電池包作為(wei) 新能源汽車開發中十分重要的部件，其趨同的技術與(yu) 生產(chan) 水平備受人們(men) 的關(guan) 注。目前，行業(ye) 內(nei) 普遍使用的電池包箱體(ti) 有：鋁型材電池包箱體(ti) 、鑄鋁電池包箱體(ti) 和鈑金電池包箱體(ti) 等。鈑金電池包箱體(ti) 安全性、可靠性高，多數使用在公共交通工具上，如公交車。對於(yu) 小型轎車而言，多數使用的是鋁製電池包箱體(ti) 。

鋁製電池包箱體(ti) 承載結構主要分為(wei) 兩(liang) 種：底板承載式結構和框架承載式結構。大眾(zhong) 公司在研究中發現框架承載式結構更容易實現輕量化以及滿足不同結構下的強度要求，並將此結構應用於(yu) 奧迪A6EV車型上。依據承載結構的不同，其對應的生產(chan) 工藝流程、方法也存在一定的差別。

2.1 交流鎢極氬弧焊

鎢極氬弧焊（TIG焊）屬於(yu) 非熔化極惰性氣體(ti) 保護焊的一種，是在惰性氣體(ti) 的保護下，利用鎢極與(yu) 焊件間產(chan) 生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(si) （也可以不加焊絲(si) ），從(cong) 而形成優(you) 質焊縫的焊接方法。

交流TIG焊在焊接時具有電弧與(yu) 熔池的可見性好、操作簡單、焊縫外觀無焊灰及不需清潔等優(you) 點，並且具有清理氧化膜的作用，因此非常適合鋁製電池包箱體(ti) 的焊接。此外，對於(yu) 空間狹小的短焊縫焊接以及密封性要求高的焊縫也尤為(wei) 合適。例如，比亞(ya) 迪和吉利旗下多款混動車型的電池包箱體(ti) ，在生產(chan) 製造過程中均大量采用交流TIG焊，實現殼體(ti) 的連接，保證工件氣密性，其TIG焊縫約占箱體(ti) 總焊縫量的80%。某車型電池包下箱體(ti) 焊縫如圖1所示，箱體(ti) 結構緊湊，型材剛度大，可以選擇交流TIG焊。

然而，隨著箱體(ti) 結構的演變，箱體(ti) 尺寸在變大、型材結構在變薄、焊接結構在優(you) 化以及焊後尺寸精度要求在提高，因此交流TIG焊的優(you) 勢並不凸顯。相反，其缺點：焊接速度慢、焊接熱輸入大、焊後變形大、不易控製等，限製了箱體(ti) 的高效生產(chan) 。因此，熱輸入小、變形小、工作效率高的熔化極氣體(ti) 保護焊開始漸漸取代TIG焊。

2.2 冷金屬過渡焊技術

CMT技術是在短路過渡基礎上開發的新技術，大幅降低了焊接過程的熱輸入量，沒有汽化爆斷過程，對焊縫無壓力衝(chong) 擊，不易出現焊接燒穿現象，消除了飛濺產(chan) 生的因素，可精確控製輸入量，具有高重複焊接精度，焊接速度高，間隙容忍性好。比亞(ya) 迪多款車型采用CMT技術實現電池包下殼體(ti) 的連接，提高了工作效率。圖2所示為(wei) 鋁合金殼體(ti) 中CMT焊簡易結構。

多數電池包箱體(ti) 供應商在生產(chan) 製造過程中，為(wei) 了保證焊接質量（見圖3），引用機器手自動化焊接取代人工焊接，提高了生產(chan) 效率，保證了焊縫的一致性及工件精度。

