Im Bereich der Batterieherstellung von Elektrofahrzeugen (EV) ist das Laserschweißen eine grundlegende Technologie, die eine hohe Präzision, Zuverlässigkeit und Effizienz bei der Verbindung von Batteriezellen und -scheiben bietet. Laserschweißen können Zellen und Batteriekomponenten von konsistenter Qualität produzieren und komplexere EV-Batterie-Konstruktionen für EV-Batterien ermöglichen. Um jedoch die unbestreitbaren Vorteile des Laserschweißen vollständig zu nutzen, müssen einige Schlüsselfaktoren vor Beginn der Batterieproduktion berücksichtigt werden, von Tools bis zur Qualitätssicherung (QA).
Wählen Sie die Klemmmethode
Es gibt zwei grundlegende Ansätze für das Werkzeugdesign zum Drücken von Busbarnen oder Kollektorplatten auf Zellterminals: Lötmaske oder Einzelzellklemme. Die Auswahl dieser beiden Klemmmethoden hat einen großen Einfluss auf die Produktionseffizienz und die Anpassungsfähigkeit.
Die Lötmaskierung bietet Geschwindigkeit und Effizienz, indem die Busbank gleichzeitig an mehrere Zellen geklemmt wird. Der Nachteil ist jedoch, dass dimensionale Toleranzen enger sein müssen, um einen angemessenen Kontakt mit Busbar zu Zelle über einen großen Bereich zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu kann das Einklemmen von Einzelzellen zu größeren Variationen in der Zellanordnung oder -geometrie führen, die die Produktion vereinfachen und die Kosten senken. Diese Flexibilität ergibt sich jedoch zu den Kosten der Geschwindigkeit. Das Laserschweißen kann Hochschweißgeschwindigkeiten mit hohem Cusbar-bis-Zell-Schweiß ermöglichen und manchmal ein Dutzend Zellen pro Sekunde überschreiten, aber langsamere Klemmmethoden begrenzen die Schweißgeschwindigkeiten.
Stellen Sie eine genaue Positionierung der Einheit sicher
Das Laserschweißen ist ein außergewöhnlich präziser Prozess, und die Positionierung der Batteriezellen muss konsistent und präzise sein, um gleichmäßige Schweißnähte zu gewährleisten. Variationen in der Anordnung von Zellen innerhalb des Akkus können zu falsch ausgerichteten Schweißnähten oder einer unzureichenden Schweißdurchdringung führen, was die strukturelle Integrität beeinträchtigt. Insgesamt reduzieren engere Zellhalter-Konstruktionen im Allgemeinen die Variationen der Zellposition, können jedoch ein Risiko für Überkompression und Zellschäden während der Installation darstellen. Optimierung des Batteriepackungsdesigns und Minimieren von Lücken mithilfe von Ausrichtungsleitfäden verbessert die Zugänglichkeit und Qualität des Schweißguts.
Bei der Gestaltung von Busbars geht es nicht nur um Leistung
Das Entwerfen einer effektiven Busbank oder eines Stromkollektors ist mehr als nur die Optimierung der elektrischen Leistung. Die Dicke bestimmt Steifheit und Flexibilität, und Faktoren wie die Dicke haben sowohl die Werkzeug- als auch die optimalen Laserparameter. Die dickeren Busbarnen, die typischerweise in prismatischen Zellen verwendet werden, tragen Strom effizient, sind jedoch schwer zu beugen, um Kontakt mit den Batterieklemmen aufzunehmen. Darüber hinaus erhöhen dickere Materialien die Laserdurchdringungszeit.
Das Busbärmaterial ist eine besondere Überlegung bei der Entwicklung von EV -Batterie -Busbars. Kupfer ist aufgrund seiner guten elektrischen Leitfähigkeit seit langem ein Material der Wahl für Bushaben und andere EV -Batterienfunktionen. Aluminium gewinnt jedoch aufgrund seiner guten elektrischen Eigenschaften als Alternative zu Kupfer -Busbars an Popularität und reduziert gleichzeitig das Gewicht des Akkus. Aluminium -Busbars sind typischerweise das halbe Gewicht der Kupfer -Busbars.
