在新能源汽車的核心構(gòu)成——“三電系統(tǒng)”（電池系統(tǒng)、電驅(qū)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)）中，每一部分都扮演著至關(guān)重要的角色，共同決定了車輛的整體性能。

動力電池作為“能量心臟”，負(fù)責(zé)儲存和釋放電能，其性能直接影響車輛的續(xù)航里程、充電速度和安全性。驅(qū)動電機(jī)則將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動車輛行駛，其功率和扭矩等參數(shù)決定了車輛的爬坡能力、加速性能和最高速度。電控系統(tǒng)作為車輛的“大腦”，負(fù)責(zé)精確管理電池的充放電過程，并控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，確保能量的合理分配和高效利用。

寶辰鑫激光作為行業(yè)激光解決方案專家，在新能源汽車三電系統(tǒng)的激光加工制造中，具備豐富的應(yīng)用和量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在扁線電機(jī)焊接、扁銅線清洗及電控系統(tǒng)IGBT銅排焊接應(yīng)用中，實(shí)操過多個(gè)大型成功項(xiàng)目，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展助力。

01 電驅(qū)：扁線電機(jī)一站式激光焊接方案

當(dāng)前，扁線電機(jī)由于其功率密度高、調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大、高效區(qū)間廣等優(yōu)勢，逐步替代傳統(tǒng)的圓線電機(jī)成為汽車驅(qū)動電機(jī)的主流趨勢。

然而，不同于傳統(tǒng)圓線電機(jī)較為簡單和成熟的生產(chǎn)工藝，扁線電機(jī)由于繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能要求嚴(yán)苛等原因，在焊接過程中面臨著以下痛點(diǎn)：

焊接精度要求高：扁線電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接時(shí)需要高精度的定位和對準(zhǔn)，否則容易導(dǎo)致焊接不良，影響電機(jī)性能。

焊接熱影響區(qū)控制難：焊接過程中產(chǎn)生的熱量可能導(dǎo)致扁線絕緣層損壞或材料變形，影響電機(jī)的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度。

焊接一致性難以保證：扁線電機(jī)的焊接點(diǎn)多，焊接工藝復(fù)雜，難以保證每個(gè)焊點(diǎn)的一致性，可能導(dǎo)致電機(jī)性能不穩(wěn)定。

自動化難度大：扁線電機(jī)的焊接工藝對自動化設(shè)備要求高，特別是行業(yè)普遍面臨在焊接的前道工序中造成的來料一致性不高而導(dǎo)致的激光焊接的一次性通過率低的問題，需要高精度的視覺系統(tǒng)及激光焊接工藝參數(shù)的高兼容性和工藝窗口的開放性，進(jìn)而增加了設(shè)備成本和調(diào)試難度。

生產(chǎn)效率低：由于焊接工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，影響整體生產(chǎn)效率。

以X-pin結(jié)構(gòu)的扁線電機(jī)焊接來說，其焊接就存在著要求過流面積足夠大、容易漏光、漏光當(dāng)站不易發(fā)現(xiàn)、視覺識別困難等難點(diǎn)，需要更精密的激光焊接工藝來突破。

面對以上難題，寶辰鑫結(jié)合在激光器領(lǐng)域的豐富研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和在扁線電機(jī)領(lǐng)域豐富的現(xiàn)場工藝應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，推出一站式的扁線電機(jī)激光焊接解決方案。

方案集成高性能雙光束環(huán)形光斑激光器、定制高功率振鏡焊接系統(tǒng)、定向開發(fā)的2D/3D視覺系統(tǒng)等，可實(shí)現(xiàn)扁線電機(jī)的高精度、高質(zhì)量、高效率焊接。同時(shí)，方案兼容性強(qiáng)，可靈活適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)和規(guī)格的扁線電機(jī)，一套方案即焊X-pin，又焊Hair-pin。