2.2 攪拌摩擦焊

FSW 是由英國劍橋焊接研究所（The WeldingInstitute，TWI）於(yu) 1991 年發明的一種固相連接方法，由於(yu) 其在汽車及航空工業(ye) 中較為(wei) 重要的地位，FSW現已經成為(wei) 一項很重要的焊接技術。FSW是利用特殊形狀的攪拌頭，旋轉著插入被焊零件，沿待焊界麵向前移動，通過對材料的攪拌、摩擦，使待焊材料加熱至熱塑性狀態，在攪拌頭高速旋轉的帶動下，處於(yu) 塑性狀態的材料環繞攪拌頭由前向後轉移，同時結合攪拌頭對焊縫金屬的擠壓，在熱-機聯合作用下，材料擴散連接形成致密的金屬間固相連接。由於(yu) FSW 焊接接頭無裂紋、夾渣、氣孔等缺陷，焊接變形小、焊接強度高、焊縫密封性好等特點，被廣泛應用在電池包下殼體(ti) 的焊接中。例如，吉利、小鵬旗下多款車型的電池包箱體(ti) 均采用雙麵攪拌摩擦焊結構。

其簡易結構如圖4所示，此結構主體(ti) 部分使用FSW，隻有邊梁以及小件等少量焊縫采用熔化焊，提高了生產(chan) 效率以及箱體(ti) 的整體(ti) 安全性能。常規的單軸肩FSW後會(hui) 產(chan) 生飛邊，增加了焊縫打磨的工作量（見圖5）。為(wei) 了減少甚至解決(jue) 飛邊問題，催生了恒壓力FSW、靜止軸肩FSW等技術。

常規電池包箱體(ti) 生產(chan) 工藝流程為(wei) 邊框與(yu) 底板的獨立焊接，之後進行組裝焊接。單獨的底板模塊進行單軸肩FSW，其焊接作業(ye) 效率低，底板變形調控較難。目前，國內(nei) 外均開始研究該結構的雙機頭焊接（見圖6），通過雙麵同時焊接，降低底板變形量，同時縮短單工序作業(ye) 時間。圖7所示為(wei) 雙機頭FSW焊接打樣產(chan) 品，其整體(ti) 平麵度控製在2mm以內(nei) 。

2.3 激光焊接

隨著激光技術的成熟、設備成本的下降和生產(chan) 效率的提高，激光焊接在車身製造中被廣泛應用，主要被用於(yu) 汽車車門、前後蓋、頂蓋和側(ce) 圍外板、流水槽和側(ce) 圍外板等零部件的連接。德國大眾(zhong) 采用激光焊接實現尾燈安裝板與(yu) 側(ce) 圍外板的連接，焊後鈑金變形小、焊縫美觀、質量穩定，很好地保證了尾燈安裝板與(yu) 燈具的安裝精度，且大幅提高了工作效率。車身設計中，輕量化、降成本和性能提升是最重要的目標，然而激光焊接不僅(jin) 設備成本高，而且對於(yu) 待焊白車身鈑金件之間的裝配精度具有較高要求，因此，在電池包下殼體(ti) 側(ce) 邊框之間的連接，以及底板與(yu) 側(ce) 邊框的連接中並沒有得到特別廣泛的應用。2018年上海淩雲(yun) 科技股份有限公司為(wei) 大眾(zhong) 汽車製造的一款電池包采用激光焊接，已經順利交付生產(chan) 。

2.4 焊接工藝對比

對以上各種連接方式從(cong) 焊接效率、連接成本、對焊接結構的要求、焊縫美觀性以及一次性投入成本等方麵進行對比，結果如表1所示。實際生產(chan) 過程中對連接方式的選擇應綜合考慮多種因素。

1）結合寧德時代的CTP技術、比亞(ya) 迪的“刀片電池”技術以及江淮的“蜂窩電池”技術特點：CTP技術主張無模組化，其箱體(ti) 結構更依賴於(yu) 熔化焊；“刀片電池”技術和“蜂窩電池”技術要求箱體(ti) 為(wei) 底板承載式結構，為(wei) 了更好地控製箱體(ti) 尺寸，FSW是箱體(ti) 製造最好的選擇。

2）特斯拉中國工廠引進了4台千萬(wan) 噸級的壓鑄機，致力於(yu) 電池包箱體(ti) 壓鑄技術研究，盡可能地去除焊接對箱體(ti) 安全性能的影響。一旦底板整體(ti) 壓鑄研究成功，箱體(ti) 關(guan) 鍵連接技術轉而成為(wei) 了鑄鋁焊接的問題，因此激光焊更有發展潛力。