在全球能源轉型的大潮中，新能源汽車以其清潔、高效的特點，正引領著一場交通出行的革命。在這場綠色征途中，“三電”系統(tǒng)——電池、電機、電控，作為新能源汽車的心臟與大腦，其性能的優(yōu)劣直接決定著車輛的續(xù)航、效率與安全性。

藍光+紅外雙光束復合一體激光器，是激光技術的一次創(chuàng)新性整合。它巧妙結合了藍光激光的吸收率高、熱影響小與紅外激光的穿透力強、焊接速度快的優(yōu)點，為高反材料、異種材料等難焊材料的高效精密焊接提供了全新的解決方案。這項技術的出現(xiàn)，無疑為新能源汽車“三電”系統(tǒng)的焊接難題提供了創(chuàng)新思路。

"三電"系統(tǒng)：新能源汽車的命脈

“三電”系統(tǒng)中，電池系統(tǒng)負責儲存與釋放能量，電機系統(tǒng)轉換電能為機械能驅動車輛，而電控系統(tǒng)則是協(xié)調二者工作的“智慧大腦”?！叭姟毕到y(tǒng)作為新能源汽車的技術核心，其性能直接關系到車輛的續(xù)航、動力和安全。在這些關鍵部件的制造中，焊接工藝的先進性直接影響著系統(tǒng)的整體效能。

圖1 新能源汽車“三電”系統(tǒng)

創(chuàng)新融合的力量：藍光+紅外雙光束復合一體激光器

藍光+紅外雙光束復合一體激光器，是激光技術的一次革命性整合。它巧妙結合了藍光激光的高精度、低熱影響與紅外激光的穿透力強、焊接速度快的優(yōu)點，為復雜材料的高效精密焊接提供了全新的解決方案。這項技術的出現(xiàn)，無疑為新能源汽車“三電”系統(tǒng)的焊接難題提供了創(chuàng)新思路。

圖2 藍光+紅外雙光束復合一體激光器(BIRF-800-3000)實物圖

此款藍光+紅外雙光束復合一體激光器(BIRF-800-3000)通過一體化設計，雙端光纖輸出800W(800μm芯徑)455nm藍光和3000W(20μm芯徑)1080nm紅外激光，具有控制一體化、占地面積小、移動靈活、方便集成等特點，可應用于多種有色金屬、不銹鋼以及異種材料的加工，能實現(xiàn)銅、鋁等高反材料的無飛濺或少飛濺焊接，焊接部位成形美觀、缺陷少、重復性好，尤其適用于新能源電池、電動汽車三電系統(tǒng)零部件、電力銅排等產品的焊接加工。

藍光+紅外雙光束復合一體激光器在新能源汽車“三電”系統(tǒng)焊接中的創(chuàng)新實踐

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電池系統(tǒng)：

安全與能量密度的雙重保障

方形鋁殼鋰電池具有結構簡單，抗沖擊性能好，能量密度高，單體容量大等諸多優(yōu)點，一直以來都是國內鋰電制造和發(fā)展的主要方向，市場占比在40%以上。

方形鋁殼鋰電池在制造組裝過程中，需要大量應用到激光焊接工藝，例如：極柱焊接、轉接片焊接、極耳焊接、頂蓋封口焊接、密封釘焊接等等。

圖3 電池部分焊接樣品

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電池極耳焊接

電池極耳焊接是電池制造中的關鍵的步驟，直接關系到電池的電氣性能和內阻。

藍光 +紅外雙光束復合一體激光器在極耳焊接中，利用藍光光束在銅、鋁等高反材料上優(yōu)異吸收特性進行表面預熱處理，提高了紅外激光的吸收率和匙孔穩(wěn)定性，大大降低了焊接難度，改善了焊縫成形和焊接熱影響，有效避免了傳統(tǒng)焊接中常見的熱變形、焊接缺陷等問題，顯著提升了焊接質量。