△寶辰鑫一站式扁線電機(jī)激光焊接解決方案

方案配置高性能DBW同波長環(huán)形光斑激光器，光束質(zhì)量高且輸出精準(zhǔn)穩(wěn)定，熱影響區(qū)�。恢行�、環(huán)芯功率可獨(dú)立調(diào)節(jié)的特性，對于材質(zhì)為銅的扁線電機(jī)而言，通過外環(huán)加熱、內(nèi)環(huán)焊接，可以很好地防止飛濺、炸點(diǎn)，得到更好的焊接效果。

同時(shí)，方案配置定制高功率振鏡焊接系統(tǒng)、定向開發(fā)的2D/3D視覺系統(tǒng)、過程監(jiān)測系統(tǒng)等，在極大提升焊接效率的同時(shí)，也讓焊接質(zhì)量更可控。

其中，高功率振鏡焊接系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高速掃描焊接，大大提高焊接效率；2D/3D視覺系統(tǒng)，可以識別焊接位置，并進(jìn)行合規(guī)性檢查，通過監(jiān)測pin線裝夾后的間隙、左右錯(cuò)位、夾角和面積等來料狀態(tài)，自動識別pin線來料狀態(tài)，進(jìn)而引導(dǎo)焊接；過程監(jiān)測系統(tǒng)可以通過監(jiān)測背反光信號、紅外信號和等離子體信號，監(jiān)測到漏光的發(fā)生，從而避免“漏光當(dāng)站不易發(fā)現(xiàn)”的問題。

方案經(jīng)過多次工藝優(yōu)化和迭代，焊接過程高效、穩(wěn)定、兼容性強(qiáng)、一次性通過率高、一致性好，焊后整體外觀光亮、圓滑、焊點(diǎn)飽滿、熱影響區(qū)小、無炸點(diǎn)、無虛焊，并具有較好的R角形貌；適用于Hair-pin、X-pin、Mini-pin扁線電機(jī)定子pin線及Busbar的焊接，可焊接60-280mm范圍內(nèi)的電機(jī)定子。

△焊接效果

除了一站式的方案配置，寶辰鑫還可為客戶提供一體化的系統(tǒng)集成，通過一體式機(jī)架承載整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部件，由運(yùn)動控制系統(tǒng)帶動焊接頭自動完成CCD影像定位、高度測量掃描、激光焊接等功能；同時(shí)，還可與生產(chǎn)系統(tǒng)對接，通過MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和跟蹤。

“即開即用”的激光焊接應(yīng)用，不僅極大提升焊接質(zhì)量和焊接效率，縮短項(xiàng)目周期，而且減少客戶繁瑣的激光調(diào)試、節(jié)省產(chǎn)線空間。

02 電機(jī)：扁銅線激光除漆方案

在新能源汽車汽車電機(jī)制造中，去除扁銅線表面的絕緣漆層是進(jìn)行后續(xù)焊接工序的關(guān)鍵步驟。通過激光去漆，不僅可以精確高效地去除漆層，同時(shí)還能避免對銅線本身造成損傷，從而確保焊接部位的導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度。

但在實(shí)際應(yīng)用中，扁銅線多面除漆的復(fù)雜性，需要激光設(shè)備進(jìn)行精確對準(zhǔn)和多角度掃描，工藝十分復(fù)雜；需要精確控制激光功率、掃描速度等參數(shù)，否則可能會導(dǎo)致漆層去除不徹底或銅線基材損傷；此外，對射干擾、受熱影響區(qū)造成黑邊碳化等問題，這些都是進(jìn)行激光除漆時(shí)需要解決的難題。

寶辰鑫針對扁銅線除漆難點(diǎn)，開發(fā)了一站式的智能化激光除漆方案，涵蓋激光器、定制外光路系統(tǒng)和激光除漆控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高效除漆，確保后續(xù)焊接或其他工藝的順利進(jìn)行。

