超声技术在电动汽车制造上的应用

来源：•作者：线束世界-Jimmy•2021-05-11 07:43

本文介绍了超声技术在电动汽车制造领域的应用。超声技术的高效率、高可靠连接和环境友好的特点为电动汽车发展带来助力。

电动汽车正在改变我们的出行方式，与传统内燃机驱动的汽车相比，大大减少了每公里二氧化碳的排放量。此外，风能和太阳能等可再生能源发电量的不断提高，也支持汽车向电动化过渡，而且还有助于进一步全面降低污染水平。

然而，对电动汽车(EVs)需求的日益增长，给汽车工业带来了许多领域的新挑战，包括：轻量化车身结构，电气和电子部件的制造，电池的生产制造。如果汽车制造商要保证最高质量水平，并取得与电动汽车相关的安全和环境认证，就需要创新和经济的生产解决方案。

超声技术工艺因为其高效率、高可靠连接和环境友好等因素，被大家使用和认可。这些特性也正符合电动汽车生产要求。因此，超声技术是一种解决许多与车辆生产相关问题的理想工艺。

电极粉末分离用超声波振动筛

电动汽车的生产制造非常严谨。如果需要对电动汽车的性能进行评价，需要对所有方面的效率进行严格审查，包括：电池、传动系统、空气阻力、轮胎滚动摩擦力等，要保证所有制造环节以最有效的方式进行。

在电池生产的早期，会使用超声波振动筛对电极所需的粉末进行均匀化。筛选过程的超声波振动减少了粉末材料分离过程中的摩擦力。这种可靠和节能的超声工艺提供了一种高选择性分离工具，以及提高了均匀粉末的一致性。

使用具有精确网格尺寸的超声激励双层振动筛，允许阳极的碳和阴极的锂金属氧化物以高度选择性进行分离，可靠地除去不正确尺寸的颗粒。这些粉末的质量分布特性，对随后的粉末与溶剂混合成糊状，并且必须以及其均匀的方式涂覆在电极载体表面的过程，是至关重要的。

电动汽车高压线缆的可靠连接

电动汽车使用的电机，要能够在启动瞬间提供全功率输出。这需要车内高压线缆的可靠连接。连接充电桩和高压电池的电缆和插头需要可靠的低接触电阻连接，以实现快速充电。这通常对铜、铝或者两者组合进行有效焊接，才能实现车辆的高压线缆连接。

截面70、95或120mm²的电缆必须牢固地焊接在大电流连接片上。设计工程师要求焊接宽度尽可能窄，以节省安装空间。而使用传统工艺难以实现，现在采用超声波焊接很容易实现可靠连接。

软包电池的极耳超声波焊接

另外，软包电池的铜箔和铝箔极耳焊接，也是典型的超声波焊接应用。

IGBT功率半导体超声波焊接

另一个超声波焊接工艺，用于生产IGBT功率半导体。IGBT是一种能够以最小损耗快速切换电流，是用于电气驱动器和电池充电系统的功率转换器的关键电子部件。超声波特别适合敏感的陶瓷基板的IGBT的焊接。

用于电气连接的线束焊接

电动汽车的运动部件较少，这大大降低了维护成本，提高了可靠性。超声波焊接系统本身非常可靠，且维护成本低。因此，当需要可靠的长寿命的电气连接以达到汽车行业所要求的高质量标准时，使用超声波工艺进行电线连接是首选解决方案。

超声波线束焊接有明显的经济和技术优势：过程简单、成本效益高；低接触电阻；连接强度高等。且焊接组件非常灵活便于集成到自动化生产线。即使截面只有0.13mm2的非常细的电缆和用于高速率传输数据的多股线缆也可以使用超声波焊接技术。

轻量化结构连接

轻量化意味着采用更多的高强度工程塑料和复合材料代替传统金属。更薄的塑料保险杠，水冷阀体采用高强度PA塑料，汽车雷达采用PBT外壳封装，贯穿式车尾灯等等，这些组件生产中无不使用超声波焊接工艺。可以说，超声波技术为车辆轻量化做出了重大贡献。焊接过程不需要粘合剂和消耗品，能量消耗少，对环境没有任何不利影响。

高度集成到电动汽车生产系统

今天的电动汽车是高度数字化的，生产过程也高度数字化。超声波焊接系统的工艺参数和焊接结果数据，都可以通讯协议上传到生产管理系统上，实现生产过程监测和高度自动化，给用户带来大量的附加值。

汽车制造商不仅努力提高其生产车辆的效率，而且还努力利用好这些技术以获得更大效率。因此，电动汽车和超声波技术相互促进，在未来将继续紧密联系在一起。