新能源汽车发展与智能制造研究_宫丽.pdf

内燃机与配件 w w w.n r j p j.c n新能源汽车发展与智能制造研究宫 丽(哈尔滨职业技术学院,黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 0 0)摘 要:智能制造概念是贯彻落实 中国制造2 0 2 5 战略部署,实现深度融合的战略主攻方向,也是实现我国制造业实力和发挥优势的关键所在,大力发展智能制造是实建设强国的基础,通过在新能源汽车领域采取只能知道能够有效的推动汽车行业从规模速度型向质量效益型行业的转变。关键词:新能源汽车;智能制造;汽车制造 中图分类号:F 4 0 7.4 7 1 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 4-9 5 7 X(2 0 2 3)0 8-0 1 0 3-0 3R e s e a r c ho n T h eD e v e l o p m e n t o fN e wE n e r g yV e h i c l e sa n dI n t e l l i g e n tM a n u f a c t u r i n gG o n gL i(H a r b i nV o c a t i o n a l a n dT e c h n i c a lC o l l e g e,H e i l o n g j i a n gH a r b i n1 5 0 0 0 0)A b s t r a c t:T h ec o n c e p to f i n t e l l i g e n tm a n u f a c t u r i n g i s t h em a i nd i r e c t i o no f s t r a t e g i ca t t a c kt o i m p l e m e n t t h es t r a t e g i cd e p l o y m e n t o f M a d e i nC h i n a2 0 2 5 a n da c h i e v ed e e p i n t e g r a t i o n,a n d i t i s a l s o t h ek e y t or e a l i z i n g t h es t r e n g t ha n da d v a n t a g e so fC h i n a sm a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y.K e yw o r d s:N e we n e r g yv e h i c l e s;I n t e l l i g e n tm a n u f a c t u r i n g;A u t o m o b i l em a n u f a c t u r i n g作者简介:宫丽(1 9 8 0)女,汉族,黑龙江哈尔滨人,硕士研究生,副教授,哈尔滨职业技术学院教研室主任,主要研究智能制造。1 引言汽车工业是支持国家经济发展的重要支柱产业,随着科学技术的发展,汽车行业的发展逐渐低碳化和智能化,同时还承担着保护环境和节约能源的重要责任,随着低碳环保发展概念的贯彻,新能源汽车成为很多消费者的首选,新能源汽车的制造也呈现出比以往更加繁荣的景象,新能源汽车给汽车行业带来的变革也显而易见。就汽车整车的生产而言,传统的汽车厂商也开始注重对新能源汽车的开发,同时在国家政策的支持下,新能源汽车企业也在不断地涌现。从新能源汽车全车的产业链而言,无论是电池供应商或后期的充电设备供应商,整个产业链都因为新能源汽车市场的发展而被激活,因此对新能源汽车的发展和智能制造进行研究便显得极有意义。2 新能源汽车行业发展现状自上世纪末以来,我国逐渐意识到新能源汽车能够有效缓解能源危机和环境污染方面的作用之后,便逐步启动对新能源汽车研发的鼓励政策。