摘要：随着全球对环境保护和能源转型的关注度不断提高，新能源汽车产业蓬勃发展。机械设计制造及自动化技术作为现代制造业的核心驱动力，在新能源汽车关键零部件加工中发挥着至关重要的作用。本文深入探讨了该技术在新能源汽车电池、电机、电控等关键零部件加工环节的创新应用，分析其优势与面临的挑战，并对未来发展趋势进行展望，旨在为推动新能源汽车产业高质量发展提供理论支持。

关键词：机械设计；新能源汽车；创新应用

引言

新能源汽车相较于传统燃油汽车，在动力系统、能源存储等关键领域有着根本性的差异，其核心零部件如电池、电机、电控系统等的加工精度、质量和效率直接关系到整车的性能与安全性。机械设计制造及自动化技术凭借其高精度、高效率、高柔性的特点，为新能源汽车关键零部件加工带来了全新的解决方案，成为产业升级的关键力量。

一、机械设计制造及自动化技术概述

机械设计制造及自动化是一门融合机械工程、电子技术、计算机科学等多学科知识的综合性技术。它通过数字化设计手段，利用计算机辅助设计（CAD）软件精确构建零部件三维模型，模拟分析其力学性能、加工工艺性等；在制造环节，借助计算机辅助制造（CAM）实现数控编程自动化，精密机床、工业机器人等自动化装备精准执行加工任务，同时依托自动化控制系统实时监控生产过程，保障加工质量与效率的稳定性[1]。

二、在新能源汽车关键零部件加工中的创新应用

（一）电池零部件加工

1.电极制造

对于锂电池生产，电极的精度与一致性至关重要。自动化机械加工系统能够高精度地完成电极箔材的裁切、极耳成型等工序。采用激光切割技术，配合精密运动控制平台，可实现微米级的切割精度，确保电极尺寸的精准性，相比传统机械切割，有效减少毛刺、材料变形等缺陷，提升电池充放电性能的一致性。

2.电池外壳加工

电池外壳需具备高强度、轻量化与良好的密封性能。机械设计制造及自动化技术引入新型轻量化材料加工工艺，如铝合金挤压成型结合数控铣削加工，通过优化模具设计与挤压参数，精确成型外壳毛坯，再利用高速铣削完成复杂特征加工，在保证结构强度的同时减轻重量，满足新能源汽车续航里程提升对电池重量的严苛要求。

（二）电机零部件加工

1.定子与转子加工

电机定子、转子的制造精度影响电机的电磁性能与效率。自动化生产线集成精密铸造、精密锻造技术用于毛坯制备，确保材质均匀性与初始形状精度。在后续加工中，多轴联动数控加工中心可一次性完成定子铁芯槽型铣削、转子轴颈磨削等复杂工序，实现各表面间的高精度尺寸配合与形位公差控制，提高电机的功率密度与运行稳定性。

2.电机端盖加工

电机端盖作为电机的防护与支撑部件，其安装面平面度、轴承室圆柱度要求极高。自动化柔性加工单元运用自适应加工技术，实时检测工件毛坯的尺寸偏差，自动调整刀具路径与切削参数，确保在不同批次毛坯加工时，端盖关键部位的加工精度稳定达标，降低废品率，保障电机装配质量。

（三）电控系统零部件加工

1.电路板制造

新能源汽车电控系统电路板集成度高、线路复杂。自动化电路板生产线采用表面贴装技术（SMT），高精度贴片机快速、精准地将微小电子元器件贴装于电路板指定位置，回流焊设备严格控制焊接温度曲线，确保焊点质量可靠，相比手工焊接，极大提高了生产效率与电路板可靠性，满足电控系统对信号传输高速、精准的需求。

