超聲技術(shù)在電動(dòng)汽車制造上的應(yīng)用

來源：?作者：線束世界-Jimmy?2021-05-11 07:43

本文介紹了超聲技術(shù)在電動(dòng)汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用。超聲技術(shù)的高效率、高可靠連接和環(huán)境友好的特點(diǎn)為電動(dòng)汽車發(fā)展帶來助力。

電動(dòng)汽車正在改變我們的出行方式，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車相比，大大減少了每公里二氧化碳的排放量。此外，風(fēng)能和太陽能等可再生能源發(fā)電量的不斷提高，也支持汽車向電動(dòng)化過渡，而且還有助于進(jìn)一步全面降低污染水平。

然而，對(duì)電動(dòng)汽車(EVs)需求的日益增長，給汽車工業(yè)帶來了許多領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)，包括：輕量化車身結(jié)構(gòu)，電氣和電子部件的制造，電池的生產(chǎn)制造。如果汽車制造商要保證最高質(zhì)量水平，并取得與電動(dòng)汽車相關(guān)的安全和環(huán)境認(rèn)證，就需要?jiǎng)?chuàng)新和經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)解決方案。

超聲技術(shù)工藝因?yàn)槠涓咝?、高可靠連接和環(huán)境友好等因素，被大家使用和認(rèn)可。這些特性也正符合電動(dòng)汽車生產(chǎn)要求。因此，超聲技術(shù)是一種解決許多與車輛生產(chǎn)相關(guān)問題的理想工藝。

電極粉末分離用超聲波振動(dòng)篩

電動(dòng)汽車的生產(chǎn)制造非常嚴(yán)謹(jǐn)。如果需要對(duì)電動(dòng)汽車的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要對(duì)所有方面的效率進(jìn)行嚴(yán)格審查，包括：電池、傳動(dòng)系統(tǒng)、空氣阻力、輪胎滾動(dòng)摩擦力等，要保證所有制造環(huán)節(jié)以最有效的方式進(jìn)行。

在電池生產(chǎn)的早期，會(huì)使用超聲波振動(dòng)篩對(duì)電極所需的粉末進(jìn)行均勻化。篩選過程的超聲波振動(dòng)減少了粉末材料分離過程中的摩擦力。這種可靠和節(jié)能的超聲工藝提供了一種高選擇性分離工具，以及提高了均勻粉末的一致性。

使用具有精確網(wǎng)格尺寸的超聲激勵(lì)雙層振動(dòng)篩，允許陽極的碳和陰極的鋰金屬氧化物以高度選擇性進(jìn)行分離，可靠地除去不正確尺寸的顆粒。這些粉末的質(zhì)量分布特性，對(duì)隨后的粉末與溶劑混合成糊狀，并且必須以及其均勻的方式涂覆在電極載體表面的過程，是至關(guān)重要的。

電動(dòng)汽車高壓線纜的可靠連接

電動(dòng)汽車使用的電機(jī)，要能夠在啟動(dòng)瞬間提供全功率輸出。這需要車內(nèi)高壓線纜的可靠連接。連接充電樁和高壓電池的電纜和插頭需要可靠的低接觸電阻連接，以實(shí)現(xiàn)快速充電。這通常對(duì)銅、鋁或者兩者組合進(jìn)行有效焊接，才能實(shí)現(xiàn)車輛的高壓線纜連接。

截面70、95或120mm2的電纜必須牢固地焊接在大電流連接片上。設(shè)計(jì)工程師要求焊接寬度盡可能窄，以節(jié)省安裝空間。而使用傳統(tǒng)工藝難以實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在采用超聲波焊接很容易實(shí)現(xiàn)可靠連接。

軟包電池的極耳超聲波焊接

另外，軟包電池的銅箔和鋁箔極耳焊接，也是典型的超聲波焊接應(yīng)用。

IGBT功率半導(dǎo)體超聲波焊接

另一個(gè)超聲波焊接工藝，用于生產(chǎn)IGBT功率半導(dǎo)體。IGBT是一種能夠以最小損耗快速切換電流，是用于電氣驅(qū)動(dòng)器和電池充電系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵電子部件。超聲波特別適合敏感的陶瓷基板的IGBT的焊接。

用于電氣連接的線束焊接

電動(dòng)汽車的運(yùn)動(dòng)部件較少，這大大降低了維護(hù)成本，提高了可靠性。超聲波焊接系統(tǒng)本身非常可靠，且維護(hù)成本低。因此，當(dāng)需要可靠的長壽命的電氣連接以達(dá)到汽車行業(yè)所要求的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，使用超聲波工藝進(jìn)行電線連接是首選解決方案。

超聲波線束焊接有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)：過程簡單、成本效益高；低接觸電阻；連接強(qiáng)度高等。且焊接組件非常靈活便于集成到自動(dòng)化生產(chǎn)線。即使截面只有0.13mm2的非常細(xì)的電纜和用于高速率傳輸數(shù)據(jù)的多股線纜也可以使用超聲波焊接技術(shù)。

輕量化結(jié)構(gòu)連接

輕量化意味著采用更多的高強(qiáng)度工程塑料和復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬。更薄的塑料保險(xiǎn)杠，水冷閥體采用高強(qiáng)度PA塑料，汽車?yán)走_(dá)采用PBT外殼封裝，貫穿式車尾燈等等，這些組件生產(chǎn)中無不使用超聲波焊接工藝?？梢哉f，超聲波技術(shù)為車輛輕量化做出了重大貢獻(xiàn)。焊接過程不需要粘合劑和消耗品，能量消耗少，對(duì)環(huán)境沒有任何不利影響。

高度集成到電動(dòng)汽車生產(chǎn)系統(tǒng)

今天的電動(dòng)汽車是高度數(shù)字化的，生產(chǎn)過程也高度數(shù)字化。超聲波焊接系統(tǒng)的工藝參數(shù)和焊接結(jié)果數(shù)據(jù)，都可以通訊協(xié)議上傳到生產(chǎn)管理系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程監(jiān)測(cè)和高度自動(dòng)化，給用戶帶來大量的附加值。

汽車制造商不僅努力提高其生產(chǎn)車輛的效率，而且還努力利用好這些技術(shù)以獲得更大效率。因此，電動(dòng)汽車和超聲波技術(shù)相互促進(jìn)，在未來將繼續(xù)緊密聯(lián)系在一起。