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——電池、電機、電控，作為新能源汽車的心臟與大腦，其性能的優劣直接決定著車輛的續航、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，無疑為新能源汽車“三電”系統的焊接難題提供了創新思路。
"三電"系統：新能源汽車的命脈
“三電”系統中，電池系統負責儲存與釋放能量，電機系統轉換電能為機械能驅動車輛，而電控系統則是協調二者工作的“智慧大腦”?！叭姟毕到y作為新能源汽車的技術核心，其性能直接關系到車輛的續航、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的整體效能。
圖1 新能源汽車“三電”系統
創新融合的力量：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，無疑為新能源汽車“三電”系統的焊接難題提供了創新思路。
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”系統焊接中的創新實踐
01
電池系統：
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點，一直以來都是國內鋰電制造和發展的主要方向，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
01
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
02
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，可實現焊接深度和寬度的精確控制，焊接過程穩定，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
03
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擴大，提高了焊接效率和成品率，保障了電池模塊的穩定性和耐久性。
圖6 電池轉接片焊接樣品
02
電機系統：
效率與穩定性的雙重提升
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。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定性有著重大意義。
圖6 扁線電機焊接樣品
03
電控系統：智能控制的基石
01
逆變器焊接
逆變器作為新能源汽車電控系統的核心組件，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勢，以及其高穩定性、高焊接速度等特點，為逆變器等電控系統的小型化、集成化提供了強有力的支持。
圖6 逆變器焊接樣品
02
IGBT焊接
IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是能源變換與傳輸的核心器件，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”系統焊接應用上展現出巨大的優勢及發展潛力。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，在持續的技術演進與創新浪潮中，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。
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