△寶辰鑫扁銅線激光除漆方案

寶辰鑫扁銅線激光除漆方案，采用4個(gè)激光器+4個(gè)掃描頭方式，每個(gè)掃描頭清洗一個(gè)表面；整個(gè)除漆過程分為兩個(gè)步驟，第一步整體去面漆，第二步去底漆提高清潔度。

△扁銅線激光除漆原理

采用該方案，可快速去除絕緣漆層，400V扁銅線在1s內(nèi)可完成，800V扁銅線在2s內(nèi)可完成表漆去除。清洗后，銅線外觀漆皮無殘留，銅線表面無煙塵殘留物，不損失基材，裸銅表面無氧化顏色，無可見燒損痕跡，熱影響區(qū)黑邊殘留0.2mm以內(nèi)，RFU＜5。

△清洗效果圖

03 電控：IGBT激光焊接方案

在新能源汽車領(lǐng)域中，IGBT發(fā)揮著核心作用，它是電控系統(tǒng)的核心組件之一，作為電控系統(tǒng)的“開關(guān)”，直接影響系統(tǒng)性能和可靠性。

IGBT的焊接同樣面臨著諸多難點(diǎn)，比如說IGBT對溫度敏感，在焊接時(shí)需要精準(zhǔn)的溫度控制，不然過高會造成損壞，過低則導(dǎo)致虛焊；焊接精度的要求也極高，包括焊接點(diǎn)的精確位置控制和焊接熔深的一致性；還有焊接材料與工藝的復(fù)雜性等。

針對IGBT焊接應(yīng)用難點(diǎn)，寶辰鑫推出了一站式的IGBT激光焊接解決方案，提供定制激光器、振鏡焊接頭、控制系統(tǒng)等，客戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，進(jìn)行方案的靈活配置。

△寶辰鑫IGBT激光焊接解決方案架構(gòu)

在激光器的選擇上，根據(jù)銅排的厚薄，可選擇單模激光器、環(huán)形光斑激光器或超高功率激光器；一站式配備定制振鏡焊接頭，可實(shí)現(xiàn)高速掃描焊接，大大提高焊接效率。

在控制系統(tǒng)方面，可根據(jù)客戶需求配備焊接過程監(jiān)測系統(tǒng)、OCT實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)、功率監(jiān)控模塊等。其中，功率監(jiān)控模塊可實(shí)時(shí)監(jiān)測出光穩(wěn)定性，OCT實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)可在線實(shí)時(shí)檢測每道焊縫的焊接質(zhì)量。

為了方案能達(dá)到最佳的焊接效果，寶辰鑫從激光功率、焊接速度、離焦量等因素出發(fā)，進(jìn)行多項(xiàng)應(yīng)用測試，最終找到最為合適的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接過程穩(wěn)定，無飛濺或低飛濺；焊接后，產(chǎn)品外觀焊縫飽滿平整，表面無炸點(diǎn)、發(fā)黑現(xiàn)象，熔池?zé)o氣孔、形貌穩(wěn)定，熔深穩(wěn)定性高，波動小于±0.1mm，而且滿足過流面積及拉拔力要求。

△模組+電機(jī)搭接工藝測試：焊接外觀圖&金相圖

寶辰鑫鉆研細(xì)分領(lǐng)域激光應(yīng)用，對于所落地的每一個(gè)方案，都經(jīng)過對應(yīng)用需求、材料、工藝等的深入分析，以及無數(shù)次的應(yīng)用測試和精益求精的優(yōu)化，以給客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品方案和服務(wù)。

三電系統(tǒng)作為新能源汽車的核心競爭力所在，其技術(shù)突破和優(yōu)化對于提升車輛性能、降低成本以及推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。寶辰鑫將持續(xù)深耕三電系統(tǒng)的方案創(chuàng)新，推動新能源動力電池、電驅(qū)電控系統(tǒng)的智能化激光解決方案落地應(yīng)用，助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。

轉(zhuǎn)自：寶辰鑫激光

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