根据中国汽车工业协会(以下简称“中汽协”)的统计，今年1～6月，新能源汽车产销分别完成266.1万辆和260万辆，同比均增长1.2倍，新能源汽车的市场占比已经达到21.6%。它们的核心是高压电池存储单元和围绕它们的电池托盘。电池托盘又称电池盒、电池壳、电池托架、电池下箱体，是新能源汽车动力电池的主要承载部件，主要用于固定和安装新能源汽车动力电池的金属密闭结构，承载能力、密封性、可装配性等要求高，焊接制造难度大，质量要求高。
 

　　铝合金电池托盘是目前主流的电池托盘设计方案，但由于采用拼接方法，需要将不同的部件通过焊接等方法进行拼接，需要焊接的零件较多，工艺复杂，仍有改进空间。
 

　　专注于汽车驱动的金属加工专家BENTELER公司(以下简称“本特勒”)早就意识到，这只是问题的一个方面。本特勒汽车事业部负责人Christian Buse告诉我们，“对于整车厂，成本因素越来越重要。它正日益超越轻质结构。不锈钢的优势不仅在于材料成本低，还在于它是抗腐蚀的，并且具有高熔点，可有效保证车内人员的安全。”此外，还有极其重要的一点是不锈钢的激光密封焊接高度可靠，可重复性高。本特勒公司在连接内燃机的废气系统时，已经对通快的激光焊接和系统有了积极的经验。所以Buse和他的同事Conrad Frischkorn向他们的长期合作伙伴 —— 通快集团提出了电池托盘的想法。
 

图1_本特勒研制的不锈钢电池托盘
 

　　贯穿整个过程的专有技术
 

　　本特勒项目负责人Frischkorn解释说，“我们的目标是开发一个灵活的、可扩展的电池托盘，该电池托盘由不锈钢制成，底部集成了一个冷却板。我们开发的折叠箱概念有助于确保碰撞安全，最佳地利用电池的安装空间，并通过更少和更短的焊点来实现。”
 

　　自动化生产需要一个冲压激光系统、一个折弯单元和一个激光焊接系统。想要凑齐这些设备和专业知识，通快是本特勒理想的选择。
 

　　所以，本特勒的Buse和Frischkorn很快就找到了通快汽车行业管理部门负责人Mauritz Moeller。通快Moeller经理提到。“本特勒需要一个能提供整套方案的合作伙伴，不仅涉及工艺，还要为接下来的批量生产建立一个*自动化的加工链。”
 

　　图2_本特勒与通快组成了项目团队(从左至右：Conrad Frischkorn, Christian Buse, Mauritz Möller)
 

　　通快成熟的技术BrightLine Weld(环芯可调焊接技术)，可在批量生产的高节拍情况下，实现不锈钢的无飞溅焊接。这避免了返工，又能保护设备和扫描振镜。
 

　　然而，对于本特勒的任务来说，最重要的是该技术可以用来生产优秀的气密和氦密接缝，正如Moeller所解释的那样，“超高速焊接需要向材料输入特定的热能。这是确保焊接时熔池稳定的方法。在形成焊缝时，没有材料在加工过程中被喷走。孔隙不会形成，而这正是BrightLine Weld所擅长的。”
 

图3_通快环芯可调焊接技术可以用来生产优秀的气密和氦密接缝
 

　　这里不接受“不可能”
 

　　在这次成功的刺激下，Buse和Frischkorn立即将目光投向下一个挑战。Buse解释说，“在电动汽车方面，仍有很多可供设计的空间。在我们的日常工作中，我们利用这一点来研究市场今天不需要的解决方案，也许明天也不需要，但未来总有一天会需要。”
 

　　由于使用不锈钢制造电池外壳的想法还没有得到客户的认可，Buse和Frischkorn现在正在考虑如何将在不锈钢气密焊接中取得的积极成果也应用于目前仍很流行的铝。
 

　　“铝在我们的客户中确实有很高的接受度,” Frischkorn说，“但他们中的大多数人建议我们不要试图用激光来密封焊接这种材料。”但这两位开发者并没有因此而气馁，正如Buse所说的，”我们的座右铭是：'我们使之成为现实'，我们把不断发展现有的流程并将产品反复测试视为我们的任务，这给了我们一个先机。如果你只有在市场要求的时候才开始思考和开发新的东西，那就太晚了"。
 

 

　　为一切做好准备
 

　　通快的技术专家也有这种态度，他们专门为本特勒公司开发了一项全新的技术：MultiFocus多焦点光学系统。TruDisk激光器与BrightLine Weld环芯可调焊接技术以及专利的MultiFocus多焦点光学系统的结合实现了以前不可能实现的目标：铝的气密性焊接。BrightLine Weld首先将激光束在内芯和外环之间分割。处理光学元件也将其分成四个单独的光点，在每个光点中，环和芯被叠加。这些光点相互定位，形成一个连续开放的匙孔。这防止了气体夹杂，从而也防止了焊缝的塌陷。到目前为止，这一直是焊接铝时的症结所在。
 

　　初步测试和CT图像显示，该工艺可用于生产高强度和无孔无裂纹的焊缝。本特勒正在验证批量生产时的结果。Buse: "我们更多地从研发的角度来看待这一技术进步。在电动汽车领域几乎没有任何标准，一切都在发展中。而我们希望为一切做好准备"。
 

　　除了自己即使面对逆风也不屈服和埋头苦干的态度外，本特勒还像过去一样，以同样的心态建立发展伙伴。这有很多好处，Frischkorn说：“当专门的合作伙伴为了一个共同的发展目标把他们的专有技术组合在一起时，工作就会更有效率，发展时间就会更短，成本也会更低。”最终，每个人都会从合作中受益， Buse补充道："在电动汽车领域，还有很多事情是可以实现的。因此我们在所有的方向上保持开放的态度是很重要的，我们也很欣赏通快的这一点。"
 

　　关于本特勒
 

图4_本特勒公司
 

　　本特勒集团不断开拓进取，已成功运营140多年。本特勒汽车事业部自2002年进入中国市场以来，已建立了15家工厂，在亚太地区为客户提供先进的生产以及定制化的工程开发解决方案。本特勒——专业驱动，始于1876。