LASER 2023技术论坛：供应链瞄准电动汽车挑战

激光材料加工在汽车制造中的应用是LASER World of Photonics 50年历史中被反复讨论最多的主题之一，今天依然如此，而且不可避免地与电动汽车（EV）部件制造联系。在供应链上下游参与者的一系列谈话中，焦点落在了焊接上以及在生产电动汽车电池、燃料电池和电动机所需的几十个单独加工步骤中，如何实现焊接过程自动化的举措。

通快的双光学系统

首先是通快公司展示了其最新开发的双光学系统，据说可将自动化焊接周期时间缩短30%。这家德国激光器和机床供应商强调了在生产铜发卡（电动机中的关键部件）以及大型电动车元件方面的潜力。

铜发卡是电动车电机的关键部件，精细的结构需要高质量激光焊接工艺

其“双PFO”的工作范围是普通系统的两倍，因此特别适用于加工大型部件。通快汽车行业经理Matthias Beranek表示：用户可以用双PFO焊接这些部件，而无需移动工件或聚焦光学元件本身。该系统用途广泛，同样适用于其他大型部件的加工，如电池。

焊接电动机的发卡必须始终保持高质量，由于这些部件形状狭长，所以被认为是一个非常苛刻的加工过程。了达到高质量，在焊接过程开始前，PFO总是先测量部件位置。与普通的PFO不同，双PFO的测量和焊接是并行的。Beranek说，这意味着用户可以节省时间和金钱。同时该方法还可以通过图像处理与基于人工智能的监测兼容，这是今年展会的另一个热点主题。

深铜焊接

在展会现场的一个题为“没有激光就没有电动汽车”的技术论坛上，激光制造商相干公司报告了其在深铜焊接方面的最新进展，这部分归功于“HIGHMOTION 2D ”系列激光加工头的低倍率附加功能。

针对电动汽车的电池汇流条和电机发卡部件的焊接，并与8千瓦激光器兼容，新系列可以在100毫米×140毫米的大工作区域内实现超过3毫米的深铜焊接，几乎没有飞溅。在其他主要的激光器供应商中，光纤专家IPG Photonics公司推出了新的可调模式光束（AMB）源，据说可以为电动车应用提供更高精度和更高质量的加工。

IPG表示，AMB激光器由于其性能、生产力和减少缺陷，正在全球范围内得到越来越多的应用。许多重要的电动车制造工艺都依赖于AMB激光器，它已成为所有类型电池与母线的高速焊接、电池盖与电池罐的连接以及薄型异种金属焊接的首选技术。

双极板是燃料电池堆的关键元素，需要精确的激光焊接以获得有效性能

供应链迎接焊接挑战

但激光公司只是生态系统的一部分：电动汽车论坛的演讲者代表了电动汽车供应链的几个层次，他们概述了他们一直在努力克服的那种挑战。

其中包括来自机床供应商Weil Technology的Thomas Blum，他讨论了焊接燃料电池组的困难，这些燃料电池组可能有多达4000个单独部件。Blum说：每一个单元都必须是完美的，确保两个半壳之间的气体密封连接是一个重大挑战，对焊接过程的控制要求非常高。

Manz公司的Dennis Frisorger也作了发言，该公司是用于批量生产锂离子电池单元和模块的生产设备的领先供应商。Frisorger强调了在电动车生产中需要的不少于23种不同的激光焊接应用，从连接单个电池单元到完整的电池模块、逆变器、电力电子设备和电动动力系统。

Manz现在已经实现了四种不同的激光方法来连接锂离子电池，平均功率为16千瓦，纳秒脉冲、光纤激光和绿色光源都是针对具体的焊接步骤要求而设计的。