電池托盤(pán)鋁型材在汽車(chē)行業(yè)的應用的技術(shù)

高端鋁型材在新能源汽車(chē)領(lǐng)域有著(zhù)廣泛應用。電動(dòng)汽車(chē)約40%的成本是由電池構成的，因此，用適當的涂層保護電池，以保持其壽命和車(chē)輛性能變得至關(guān)重要。在動(dòng)力電池中，托盤(pán)占去了電池系統重量的20~30%，實(shí)為主要結構件。因此在保證電池功能安全前提下，托盤(pán)的輕量化就成為電池結構件主要改進(jìn)目標之一。在pack箱體上使用鋁型材，可以滿(mǎn)足大功率動(dòng)力鋰電池外殼的需求。鋰離子電池PACK又稱(chēng)電池模組，是一種鋰離子電池的制作工藝，是指將多個(gè)鋰離子單體電芯組通過(guò)并串聯(lián)的方式連接而成，按照客戶(hù)要求組成某一特定形狀，其主要原理是將電池芯片、電池管理系統、電池管理芯片等組件整合在一起，形成一個(gè)完整的電池組，以實(shí)現能量的儲存和輸出。在電池熱管理系統的散熱器上，我們采用特定鋁合金生產(chǎn)扁管，通過(guò)特殊工藝保證鋸口滿(mǎn)足客戶(hù)要求，并使用全自動(dòng)超聲波清洗機去除油污和鋁屑，以滿(mǎn)足高潔凈度要求。

新能源汽車(chē)電池托盤(pán)有哪些？

主要有三種，電池托盤(pán)鋁型材以及電池托盤(pán)壓鑄件、鋼箱體。

剛箱體價(jià)格便宜，工藝好，抗石擊，但重量很大，剛性差，腐蝕性差。

鑄鋁電池托盤(pán)是采用整體一次成型,其具有靈活的設計樣式,托盤(pán)成型后不需要進(jìn)行進(jìn)一步的焊接工序,因此其綜合力學(xué)性能較高;由于采用了鋁合金材料,其重量也因此進(jìn)一步降低,這種結構電池托盤(pán)常用于小能量電池包中。但由于鋁合金在鑄造過(guò)程中易發(fā)生欠鑄、裂紋、冷隔、凹陷、氣孔等缺陷。

相對來(lái)說(shuō)，擠壓鋁合金電池托盤(pán)是目前主流的電池托盤(pán)設計方案，其通過(guò)型材的拼接及加工來(lái)滿(mǎn)足不同的需求，具有設計靈活、加工方便、易于修改等優(yōu)點(diǎn)；性能上擠壓鋁合金電池托盤(pán)具有高剛性、抗震動(dòng)、擠壓及沖擊等性能。

目前主流純電動(dòng)電池箱體80%以上屬于上面兩種結構或兩種結構的變種。因 此對以上兩種結構進(jìn)行研究，對鋁托盤(pán)輕量化發(fā)展方向具有一定的意義。

具備生產(chǎn)新能源汽車(chē)電池托盤(pán)所需的設備和生產(chǎn)能力，其中包括：擠壓型材，彎曲成型，攪拌摩擦焊 (FSW 焊接),機器人弧焊 (CMT焊接 ) , 龍 門(mén)銑加工中心等，可生產(chǎn)各類(lèi)PHEV 和EV 電池托盤(pán)。

汽車(chē)電池托盤(pán)具有重量輕，強度高，結構穩固，尺寸精度高，外形美觀(guān)等特 點(diǎn)，可滿(mǎn)足IP67 防護等級，已成為多家知名新能源汽車(chē)制造廠(chǎng)家和動(dòng)力電 池廠(chǎng)商的一級供應商。

在擠壓鋁電池托盤(pán)中拼焊框架結構比較常見(jiàn)。也是比較靈活的一種結構,通過(guò)不同鋁型材的拼焊、加工,可以滿(mǎn)足各種能量大小的需求。

新能源汽車(chē)電池技術(shù)研發(fā)是一項復雜的工作，想充足動(dòng)力和續航能力，一般有兩個(gè)方向，一是多裝電池，二是提升能量密度。但是電池越多重量越大，成本越高，并不符合車(chē)企訴求。車(chē)企普遍追求的是電池能量密度的提升。目前，新能源汽車(chē)搭載的電芯能量密度在300wh/kg以下。想提高續航能力，需要提高電池的能量密度。以電芯為例，能量密度升高，鋰離子勢必增多，而鋰離子穩定性差，容易燃燒。因此，如何實(shí)現能量密度與安全性高度平衡，也是車(chē)用動(dòng)力電池研發(fā)的艱難課題。

電池托盤(pán)作為整個(gè)電池模塊的支撐，經(jīng)歷了從材料到工藝的創(chuàng )新發(fā)展，具有多種功能性系統融合的，可靠性更高、功能更豐富的電池托盤(pán)將是未來(lái)的發(fā)展方向。同時(shí)電池托盤(pán)的設計也將趨向于功能豐富、強度可靠的方向設計：水冷系統與電池托盤(pán)融合設計是目前正在開(kāi)發(fā)的一種方案，替代了外置冷卻系統的設計，較大的提高了電池的散熱效率。

將散熱系統與底板連接形成一整體底板，再將其用攪拌摩擦焊方法與框架連接。在極寒條件下，電池同樣需要進(jìn)行保溫加熱，隔熱保溫系統、冷卻系統、防護系統在電池托盤(pán)上的綜合設計將會(huì )是未來(lái)電池托盤(pán)的發(fā)展方向。而且針對承載結構的多元化連接以及采用無(wú)強度減弱方式的鉚接、螺接技術(shù)與密封膠結合的設計也將是電池托盤(pán)在結構上的創(chuàng )新。

從技術(shù)層面來(lái)看，CTP（無(wú)模組技術(shù)）為未來(lái)大勢，相比傳統技術(shù)，CTP取消模組設計，使電池托盤(pán)作為車(chē)輛結構件集成到車(chē)身中，可有效降低電池制造成本，2023年CTP普及率在10%-15%左右，并呈逐步上升趨勢，目前行業(yè)中頭部電池企業(yè)如寧德時(shí)代、比亞迪、蜂巢能源等均采用該技術(shù)。