Glücklicherweise können Laser, die speziell für das Schweißen von EV -Batterien entwickelt wurden, hohe Schweißgeschwindigkeiten und eine hervorragende Schweißqualität für eine Vielzahl von Busbardesigns und -materialien aufrechterhalten. Batterieschweißlaser bieten in der Regel einen hochfokussierten Strahl mit hoher Strahlqualität, was eine schnelle Schweißdurchdringung ohne große Wärmezone ermöglicht.
Planung der Anforderungen an die Entsorgung der Batterie
Mit Millionen, wenn nicht Milliarden von Schweißschweißnähten von EV-Batterien, die jedes Jahr von Herstellern von EV-Batterien hergestellt werden, ist eine effiziente Automatisierung von entscheidender Bedeutung. Es gibt viele Faktoren, die das Batteriedesign vorantreiben, aber die Lage der Klemmen in einer zylindrischen Zelle ist ein gutes Beispiel.
Zylindrische Zellen können mit den positiven und negativen Anschlüssen oben oder mit dem positiven Terminal oben und dem negativen Anschluss unten ausgelegt werden. Die Auswahl dieser beiden Designs bestimmt die Produktionsgeschwindigkeit und Komplexität. Das herkömmliche Oben/Bottom -Design vereinfacht das Busbärdedesign, erfordert jedoch einen zusätzlichen Schritt mit Zellenhandhabung, um die Baugruppe für die zweite Schweißnaht umzudrehen. Mit der Einführung der 4680 -Zelle ist das obere/obere Design häufiger geworden, was schnellere Produktionszyklen und weniger Zellhandhabung ermöglicht, jedoch eine präzise Schweißplatzierung innerhalb enger Toleranzen sowie komplexere Bussbardesigns erfordert.
Unabhängig von den Anforderungen des Batteriedesigns oder des Batterieschweißens ist das Laserschweißen sehr für die Automatisierung geeignet. Ein effektives Batterie -Laserschweißsystem für Elektrofahrzeuge kann die Anforderungen verschiedener Produktionsphasen von F & E bis Massenproduktion erfüllen und die Anforderungen der Schimmel- und Batteriebehandlung erfüllen.
Einen robusten Qualitätssicherungsprozess einbeziehen
Das Laserschweißen ist ein hochstabiler und wiederholbarer Prozess, wenn die eingehenden Zellen eine konsistente Oberflächenqualität und -toleranzen aufweisen. Wenn es jedoch unerwartete Variationen in den dimensionalen oder positionellen Eigenschaften gibt, können Schweißfehler entstehen. Fehler können zu teuren Nacharbeiten oder Schrott führen, und im schlimmsten Fall katastrophaler Versagen des Endprodukts. Daher ist es notwendig, jede Schweißschweißscheibe für die Scheibe zu terminal zu messen und effizient zu testen.
Destruktive Tests liefern genaue Ergebnisse, sind jedoch kostspielig und messen nicht jede Schweißnaht. Methoden wie Fotodioden messen jede Schweißnaht im Laufe des Fortschreitens, liefern jedoch nur indirekte Messungen mit suboptimalen Ergebnissen. Die Hersteller von EV-Batterien wenden sich zunehmend der Echtzeit-Schweißnahmemessung zu. Echtzeit-Schweißmessung misst kritische Faktoren wie die Schweißtiefe direkt während des Schweißverfahrens und liefert hoch genaue Daten, die mit destruktiven Tests vergleichbar sind. Darüber hinaus kann die Trendung von Schweißmessdaten die Prozessdrift erkennen und Batterieherstellern in Zukunft bei nicht akzeptablen Schweißnähten verhindern.
