文/林曉聰，中山漢通激光設(shè)備有限公司

新能源汽車動力電池組焊接工藝的滲透

文/林曉聰，中山漢通激光設(shè)備有限公司

在新能源汽車運行中，動力電池組是一個重要動力設(shè)備。因此，本文主要就動力電池組焊接特性分析、點焊參數(shù)試驗兩個方面內(nèi)容進行論述，為提高動力電池組應(yīng)用水平提供重要數(shù)據(jù)信息參考。

新能源汽車；動力電池組；焊接特性；點焊參數(shù)試驗

為有效降低對資源和能源消耗，貫徹國家提出的建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會目標(biāo)，大力發(fā)展新能源汽車是一個重要內(nèi)容。而動力電池組是新能源汽車運行中一個應(yīng)用的重要部件設(shè)備，對保障汽車安全、穩(wěn)定發(fā)揮出重要功效。因此，需要專業(yè)化人員對焊接工藝方式進行合理化應(yīng)用，即對焊接電流、焊接時間、主要工藝參數(shù)優(yōu)化，提升新能源汽車動力電池組應(yīng)用質(zhì)量。

1 動力電池組焊接特性分析

1.1 焊接方式確定

焊接方式對動力電池組焊接特性有著重要影響。某型號新能源汽車應(yīng)用動力電池組由若干18650單體鋰離子電池經(jīng)過鍍鎳連接片應(yīng)用串聯(lián)、并聯(lián)方式來構(gòu)成，為汽車提供動力支持。其中，電池連接片厚度保持為0.2毫米，鋰離子電池外殼厚度保持0.25毫米。其焊接主要方式為：第一，激光焊接方式主要對激光束、聚焦裝置等進行有效應(yīng)用，具有焊接質(zhì)量高、效率高等方面特點，可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。但是其成本較高。因此，不用選用這種方式。

第二，釬焊主要是對熔點較低金屬材料進行合理化應(yīng)用，最終使得主要部件之間完成焊接目的。但是，這種焊接方式具有加熱緩慢，對電池中內(nèi)部薄膜結(jié)構(gòu)進行破壞特點，操作較為復(fù)雜、不容易進行自動化生產(chǎn)。因此，也不能采用這種方式。第三，精密電阻電焊主要是應(yīng)用焊接電流對主要焊接部件進行處置，使得最終產(chǎn)生出電阻熱熔化焊件金屬，在電極壓力作用下形成熔核焊點。這種焊接方式在焊接過程中，不需要對焊絲、焊錫等輔助性材料進行應(yīng)用，具有操作簡單、成本低、安全環(huán)保等特點，可以在動力電池組焊接中進行自動化應(yīng)用，提升焊接質(zhì)量和效率。

1.2 鍍鎳鋼帶點焊工藝性分析

為有效保障焊接質(zhì)量和水平，降低其危險程度，需要對鍍鎳鋼帶點焊工藝性進行分析。具體來講，對鍍鎳鋼帶鍍層進行分析，對動力電池組焊接特性進行分析，最終對鍍鎳鋼帶材料進行良好應(yīng)用，選擇AVIO企業(yè)生產(chǎn)的高頻逆變+靜電儲能式焊接電源，提升焊接水平。

2 新能源汽車動力電池組點焊參數(shù)試驗

為提升新能源汽車動力電池組點焊操作水平，滿足焊接需求，需要進行有效性點焊參數(shù)試驗活動，保障對焊接時間、電極壓力參數(shù)、焊接電流等進行高質(zhì)量精密控制。

