單。與傳統的發動機結合變速箱的車型不同，電動汽車即使沒有變速箱，也只需單速傳動比結合電機變速即可完成動力傳遞和高低速轉換要求。其中，作為電機的動力源，內部定子和轉子的硅鋼片數量有所增加。硅鋼片采用的工藝是沖壓。沖壓模具需要相關的刀具加工工藝，以及傳動部分所需的齒輪和外殼。這會創造一系列相關行業需求商機。隨著電動汽車的日益普及，多速傳動比的應用可能讓變速箱的應用再次得到發展。通過變速箱的多檔傳動比變化，動力傳遞效率優于單檔傳動比，使電機保持高速運轉。轉速的能耗和高低速不同場景的需求，有望提升電動汽車的高低速性能和更好的續航能力。

  電池組是電動汽車的關鍵核心部件，約占整車成本的35%-40%。搭載在車輛上的電池組在續航要求下體積龐大，上蓋、外殼、底座、保護罩都是高加工要求。部件由鋁合金和高強度鋼板制成，重量輕。預計到2030年，鋰離子電池的年需求量將超過2.8TWh（太瓦時），相當于80家TESLA超級工廠的年總產量，是目前需求量的7倍。綜合加工機、沖床等應用將同步推廣。

電動汽車崛起引領機床行業新布局

由于世界各國政府大力推動碳中和和燃油車禁售相關政策法規，以及國際汽車制造商產品規劃的變化，全球電動汽車行業應用加速. 傳統燃油車已向純電動車發展。最大的不同是電機代替了發動機（包括變速箱），電池系統代替了燃料作為能源。盡管不再需要發動機、變速箱和進氣和排氣系統的加工需求，但電機、電池外殼和齒輪的加工需求仍然很高。此外，未來的機床行業還需要采用沖壓、壓鑄、層壓等加工方式。電動汽車零部件的制造趨勢，包括電機零部件的高效自動化生產、電池和功率模塊的自動化生產、減速機制造等，鋁合金零部件和復合材料零部件的應用加工電動汽車輕量化需求的增加將增加非傳統加工技術（水射流、超聲波、激光、層壓制造等）的應用，開發機床裝備新技術，帶動相關制造自動化和模塊化生產需要。展望未來，全球機床行業的市場發展趨勢瞬息萬變，已經從大批量生產模式轉變為小批量、多樣化、柔性化生產。滿足定制化生產需求。因此，隨著電動車的興起，機床裝備將向復合化、多任務化、大型化發展。通過智能技術增值，并結合虛實融合，抖動抑制、熱位移控制、3D實時仿制、干涉檢測功能、語音界面、機器加工狀態監控、生產數據可視化和預測性維護監控系統的最新技術。

汽車產業結構調整與零部件產業轉型

電動汽車使用電動機和動力電池代替原來的（汽油或柴油）發動機和燃油系統作為電動汽車的動力來源。進氣/排氣系統或供油系統、變速箱、液壓裝置、倍增器、主缸和轉向系統等部件都屬于傳統的內燃機。兩者均由電子元件代替，控制啟動、運行、停止、加減速等。電動汽車在傳統汽車現有的懸掛系統、車身、輪胎等裝置上增加了減震彈簧、減震器、懸掛臂、電動空調系統、高壓線組等部件。汽車系統隨著電子化趨勢的發展向電動化方向發展，動力電池、電動機等電子元器件在汽車總成本中的占比顯著提升。并且原廠發動機、變速箱等燃油系統在整車成本中的比重逐漸下降。動力電池在電動汽車成本中占比最高（40～50%），其次是驅動系統。成本比例由原來傳統內燃機的22～24%降低到10～20%。其中，電動汽車使用電動機、電動機驅動器、車輛控制器、傳動機構和傳動軸、冷卻系統來替代現有的發動機、輔助設備、傳動機構和排氣系統。電動汽車的其他成本包括車身外殼、底盤和其他部件。由于電動汽車從傳統（內燃機）汽車中衍生出許多新的控制器、動力電池、動力元件或動力轉換模塊，形成了整車及零部件產業結構調整的現象。

?使用輕質材料，如低密度鋁及鋁合金、鎂鋁合金、工程塑料或碳纖維復合材料等，并用高強度鋼板代替普通鋼材，以減少鋼板的厚度

?采用激光拼焊、液壓成型、鋁合金低壓鑄造、半固態成型等先進制造技術。

電動汽車系統由車身、底盤、動力機構、懸架、輪胎、電池組、轉向機構、制動機構、電動機、空調等系統部件或模塊組成，其中車身和底盤占電動汽車?？傊亓考s為總重量的2/3。輕量化電動汽車的重點在于車身和底盤部件的設計和制造。車身和底盤的輕量化有助于減輕電動汽車的重量。電動汽車的輕量化可以通過車身結構的設計、輕量化材料的應用以及制造技術來實現。輕型電動汽車專注于：

?輕量化基于提高電動汽車的性能和安全性。

越來越多的電動汽車部件使用 CFRP（碳纖維增強聚合物/塑料）。由于重量輕、機械強度大等特點，全球各大汽車廠商都在爭相開發試產。目前，碳纖維復合材料正在開發并應用于汽車零部件領域，包括：車身、底盤、車頂、車門、氣缸蓋、發動機罩、后擾流板、擾流板、中控臺、裝飾條、儀表板、傳動軸、特殊傳動系統、座椅、座墊、尾翼、后視鏡殼、車架懸臂、導流罩、A柱、遮陽板、散熱器護板、側護板、踏板、輔助保險杠等車身、內飾件、外飾件等。汽車零部件行業已經發展成為跨國企業，參與全球化競爭。來自世界各地的消費者對汽車零部件的要求是多樣化的，零部件的發展趨勢是要求各方面的性能持續不斷的創新。安全性、可靠性、污染物排放、油耗/碳排放、設計實用性等方面需要不斷改進。汽車行業經過100多年的發展，開發創新產品的難度不斷加大。制造商在汽車零部件的研發上投入了大量資金。車廠必須承受零部件制造、管理、營銷、售后、庫存等巨大的成本壓力。零部件模塊化的概念逐漸被汽車制造商開發和應用。產品平臺衍生的組件模塊化開發是應對激烈市場競爭的必要手段。大眾提出模塊化戰略并實施MQB平臺產品開發計劃，汽車零部件的模塊化開發將成為未來汽車行業研發制造的趨勢。此外，電動汽車的集成技術展示了汽車產業的未來發展。由于電動汽車的結構省略了傳統的發動機、變速箱、傳動軸等復雜的機械部件或系統，因此更容易在整車設計中引入模塊化的概念。

引進先進制造業具有以下含義：

?降低生產和材料成本，增加附加值

?提高汽車零部件供應體系的效率，提高服務質量

?配合智能化生產，縮短設計開發時間，縮短上市時間

?創造新一波就業機會

?推動跨界融合，創造價值。