圖4 電池極耳焊接（銅）樣品

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電池殼體頂蓋封口焊接

電池殼體密封性是保障電池性能和安全運行的關鍵。

雙光束復合激光器能夠利用雙光束的特性，可實現(xiàn)焊接深度和寬度的精確控制，焊接過程穩(wěn)定，避免各種炸孔、虛焊、焊穿問題，確保了密封焊縫的高強度和氣密性，有效增強了電池在各種環(huán)境條件下的安全性和可靠性。

圖5 電池包殼體密封焊接樣品

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電池轉接片焊接

電池轉接片是連接電芯與外部電路的關鍵部件，其焊接質量直接影響電池模塊的電能傳輸效率和整體安全。

藍光+紅外雙光束復合焊接，有效防止了焊接過程中的飛濺和熱影響區(qū)擴大，提高了焊接效率和成品率，保障了電池模塊的穩(wěn)定性和耐久性。

圖6 電池轉接片焊接樣品

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電機系統(tǒng)：

效率與穩(wěn)定性的雙重提升

01

扁線電機焊接

扁線電機是一種使用扁平形狀銅線而不是傳統(tǒng)的圓形線材的新型高效電機。在各個領域的應用越來越廣泛，特別是新能源汽車行業(yè)。銅扁線（hairpin）焊接是扁線電機制造中的關鍵工藝，其性能和效率的影響至關重要。典型的Hairpin焊接要求包括焊縫的高導電率、高強度、低飛濺、無氣孔以及良好的外觀和低熱輸入。

藍光+紅外雙光束復合焊接技術通過精確調控，可以實現(xiàn)銅扁線的超低飛濺焊接，成形美觀，焊接熱影響小，氣孔率低，導電性能和強度高。對于提升電機的整體效率、減少能耗以及增強電機的長期運行穩(wěn)定性有著重大意義。

圖6 扁線電機焊接樣品

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電控系統(tǒng)：智能控制的基石

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逆變器焊接

逆變器作為新能源汽車電控系統(tǒng)的核心組件，負責將電池的直流電轉換為驅動電機所需的交流電。碳化硅（SiC）逆變器是指在其結構中利用碳化硅半導體技術的逆變器，其制造過程中涉及SiC MOSFET、輸入/輸出銅排等的激光焊接。

傳統(tǒng)激光焊接具有熱影響大、飛濺大等問題，半導體器件有熱沖擊損傷和短路風險。而雙光束激光器憑借其在銅材加工方面超低飛濺的獨特優(yōu)勢，以及其高穩(wěn)定性、高焊接速度等特點，為逆變器等電控系統(tǒng)的小型化、集成化提供了強有力的支持。

圖6 逆變器焊接樣品

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IGBT焊接

IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。IGBT 模塊的功率導電端子需要承載數(shù)百安培的大電流，對電導率和熱導率有較高的要求，而汽車中的 IGBT 還要承受一定的振動和沖擊力，故 IGBT 導電端子的焊接技術工藝要求十分高。因此，傳統(tǒng)的錫焊工藝、超聲波焊接越來越難滿足 IGBT 導電端子對高電流、低電阻、高強度的要求。

采用藍光-紅外雙光束復合焊接技術，可以很輕松的獲得大熔合面積、低缺陷率、低飛濺的焊接接頭，為IGBT產品的可靠焊接提供了更高質量、更為可靠的解決方案。

圖6 IGBT焊接樣品

綜上所述，目前藍光+紅外雙光束復合一體激光器在“三電”系統(tǒng)焊接應用上展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢及發(fā)展?jié)摿?。盡管目前藍光激光尚在起步階段，激光器及相關配件成本比紅外激光要高，但隨著技術的日益精進和成本的逐漸優(yōu)化，這一雙光束復合焊接技術的普及與應用勢必拓展至更廣闊的領域。

我們堅信，在持續(xù)的技術演進與創(chuàng)新浪潮中，藍光+紅外雙光束復合一體激光技術將成為推動新能源汽車產業(yè)閃耀未來的強勁引擎，為新能源汽車的制造帶來更為深遠的影響。