在经历了“十五”研发布局和“十一五”产业化准备及“十二五”推广示范后,我国的新能源汽车呈现技术和产业链飞速发展的形成期。到目前位置,我国新能源汽车产业已经初具规模,从产品生命周期理论的角度而言,产能扩张、技术创新、产业升级、智能制造已经成为当前我国新能源企业产业的重要标签,也意味着我国新能源企业行业开始向高质量的阶段迈进。2.1 我国新能源汽车行业现状首先,新能源汽车销量爆发式增长。当前,新能源汽车的发展已经从以往的政策驱动逐步转向市场拉动发展的新趋势,从销量方面来看,我国新能源汽车的销量从2 0 1 0年的不足一万辆到2 0 2 2年突破三百万辆,我国已然成为新能源汽车的主力消费市场,同时新能源汽车在我国整体汽车的占有率也从2 0 1 7年的2.4%上升为2 0 2 2年的1 6.5%,新能源汽车在主流汽车消费市场越来越受欢迎。其次,头部新能源汽车厂商市场占有集中。从新能源汽车销售的数据而言,当前头部新能源汽车厂商集中度较高。前1 5名新能源汽车厂商的销量累计近2 5 0万辆,占全年新能源汽车销量比重7 6%。比亚迪、上汽通用、特斯拉销量排名前列,并且纯新能源厂商小鹏、蔚来、理想等销量不俗。其中,比亚迪作为传统汽车企业在2 0 2 1年销售量增长突破1 0 0%,小鹏汽车销售量增速突破2 0 0%,由此可见,我 国 新 能 源 汽 车 始 终 有 着 需 求 旺 盛 的 市 场。见表1。表1 2 0 2 2年新能源车总销量t o p 1 5N O轿车。当年2 0 2 2.1-1 22 0 2 1.1-1 2同比1宏光M I N I E V4 0 4 8 2 33 9 5 4 5 12.4 0%2比亚迪秦P L U S3 4 1 9 4 31 8 7 2 2 78 2.6 0%3比亚迪汉2 7 2 4 1 81 1 7 3 2 31 3 2.2 0%4比亚迪海豚2 0 4 2 2 62 7 8 4 66 3 3.4 0%5特斯拉M o d e l 31 2 4 4 5 61 5 0 8 9 0-1 7.5 0%6埃安A i o ns1 1 6 3 3 27 3 8 5 35 7.5 0%7奇瑞QQ冰淇淋9 6 5 2 91 2 6 7 96 6 1.3 0%8奇瑞e Q9 4 3 3 07 6 9 8 72 2.5 0%9长安奔奔E V9 2 0 5 37 6 3 8 12 0.5 0%1 0风神E 7 07 3 4 4 72 9 5 9 61 4 8.2 0%1 1比亚迪驱逐舰O S6 1 9 4 9-1 2零跑T O 36 1 9 1 94 0 2 4 55 3.9 0%1 3欧拉好猫6 1 0 9 44 9 9 0 02 2.4 0%1 4长安L u m i n5 9 6 7 9-1 5小鹏p 75 9 0 6 66 0 5 6 9-2.5 0%最后,新能源汽车配套充换电基础设施增长迅速。根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟公布的数据,2 0 2 2301DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.08.0382 0 2 3年第8期年我国充电基础设施增量达到9 5万台,截止2 0 2 2年底,我国充电基础设施超2 6 2万台。但是,充电站主要集中在珠江三角洲、长江三角洲以及京津冀等经济发达的地区,在北京、上海、浙江、广东等地区换电站集中度超过7 5%。新能源汽车在换电等配套领域的发展同样亮眼。2.2 新能源汽车行业发展存在的问题当前,新能源汽车行业尽管重视生产自动化水平的提升,但是由于生产信息化水平的低下以及生产过程中管理水平的落后,导致发展受到了一定的制约。