Na področju proizvodnje baterij za električno vozilo (EV) je lasersko varjenje temeljna tehnologija, ki zagotavlja visoko natančnost, zanesljivost in učinkovitost pri povezovanju baterijskih celic in avtobusov. Lasersko varjenje lahko proizvaja celice in komponente baterije do konsistentne kakovosti in omogoča bolj zapletene in bolj zmogljive modele EV baterije. Vendar pa je za v celoti izkoristiti nesporno prednosti laserskega varjenja, nekaj ključnih dejavnikov je treba upoštevati, preden se začne proizvodnja baterije, od orodij do zagotavljanja kakovosti (QA).
Izberite Načino vpenjanja
Obstajata dva osnovna pristopa k oblikovanju orodij za stiskanje vodnikov ali zbiralnih plošč na celične terminale: spajkalna maska ali eno celično vpenjanje. Izbira teh dveh metod vpenjanja ima velik vpliv na učinkovitost proizvodnje in prilagodljivost.
Maskiranje spajkanja zagotavlja hitrost in učinkovitost s pritrditvijo vodnika na več celic hkrati, vendar je pomanjkljivost, da morajo biti dimenzijske tolerance tesnejše, da se zagotovi ustrezen stik med avtobusom in celicami na velikem območju. V nasprotju s tem lahko enocelične vpenjanja sprejmejo večje razlike v razporeditvi celic ali geometrije, kar poenostavi proizvodnjo in zmanjšuje stroške. Vendar ta prilagodljivost prihaja s hitrostjo. Lasersko varjenje lahko zagotavlja visoke hitrosti varjenja do celice, včasih presega ducat celic na sekundo, vendar počasnejše metode vpenjanja omejujejo hitrosti varjenja.
Zagotoviti natančno pozicioniranje enote
Lasersko varjenje je izjemno natančen postopek, namestitev baterijskih celic pa mora biti dosledna in natančna, da se zagotovi enakomerna zvara. Razlike v razporeditvi celic znotraj baterije lahko povzročijo neupravičene zvare ali nezadostno penetracijo zvara, kar ogroža strukturno celovitost. Tesnejše zasnove nosilca celic na splošno zmanjšajo razlike v položaju celice, vendar lahko med namestitvijo predstavljajo tveganje za prekomerno kompresijo in poškodbe celic. Optimizacija zasnove baterije in zmanjšanje vrzeli z uporabo vodnikov za poravnavo izboljša dostopnost in kakovost zvara.
Oblikovanje avtobusov ne pomeni samo zmogljivosti
Oblikovanje učinkovitega avtobusa ali trenutnega kolektorja je več kot samo optimizacija električnih zmogljivosti. Debelina določa togost in prilagodljivost, dejavniki, kot je debelina, vplivajo tako na orodje za orodje kot na optimalne laserske parametre. Debelejši vodniki, ki se običajno uporabljajo v prizmatičnih celicah, nosijo tok učinkovito, vendar jih je težko upogniti, da vzpostavite stik s sponkami akumulatorja. Poleg tega debelejši materiali povečujejo čas penetracije laserja.
Material BusBar je poseben dejavnik pri oblikovanju EV baterijskih avtobusov. Baker je že dolgo izbiro za vodila in druge EV baterijske funkcije zaradi dobre električne prevodnosti. Vendar pa aluminij pridobiva na priljubljenosti kot alternativa bakrenim vodnikom zaradi dobrih električnih lastnosti, hkrati pa zmanjšuje težo baterijskega paketa. Aluminijasti vodniki so običajno polovica teže bakrenih vodnikov.
Na srečo lahko laserji, zasnovani posebej za EV baterijsko varjenje, ohranijo visoko hitrost varjenja in odlično kakovost zvara za široko paleto modelov in materialov. Laserji za varjenje z akumulatorjem običajno zagotavljajo zelo osredotočen žarek z visoko kakovostjo žarka, kar omogoča hitro penetracijo zvara brez velikega toplotnega območja.
Načrtovanje zahtev za odstranjevanje baterij
Z milijoni, če ne več milijard, z zvarami, ki jih izdelujejo proizvajalci baterij EV vsako leto, je učinkovita avtomatizacija ključnega pomena. Obstaja veliko dejavnikov, ki poganjajo oblikovanje baterije, vendar je lokacija terminalov v valjasti celici dober primer.
Cilindrične celice so lahko zasnovane s pozitivnimi in negativnimi terminali na vrhu ali s pozitivnim terminalom na vrhu in negativnim terminalom na dnu. Izbira teh dveh modelov določa hitrost in zapletenost proizvodnje. Tradicionalna zasnova zgoraj/dno poenostavlja dizajn BusBar, vendar potrebuje dodaten korak ravnanja s celicami, da se sklop prelista za drugi zvar. Z uvedbo celice 4680 je zgornja/zgornja zasnova postala pogostejša, kar omogoča hitrejše proizvodne cikle in manj ravnanja s celicami, vendar zahteva natančno namestitev zvara znotraj tesnih toleranc, pa tudi bolj zapletene modele vodila.
Ne glede na oblikovanje baterije ali zahteve za varjenje baterije je lasersko varjenje zelo primerno za avtomatizacijo. Učinkovit laserski varilni sistem električnih vozil lahko ustreza zahtevam različnih faz proizvodnje od raziskav in razvoja do množične proizvodnje in lahko ustreza zahtevam ravnanja z plesni in baterijo.
Vključite močan postopek zagotavljanja kakovosti
Lasersko varjenje je zelo stabilen in ponovljiv postopek, ko imajo dohodne celice dosledno kakovost površine in tolerance. Če pa obstajajo nepričakovane razlike v dimenzijskih ali pozicijskih značilnostih, lahko pride do okvare zvara. Napačni zvari lahko privedejo do dragega predelave ali ostankov, v najslabšem primeru pa katastrofalne okvare končnega izdelka. Zato je treba natančno in učinkovito meriti in preizkusiti vsak zvarni z zvara.
Destruktivno testiranje daje natančne rezultate, vendar je drago in ne meri vsakega zvara. Metode, kot so fotodiodi, merijo vsak zvar, ko napreduje, vendar zagotavljajo le posredne meritve s suboptimalnimi rezultati. Proizvajalci baterij EV se vse pogosteje obračajo na merjenje zvara v realnem času. V realnem času meritve z zvarom meri kritične dejavnike, kot je globina zvara neposredno med postopkom varjenja, kar zagotavlja zelo natančne podatke, primerljive z destruktivnim testiranjem. Poleg tega lahko trendiranje podatkov o merjenju zvara zazna premik procesa, kar pomaga proizvajalcem baterij pri preprečevanju nesprejemljivih zvarov v prihodnosti.
