电池托盘又称电池盒或PACK箱体等，作为新能源汽车开发中十分重要的部件日益受到重视，电池托盘的设计需要平衡重量、安全、成本、材料性能等因素之间的关系。铝合金由于其密度低、强度高等优点，在保证车身性能时仍能保证其刚性，在汽车轻量化工程中得到广泛应用。

1-电池托盘焊接部位及方法选择

铝制电池托盘以挤压铝型材为基础材料，通过焊接方式将各个部件组合为一个整体，形成完整的框架结构。类似的结构在储能Pack箱中也得到了广泛的应用。

电池托盘的焊接部位通常包括底板拼接、底板与侧边的连接、侧边框的连接、横纵梁、液冷系统组件焊接及支架、吊耳等配件的焊接。在焊接方法选择时，会根据不同的材料和结构要求选择不同的焊接方法，参见下表：

2-焊接热变形影响分析

焊接作为一种局部加热的加工方法，由于热源集中在焊缝处加热，因而造成焊件上温度分布不均匀，最终导致在焊接结构内部产生了焊接变形与焊接应力。焊接热变形就是在焊接过程中由于不均匀的热输入和热输出，导致被焊件的形状和尺寸发生改变的现象。结合实际的工程项目经验，对易产生焊接热变形的部位及影响因素进行了归纳总结：

a.长直线焊接部位

实际生产中，电池托盘底板一般由2~4块铝合金型材采用搅拌摩擦焊拼接而成，焊缝较长，底板与侧板、底板与间隔梁之间连接也有较长的焊缝。长焊缝由于热输入集中，容易导致焊接区域的局部过热，从而产生热变形。

电池托盘边框焊接

b.多部件拼接处

在多部件焊接处由于焊接过程中局部高温加热和随后的冷却导致的。在焊接过程中，焊件受到不均匀的热输入，使得焊缝区域与周围母材之间的温度差异显著，从而引起热膨胀和冷缩效应，引起被焊件变形。储能Pack箱电气安装端通常设有水嘴、线束支架、横梁等，焊缝密集，极易发生变形。

焊缝密集区，托盘前侧翘起变形

c.冷板流道侧壁

液冷板一体化集成设计的电池托盘中，结构刚度较小的部位，如薄板、管道结构等，在焊接过程中不能很好的抵抗热变形，容易发生变形，如：液冷板流道侧壁很薄，一般只有2mm左右，模组安装面焊接横梁、线束支架等零件时，容易造成流道侧壁有裂纹和变形褶皱，影响整体性能。

横梁焊接导致的液冷流道腔壁热裂纹缺陷

3-焊接热变形控制方法

a.分段焊、双面焊

对于强度要求相对较低的部件采取分段焊，将焊接过程分解成多个小段进行，对称布置焊缝，将焊缝对称地布置在构建截面中中和轴附近，以使焊缝产生的变形有可能互相抵消。同时，尽量减少焊缝长度和数量，避免焊缝过度集中或交叉，可以减小焊接温度梯度，从而减少焊接变形。对于底板、底板与侧面框等强度要求高的部位，采取双面焊，增加强度的同时减少因零件较大，焊道较长产生的弯曲变形。

b.优化焊接顺序

控制焊接变形，使用刚性较小的接头形式、避免双向、三向相交的焊缝位置，以及避开高应力区。优化焊接顺序，先焊刚度较弱的区域，最后焊刚度较好的区域，例如先焊角焊缝、再焊短焊缝、后焊长焊缝；先焊横焊缝、后焊纵焊缝。合理的焊接顺序可以有效控制焊接变形，从而控制焊缝外形尺寸。

c.焊接参数调整

控制焊接参数和流程，合理设置焊接速度、焊接层数和每层焊缝的厚度。对较厚的焊缝，采用多层多通道焊接方法，每层焊缝的厚度不大于4mm，多层焊能够减小结构显微组织，提高接头性能。精确控制焊接参数，合理选择焊接电流、电压、焊条型号和焊接速度等参数，可以确保熔池形状和大小一致，从而避免因参数选择不当造成的误差。

d.焊接技能提升

提高焊工操作技术水平（大型构件或要求严格节点采用机械加工），确保焊接过程中动作一致性和规范性，减少人为因素导致的尺寸问题。

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