新能源汽车在生产中存在着生产周期较长、所需生产设备较多、不同生产阶段设备能力估算难度较高、生产不均衡及生产信息共享不及时等都为生产现场的管理带来较大的难度,由于各个生产环节的数据采集无法做到实时和透明化、排产工具无法系统化等特点,新能源汽车生产企业在计划排查、作业调度、生产跟踪、成品半成品库存管理等多方面还有着极大地改进空间。另外,新能源汽车生产还需要重视生产各阶段的现场管理,只有提升各生产阶段的管理水平,才能有效实现新能源汽车生产质量和性能的明显提升。3 新能源汽车智能制造研究3.1 新能源汽车本身具备的智能化当前市面上的新能源汽车多种多样,主流的新能源汽车仍然为以混合动力、太阳能以及电能作为能源进行驱动,但是概念上的新能源汽车主要是指纯电动汽车以及燃料为电池的新能源汽车。纯电动汽车获的能量的方式主要为储存在可充电蓄电池或者其他可储存能量的装置中,以此作为驱动保证汽车的正常驾驶。而插电式混合动力汽车获取电能的主要来源为非车载装置,以此实现汽车在上路后能够纯电续航。通过研究分析发现,纯电动汽车作为新能源汽车的一种,也可以完全的实现智能化,强大的电力支持可以保证纯电动汽车的制动功能、空调系统等装置的驱动同时也能保证传感器的正常使用和信息输入。通过将环境感知、多功能辅助驾驶等功能可以保证各功能形成一个综合的系统,实现功能系统的一体化。并且充分发挥计算机、自动化以及人工智能等先进的技术,可以有效的提升驾驶新能源汽车的安全性,并且通过嵌入人车交互的智能系统,能够实现整个汽车工业的智能化。见图1。图1 新能源汽车2 0 1 8-2 0 2 2年车桩比同时,新能源汽车智能制造需要考虑到新能源汽车作为交通工具的一种,本质属性便是将上路形式的安全性和便捷性作为首要条件。在进行新能源汽车智能制造时应该将互联网技术和新能源汽车的智能化进行紧密的联系,实现交通网络的全面智能化,帮助汽车驾驶者和乘客能够正确感受到新能源汽车在导航、维护、获取信息等多方面功能具备的优越性,才能实现新能源汽车的智能化,也才是新能源汽车智能制造的基础和目的。3.2 新能源汽车使用上的智能制造新能源汽车经过不断的发展,已经在功能使用方面基本的实现了智能化和信息化,例如当前新能源汽车在进行充电的过程中能够利用自带智能终端设备获取附近最近的充电站信息,并且能够根据汽车的实际情况来确定最为合适的充电时间并对车主提出合理的充电建议。新能源汽车的智能化有诸多的优点,在驾驶的过程中车载传感系统可以主动的感知周围的环境现状和变化,并利用车载信息终端程序进行多角色之间的无线通信和信息交流。另外,新能源汽车还可以利用现代传感技术、模糊识别及自动化技术,实现对驾驶环境和辅助驾驶功能的一体化,有效地提升了新能源汽车驾驶的安全性能,在驾驶方面也将更加的便捷。见图2。图2 新能源汽车动力电池的智能制造当前,汽车制造行业乃至整个制造业都从原先的生产型向生产服务型转变,提升了制造行业生产的服务水平,也为新能源汽车的出现和发展以及功能完善提供了良好的基础。新能源汽车制造的发展不应该仅仅只限于对汽车进行设计和制造,也应该重视相关配套设施和服务的发展,通过扩展和完善所需服务领域,更好的促进新能源汽车的发展。例如进行对充电桩的安装和管理、做好新能源汽车电池的及时更换和回收、发展新能源汽车电池租赁服务等,能够为新能源汽车的发展和汽车智能化的视线提供操作和管理的基础,同时也存在着明朗的发展前景。3.3 新能源汽车制造过程中的智能制造通过对当前社会发展需求和新能源汽车的趋势研究发现,新能源汽车的智能化制造已然成为汽车制造行业想要实现长久发展的核心内容,如若想要有效的推动社会经济的发展和根本性的进步,必须要大力倡导汽车工业的高端化发展。智能制造作为汽车工业发展工程中的重要机遇,新能源汽车制造为汽车制造的智能化提供了有利的条件。因此,对于汽车制造业而言,应该重视主要零部件的生产线发展,通过加大资金投入的方式实现零部件制造的智能化,另外还需要将智能化作为新能源汽车制造水平优劣与否的重要标准,合理的利用信息和电子相关技术促进和实现新能源汽车制造整个过程的智能化实现。