2.控制器外壳加工

控制器外壳需屏蔽电磁干扰，保护内部电子元件。机械设计制造及自动化引入电磁屏蔽材料成型工艺，如注塑成型结合金属化处理，通过优化注塑模具设计实现复杂结构外壳一体成型，再经化学镀、电镀等金属化工艺赋予外壳电磁屏蔽功能，同时利用自动化检测设备监控屏蔽效能，保障电控系统稳定运行。

三、创新应用的优势

（一）提高加工精度与质量

自动化加工设备凭借精密的运动控制与先进的检测反馈机制，将零部件关键尺寸公差控制在极小范围内，减少人为因素导致的加工误差，确保各批次零部件性能的高度一致性，为新能源汽车整车的可靠性与耐久性奠定坚实基础[2]。

（二）提升生产效率

机械设计制造及自动化实现了从原材料到成品的连续化、高速化生产流程。例如，自动化电池生产线单位时间产量是传统手工生产线的数倍，多工序并行与快速换模、换刀技术大幅缩短产品制造周期，满足新能源汽车市场快速增长的产能需求。

（三）增强生产柔性

面对新能源汽车产品快速迭代、零部件多样化的市场趋势，柔性制造系统可通过快速调整数控程序、工装夹具等，便捷实现不同型号零部件混线生产，降低企业设备投资风险，提高市场响应速度。

（四）降低生产成本

虽然自动化设备前期投资较大，但长期来看，高精度减少废品损失、高效率降低人工成本、批量生产分摊设备折旧等因素综合作用，使单位零部件生产成本显著降低，提升企业市场竞争力。

四、面临的挑战

（一）技术研发投入大

机械设计制造及自动化在新能源汽车零部件加工的前沿应用，如超精密加工、特种材料加工等，需要持续投入大量资金用于新技术、新工艺研发，中小企业往往面临资金瓶颈，难以跟进技术创新步伐。

（二）专业人才短缺

该领域融合多学科知识，要求工程技术人员既懂机械制造又熟悉新能源汽车技术、自动化控制原理等。当前复合型人才培养体系尚不完善，人才供需缺口较大，制约技术推广与企业技术升级。

（三）设备维护难度高

先进自动化加工设备结构复杂、技术集成度高，一旦出现故障，诊断与修复难度大，需要专业维修团队与充足的备品备件支持，否则将导致长时间停机停产，影响企业生产计划。

五、未来发展趋势展望

（一）智能化升级

随着人工智能、大数据技术深入融合，加工设备将具备智能决策能力，如根据实时采集的加工数据自主优化工艺参数、预测设备故障，实现无人化智能加工车间，进一步提升生产效率与质量稳定性。

（二）绿色制造

机械设计制造及自动化将全面贯彻绿色理念，开发低能耗加工工艺，推广干式切削、近净成形等技术，减少切削液使用与材料浪费，助力新能源汽车产业可持续发展。

（三）协同创新

新能源汽车整车企业与零部件供应商、机械制造装备企业、科研院校将形成紧密协同创新网络，共同攻克关键技术难题，加速科技成果转化，推动新能源汽车零部件加工技术迈向更高水平。

结论

机械设计制造及自动化在新能源汽车关键零部件加工中的创新应用，为新能源汽车产业突破技术瓶颈、实现高质量发展提供了有力支撑。尽管当前面临技术、人才、资金等诸多挑战，但随着智能化、绿色化、协同化发展趋势的推进，未来有望持续优化升级，助力新能源汽车在全球汽车产业变革中领航前行，为人类绿色出行描绘更加美好的蓝图。

参考文献

[1]程永康，赵晨悦，胡小波. 智能制造技术在机械设计制造领域中的应用 [J]. 内燃机与配件， 2025， （01）： 106-108.

[2]方泰福. 新能源汽车高压线束自动化产线的机械结构设计 [J]. 自动化应用， 2024， 65 （11）： 143-146.

作者简介：

姓名：曹晨君 性别：女 民族：汉 出生日期：199502 籍贯：皖固镇 职务/职称：初级工程师 学历：本科 研究方向：机械设计制造及其自动化