超聲波焊接技術在電動汽車制造上的應用

2021-05-09 11:25

近年來，我國通過大力發展新能源產業來實現彎道超車的目標，巨大的政策優惠使電動車在中國大地快速普及，電動汽車也正在悄悄改變我們的出行方式，與傳統內燃機驅動的汽車相比，大大減少了每公里二氧化碳的排放量。此外，風能和太陽能等可再生能源發電量的不斷提高，也支持汽車向電動化過渡，而且還有助于進一步全面降低污染水平。然而，對電動汽車(EVs)需求的日益增長，給汽車工業帶來了許多領域的新挑戰，包括：輕量化車身結構，電氣和電子部件的制造，電池的生產制造。如果汽車制造商要保證最高質量水平，并取得與電動汽車相關的安全和環境認證，就需要創新和經濟的生產解決方案。超聲波焊接技術工藝因為其高效率、高可靠連接和環境友好等因素，被大家使用和認可。這些特性也正符合電動汽車生產要求。因此，超聲波焊接技術是一種解決許多與電動汽車生產相關問題的理想工藝。

超聲波焊接技術在電動汽車制造上的應用

1、電動汽車高壓線纜的可靠連接
電動汽車使用的電機，要能夠在啟動瞬間提供全功率輸出。這需要車內高壓線纜的可靠連接。連接充電樁和高壓電池的電纜和插頭需要可靠的低接觸電阻連接，以實現快速充電。這通常對銅、鋁或者兩者組合進行有效焊接，才能實現車輛的高壓線纜連接。截面70、95或120mm²的電纜必須牢固地焊接在大電流連接片上。設計工程師要求焊接寬度盡可能窄，以節省安裝空間。而使用傳統工藝難以實現，現在采用超聲波焊接很容易實現可靠連接。

2、軟包電池的極耳超聲波焊接
軟包電池( 疊片工藝) 與鋁殼電池( 疊片工藝) 不同，在制作過程中，軟包電池需對多層極耳進行預焊，再將極耳引片與預焊后的極耳焊接在一起，極耳引片與鋁殼電池的極柱功能相當。整個過程分為極耳預焊和極耳引片焊接兩步。軟包電池( 疊片工藝) 層數較少，可用功率較小的超聲波焊接機。軟包電池( 卷繞工藝) 需要將正、負極的極耳引片分別焊接在正、負極片上, 再進行卷繞，形成單只電芯。在此過程中，需用超聲波焊機進行極耳引片焊接, 由于極耳引片較薄，可選用 800 W 左右的焊機焊接。

3、IGBT功率半導體超聲波焊接
另一個超聲波焊接工藝，用于生產IGBT功率半導體。IGBT是一種能夠以最小損耗快速切換電流，是用于電氣驅動器和電池充電系統的功率轉換器的關鍵電子部件。超聲波特別適合敏感的陶瓷基板的IGBT的焊接。

4、用于電氣連接的線束焊接
電動汽車的運動部件較少，這大大降低了維護成本，提高了可靠性。超聲波焊接系統本身非常可靠，且維護成本低。因此，當需要可靠的長壽命的電氣連接以達到汽車行業所要求的高質量標準時，使用超聲波工藝進行電線連接是首選解決方案。超聲波線束焊接有明顯的經濟和技術優勢：過程簡單、成本效益高；低接觸電阻；連接強度高等。且焊接組件非常靈活便于集成到自動化生產線。即使截面只有0.13mm2的非常細的電纜和用于高速率傳輸數據的多股線纜也可以使用超聲波焊接技術。

5、輕量化結構連接件焊接
輕量化意味著采用更多的高強度工程塑料和復合材料代替傳統金屬。更薄的塑料保險杠，水冷閥體采用高強度PA塑料，汽車雷達采用PBT外殼封裝，貫穿式車尾燈等等，這些組件生產中無不使用超聲波焊接工藝。可以說，超聲波技術為車輛輕量化做出了重大貢獻。焊接過程不需要粘合劑和消耗品，能量消耗少，對環境沒有任何不利影響。

今天的電動汽車是高度數字化的，生產過程也高度數字化。超聲波焊接系統的工藝參數和焊接結果數據，都可以通訊協議上傳到生產管理系統上，實現生產過程監測和高度自動化，給用戶帶來大量的附加值。汽車制造商不僅努力提高其生產車輛的效率，而且還應該努力利用好這些技術以獲得更大效率。因此，電動汽車和超聲波焊接技術相互促進，在未來將繼續緊密聯系在一起。

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