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锂电池模组CCS组件激光焊接先容

来源:【拓尔德TRD】 4001com登录入口:2023-05-18 分享 加入收藏 关注:540

动力电池是有无数个单体电芯按照一定的数量和要求组合起来,最后形成一个完整的电池包的,所以单体电池的动力电池的最小单元。那么电池包具体是如何由电芯组合而成的呢? 具体为,由数个电池单体并联组装焊接在一起组成电池模组,即为PACK模组;在由数个电池模组串联在一起沟通一个电池单元;


车载动力电源通常超过300伏,200A,现在的基本方法是单体电池并联起来形成模组,模组电池串联起来形成电池包,电池包串联起来形成电源系统。


PACK指新能源汽车的电池包,给整车运行提供“能量”,大家可以简单了解下,动力电池PACK总成由哪些系统组成,每个系统又由哪些零件组成?为了让大家更直观的了解电池PACK,以奥迪A3 Sportback-etron混合动力车的PACK为例。一般来说,电动汽车动力电池PACK由以下几个部分构成:动力电池模块系统,结构系统,热管理系统,BMS,如果把电池PACK比作一个人体,那么模块就是“心脏”,负责储存和释放能量,为汽车提供动力。PACK主要指电池包的加工组装和包装。可以是单只电池,也可以是串并联的锂电池包的PaCK,包括电池组,汇流排,软连接,保护板外包装,塑料支架等辅助材料,这几项共同组成PACK,该系统是利用机械结构,将众多单个电芯通过串并连接在一起,并考虑机械强度热管理,BMS匹配等问题,其主要的技术体现在整体结构,设计,焊接和加工工艺控制防护等级,主动热管理系统等。


而在电池pack过程中CCS是必不可少的一环。


CCS(Cells Contact System,集成母排,线束板集成件)产品由 FPC、塑胶结构件、铜铝排等组成,新能源汽车动力电池一般都多个电池模组组成,单个电池模组对应 1 个 CCS,1 个 CCS 一般配置 1-2 个 FPC,CCS 集合塑胶结构件、铜铝排等结构件。在动力电池运用领域,FPC主要用于pack环节的传统线束替换,协助电池包的信息采集。


动力电池模组FPC 焊接时,焊接材料涉及镍、铜镀镍,主要为镍铝焊接,焊接时容易出现虚焊、焊穿、爆点、焊偏等现象,具体表现为:异种金属熔点不同:低熔点材料熔化时,高熔点材料仍处于固体状态,这时已熔化的材料容易渗入过热区的晶界,造成低熔点材料流失,合金元素烧损及蒸发,使焊缝化学成分发生变化,力学性能难以控制;


异种金属线膨胀系数不同:异种金属线膨胀系数不同导致熔池结晶时产生较大焊接应力与焊接变形,由于焊缝两侧承受的应力状态不同,容易导致焊缝及热影响区产生裂纹,甚至导致焊缝金属与母材剥离;


材料的热导率和比热容不同:导致焊缝金属结晶条件变坏,晶粒粗大,并影响难熔金属的润湿性能;异种金属焊接容易产生金属间化合物,同时发生组织的变化,导致焊接接头力学性能下降,尤其是热影响区容易产生裂纹。另外,材料的线膨胀系数,热导率和比热容等热物性参数随温度的变化而变化,使得异种金属材料激光焊接过程更为复杂。


因此,高品质动力电池FPC 焊接工艺,除了解决异种金属焊接系列难题外,在提升FPC焊接自动化、智能化、高效率的同时,还必须规避虚焊、焊穿、爆点、焊偏等问题。激光设备厂家针对CCS组件激光焊接需求,推出了相应的激光焊接设备,其焊接性能和焊接质量较好,已经通过终端客户的实际运用得到好一直好评。


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