01.パワーバッテリーとは

世界の電気自動車業界の基本合意：電気自動車の駆動力を提供するバッテリーは、パワーバッテリーと呼ばれ、従来の鉛酸バッテリー、ニッケル金属水素化物バッテリー、新しいリチウムイオンパワーバッテリーなど、パワータイプに分類されます。パワーバッテリー（ハイブリッド電気自動車）およびエネルギーベースのパワーバッテリー（純粋な電気自動車）。

ご存知のように、パワーバッテリーは新エネルギー車の「心臓部」です。パワーリチウム電池は、主に三元材料電池とリン酸鉄リチウム電池であり、下流は通常の電池よりも放電電力が高い新エネルギー車の設置用途です。

近年の新エネルギー車産業に牽引された新エネルギー車の裾野産業として、パワーバッテリー産業も爆発的な成長を遂げています。

02.パワーバッテリーとレーザー産業の関係

パワーバッテリーは新エネルギー車の総コストの30％〜40％を占め、新エネルギー車のコストの大部分を占めており、航続距離、車両寿命、新エネルギー車の安全性したがって、パワーバッテリーの性能を向上させることは、新エネルギー車の全体的な性能を向上させるための鍵となります。

パワーバッテリーの製造工程において、溶接はセル製造からパック組立までの非常に重要な製造工程です。特に、パワーバッテリー構造には、鋼、アルミニウム、銅、ニッケルなどのさまざまな材料が含まれています。これらの金属は、電極、ワイヤー、またはケーシングにすることができます。したがって、1つの材料間または複数の材料間で溶接する場合でも、溶接プロセスにはより高い要件が課せられます。

レーザー溶接は、レーザービームの優れた指向性と高出力密度を利用して機能します。レーザービームは、光学システムを介して小さな領域に集束され、非常に短時間で溶接部分に高エネルギー集中の熱源が形成されます。 .zone、溶接された材料が溶けて、しっかりした溶接スポットとシームを形成するようにします。

パワーバッテリー業界チェーン全体で、レーザー溶接は主にパワーリチウムバッテリーの中流生産で使用されます。高精度の溶接方法として、非常に柔軟性があり、正確で効率的であり、パワーバッテリー製造プロセスの性能要件を満たすことができます。これは、パワーバッテリー製造プロセスの最初の選択肢であり、電源の標準装備となっています。バッテリー生産ライン。

03.パワーバッテリーの一般的な溶接用途

パワーバッテリーは、正方形、円筒形、ソフトパックのバッテリーに分けられます。現在、パワーバッテリーの製造では、レーザー溶接の使用には主に次のものが含まれます。

中間プロセス：ポールイヤーの溶接（事前溶接を含む）、ポールストリップのスポット溶接、シェルへのバッテリーセルの事前溶接、シェルのトップカバーのシール溶接、液体注入ポートのシール溶接など。

バックエンドプロセス：バッテリーがモジュールを梱包するときの接続部品の溶接、モジュールの後ろのカバーの防爆バルブの溶接などが含まれます。

1.バッテリー防爆バルブ溶接

防爆弁は電池シール板の薄肉弁体であり、電池の内圧が規定値を超えると、防爆弁体が最初に破裂・収縮し、圧力を解放して電池の破裂を防ぎます。 。防爆バルブは独創的な構造で、レーザー溶接により特定の形状のアルミ板2枚を固定しています。

電池の内圧が一定値まで上昇すると、設計された溝の位置からアルミシートが破裂し、電池がそれ以上膨張して爆発するのを防ぎます。したがって、このプロセスはレーザー溶接プロセスに非常に厳しい要件があり、溶接シームをシールする必要があり、溶接シームの損傷圧力値が一定の範囲内で安定するように入熱を厳密に制御します。大きすぎるか大きすぎる小さいとバッテリーの安全性に大きな害を及ぼします。

そのため、防爆弁は一般的に突合せ溶接を採用しています。多くの実践の結果、HGLASERハイブリッド溶接レーザーを使用することで高速かつ高品質の溶接が実現でき、溶接安定性、溶接効率、歩留まりが保証されることが証明されました。

2.ポール溶接

バッテリーカバーのポールは、バッテリーの内部接続と外部接続に分かれています。バッテリーの内部接続は、バッテリーコアの電極ラグとカバープレートのポールの溶接です。バッテリーの外部接続は、接続部品を介したバッテリーポールの溶接であり、直列および並列回路を形成します。バッテリーモジュールを形成します。

電池の極は電池の正極と負極であり、一般的に正極はアルミニウム製、負極は銅製です。一般的に使用される構造は、リベット留めが完了した後に完全に溶接されるリベット留め構造であり、そのサイズは通常、直径8の円です。溶接の際、設計に必要な引張力と導電率を満たす場合は、ビーム品質が良く、エネルギー分布が均一なファイバーレーザーまたは複合溶接レーザーが望ましいです。アルミニウム構造の溶接、銅-銅構造の溶接安定性、スパッタの低減、および溶接歩留まりを向上させます。

3.アダプター溶接

アダプターとソフト接続は、バッテリーカバーとセルを接続するための重要なコンポーネントです。また、バッテリーの過電流、強度、低スパッタの要件も考慮する必要があるため、カバープレートを使用した溶接プロセスでは、十分な溶接シーム幅が必要であり、部品が落下しないようにする必要があります。バッテリーの短絡の発生を避けるためにセルに。負極材料として使用される銅は、吸収率の低い高反射材料であり、溶接時に溶接するためにより高いエネルギー密度を必要とします。

4.シェルシーリング溶接

パワーバッテリーのシェル材料はアルミニウム合金とステンレス鋼であり、その中でアルミニウム合金が最も使用されており、純粋なアルミニウムを使用しているものもあります。ステンレス鋼は、レーザー溶接性に最適な材料であり、特に304ステンレス鋼は、パルスレーザーまたは連続レーザーのどちらでも、良好な外観と性能の溶接が得られます。

5.シーリングネイルの溶接（電解液注入口）

シーリングネイルにはさまざまな形態があります（液体注入穴キャップ）。形状は通常、直径8mm、厚さ約0.9mmの円形キャップです。溶接の基本的な要件は、耐圧値が1.1MPaに達することです。 、そしてそれはピンホールなしで密封されています。、亀裂や破裂の存在。

セル溶接の最後のプロセスとして、シーリングネイル溶接の歩留まりは特に重要です。シーリングネイルの溶接時に残留電解液が存在するため、爆発点やピンホールなどの欠陥があり、これらの欠陥を抑制するための重要な方法は、入熱を減らすことです。

6.パワーバッテリーモジュールとパック溶接

バッテリーモジュールは、直列および並列のリチウムイオンセルの組み合わせ、および単一のバッテリー監視および管理デバイスの追加として理解できます。バッテリーモジュールの構造設計は、多くの場合、バッテリーパックの性能と安全性を決定します。その構造は、セルをサポート、修正、保護する必要があります。同時に、過電流要件への対応方法、電流の均一性、バッテリーセルの温度制御への対応方法、重大な異常が発生した場合に電源をオフにできるかどうか、連鎖反応を回避する方法など、すべてがバッテリーモジュールの品質を判断するための基準になります。

脆性化合物は、銅とアルミニウムのレーザー溶接後に容易に形成され、使用要件を満たすことができないため、通常、銅と銅、アルミニウムとアルミニウムは、超音波溶接を除いて、一般にレーザー溶接されます。同時に、銅とアルミニウムの熱伝達が速く、レーザーへの反射率が高いため、接続部品の厚さが比較的厚いため、溶接を行うにはより高出力のレーザーを使用する必要があります。