当前国内经济发展的新趋势导致新能源汽车行业的401内燃机与配件 w w w.n r j p j.c n市场竞争日益白热化,为了能够帮助汽车制造业实现更好的发展和积极的应对挑战,需要充分的发挥新能源汽车所具备的灵活化和智能化的优势。随着科学技术的不断发展,新能源汽车的性能表现也在不断地提升,功能也在不断地丰富和完善,多样化的设备功能和设计水平及工艺水平的明显提升需要新能源汽车的制造始终贯彻智能化的发展目标。新能源汽车的智能化需要在汽车生产的过程及设备的内部需要大量的技术和流量信息,尤其是在新能源汽车制造和管理的过程中需要大量的先进技术,使得制造系统也更加的复杂多变,因此需要增加智能制造能力和实现信息有效处理便显得极为重要。新能源汽车在制造工艺和所需器材上面均有着特殊的要求,并且和传统的汽车制造工艺有着较大的区别,新能源汽车的制造工艺是对传统汽车制造的传承和创新。例如当前新能源汽车在冲压、涂装等制作工序上是对传统汽车制造工艺的传承,但是新能源汽车的制造是以动力为来源、控制和驱动系统为基础的,因此和传统汽车制造相比,最大的区别在与汽车动力的制造工艺完全不同,纯电动汽车在电池和电力控制系统的制造工艺上是传统汽车制造没有的制造工艺,属于创新的部分。同时,新能源汽车在制造的过程中对人工智能技术的应用极为广泛,如果在制造的过程中能够合理的对智能系统和控制技术等进行合理的运用,能够有效的实现科学地生产计划管理以及工程设计方面的进步,并且能够保证新能源汽车在制造过程中对所需生产设施设备的良好运转,能够及时的对出现故障的设施设备进行排查,有效的实现新能源汽车的智能化改造。新能源汽车想要实现智能制造还应该有效的利用识别、传感、互联网信息等多种先进的科学技术,因为新能源汽车的智能制造并非仅仅只是解决某一单一的问题而是进行整个制造系统的优化,因此还需要在制造的过程中根据市场的实时反馈进行数据的收集和分析,将数据作为实现新能源汽车智能制造的基础,并做好不同程序之间的信息交换,实现新能源汽车整个制造过程的优化和智能化。3.4 新能源汽车厂商智能制造案例当前新能源汽车制造的主题便是智能工厂和智能生产,因此汽车工厂需要实现网格化和分布式的生产方式,控制生产的过程也将,人、机器与资源之间也将实现有效、直接的交流。同时,标准、模块化的生产方式、设备引用和系统也能大幅度的节省新能源汽车制造生产过程中的成本控制,不仅提升了零部件生产和加工工序的精密度,有效的降低了失误率和生产风险。法士特与其他新能源汽车厂商将智能生产系统外包不同,法士特实现了自己制造智能化的生产车间,据了解法士特在生产线上引入模块化的生产理念,实现了控制器、气动门等部门的标准化生产和运作。并且法士特最近投入使用的自动装配悬臂系统,有效的实现了自动控制、人工智能、信息控制等多种技术的综合应用,实现了多工位的自动化的装配。自法士特的智能生产线投入使用以后,生产线的工人减少的同时产品的出货量也得到了大幅度的提升,在降低工人劳动强度的同时还节省了设备占地面积,有效的实现了新能源汽车制造的自动化和智能化。见图3。图3 法士特最新投入使用的自动装配悬臂线4 结论实现环境保护和资源是一项长期且艰难的任务,需要社会各界的关注和加入,因此未来汽车的发展方向势必要以新能源为主流。经过长时间的研究发现,为了满足当前人们对新能源汽车功能的需求,新能源汽车在制造中面临着较大的困难和挑战,但这也为新能源汽车在制造和使用中实现智能化提供了更多的机遇。参考文献:1 杨振微.新能源汽车发展与智能制造技术的推广探析J.科学与信息化,2 0 1 7(3 1):2.2 纪奎.低碳经济背景下新能源汽车产业发展趋势研究J.内燃机与配件,2 0 2 1(2 3):2.3 张凌宇.新能源汽车时代金龙汽车的竞争战略研究.4 周映儿.一种新能源汽车智能制造装置及其制造方法:C N 1 1 2 5 1 7 2 7 5 AP.2 0 2 1.501