2.1 正交試驗簡介

專業(yè)化試驗人員對正交試驗方式進行合理應(yīng)用，在實施過程中有效獲取整個試驗區(qū)中試驗信息數(shù)據(jù)，可以在最大程度上減少試驗次數(shù)，優(yōu)化主要試驗參數(shù)。其具體試驗流程為：明確試驗?zāi)康呐c要求--試驗指標(biāo)--選擇因素明確試驗水平--選擇合適正交表--表頭優(yōu)化設(shè)計--列出試驗方案-對試驗結(jié)果分析。其主要分析方法有：第一，直觀分析法，即極差法。專業(yè)化人員對計算機技術(shù)等進行合理化應(yīng)用，對主要試驗數(shù)據(jù)信息進行直觀、簡單計算。但是，這種方式在應(yīng)用過程中，受到一定程度限制。第二，方差分析法。這種方式主要是進行Fisher偏差平方和加和性進行應(yīng)用，有效借助F檢驗法對試驗優(yōu)化結(jié)果置信度進行評估分析，對影響試驗結(jié)果主次因素進行排序，簡化計算方式。其主要流程為：開展試驗對結(jié)果記錄--試驗結(jié)果極差分析（方差分析）--K值、極差計算（各列偏差平方和、自由度）計算--優(yōu)水平優(yōu)組合（列方差分析表、進行F檢驗）--結(jié)論。

2.2 正交試驗設(shè)計

試驗需要進行優(yōu)化設(shè)計，提升試驗質(zhì)量和水平。具體來講，第一，動力電池組焊接進行試驗主要目的是尋求最佳焊接工藝參數(shù)組合，獲得最優(yōu)良焊接接頭，全面性提升焊接加工合格率。第二，對各個方面因素進行有效考慮，選取最佳焊接流程。例如：在焊接試驗中需要保障焊接部件具有良好形狀、焊接材料表面具有良好清潔度、焊接電流、焊接時間、主要電極端面尺寸等被專業(yè)化試驗人員進行合理化控制。在試驗過程中選取日本AVIO企業(yè)生產(chǎn)的高頻逆變+靜電儲能式焊接電源（NRW-PS300+NT-PS300)，電極需要選取直徑為3.2毫米的Cu-AL2O3凸面電極。第三，選擇合適正交表。試驗人員需要依據(jù)已經(jīng)制定好因素水平表中因素，對各個因數(shù)之間交互作用數(shù)量進行有效考察。

例如：在選取中需要滿足以下方面條件。對試驗中各個方面因素在向正交表安排中，需要保障其處理數(shù)較少，保障試驗正交表中括號內(nèi)底數(shù)具有相等大小，在選取正交表中總自由度、試驗各個因素交互作用之和相等，并且可以應(yīng)用重復(fù)性正交試驗對試驗所存在誤差進行合理化評估。第四，表頭設(shè)計。在正交表中每一列只能安排1個試驗因素，并且對試驗過程中各個因素之間交互作用進行忽略。第五，試驗方案編制。在試驗過程中，為盡快完成試驗、節(jié)省時間、需要保持試驗中主要條件具有穩(wěn)定一致特點，并且對主要試驗因素進行嚴(yán)格控制。專業(yè)化人員需要進行規(guī)范性操作，隨機對試驗運行次序優(yōu)化安排，努力排除外界干擾，降低人為因素對試驗結(jié)果影響，即采用直接自動焊接接頭方式來進行試驗，對各個焊接參數(shù)組合數(shù)據(jù)因素進行分析、對抗拉強度平均值求解。

3 結(jié)論

動力電池組在焊接過程中需要確定焊接方式、對鍍鎳鋼帶點焊工藝性進行分析。通過正交試驗，可以最終得出焊接最優(yōu)工藝參數(shù)，提升焊接質(zhì)量和水平。同時，專業(yè)化人員對點焊焊接接頭在顯微組織下進行有效觀察，開展硬度測試，對焊接時間、焊接電流進行科學(xué)化選擇，提升了整個新能源汽車動力電池組焊接工藝水平，保障新能源汽車安全、穩(wěn)定應(yīng)用。

[1]馬聰.新能源汽車動力電池組焊接工藝研究[D].長春理工大學(xué),2014.

[2]喬勇,楊建東,田春林,張鵬,彭輝.新能源汽車動力電池組電阻點焊機研究[J].機械工程師,2017,01：21-23.

林曉聰(1979.9-)，男，現(xiàn)供職于中山漢通激光設(shè)備有限公司，法人總經(jīng)理，研究方向：工業(yè)激光焊接。