Les bacs à batterie, également appelés boîtes à batterie ou boîtes PACK, sont de plus en plus considérés comme un élément très important dans le développement de nouveaux véhicules à énergie. La conception des bacs à batterie doit équilibrer la relation entre des facteurs tels que le poids, la sécurité, le coût et les performances des matériaux. Les alliages d'aluminium sont largement utilisés dans l'ingénierie légère des automobiles en raison de leur faible densité et de leur résistance spécifique élevée, qui peuvent assurer la rigidité tout en garantissant les performances de la carrosserie du véhicule.

1-Emplacement et sélection de la méthode de soudage du bac à batterie

Les plateaux de batterie en aluminium sont constitués de profilés en aluminium extrudé et les différents composants sont assemblés en un tout par soudage pour former une structure de cadre complète. Des structures similaires sont également largement utilisées dans les boîtiers de stockage d'énergie.

Les pièces à souder du bac à batterie comprennent généralement l'épissure de la plaque inférieure, la connexion entre la plaque inférieure et le côté, la connexion entre le cadre latéral, les poutres horizontales et verticales, le soudage des composants du système de refroidissement liquide et le soudage des accessoires tels que les supports et les oreilles de suspension. Lors de la sélection des méthodes de soudage, différentes méthodes de soudage seront sélectionnées en fonction des différentes exigences matérielles et structurelles, voir le tableau ci-dessous :

2-Analyse de l'influence de la déformation thermique de soudage

Le soudage est une méthode de traitement thermique locale. Étant donné que la source de chaleur est concentrée au niveau de la soudure, la répartition de la température sur la soudure est inégale, ce qui conduit finalement à une déformation de la soudure et à des contraintes de soudage à l'intérieur de la structure soudée. La déformation thermique de soudage est le phénomène selon lequel la forme et la taille des pièces soudées changent en raison d'un apport et d'une sortie de chaleur inégaux pendant le processus de soudage. En combinaison avec l'expérience réelle des projets d'ingénierie, les pièces sujettes à la déformation thermique de soudage et les facteurs d'influence sont résumés :

l Zone de soudure longue et droite

En production réelle, la plaque inférieure du bac à batterie est généralement constituée de 2 à 4 profilés en alliage d'aluminium assemblés par soudage par friction-malaxage. Les soudures sont longues, et il existe également de longues soudures entre la plaque inférieure et la plaque latérale, et entre la plaque inférieure et la poutre d'espacement. Les soudures longues sont sujettes à une surchauffe locale dans la zone de soudage en raison de l'apport de chaleur concentré, ce qui entraîne une déformation thermique.

Soudure du cadre du bac à batterie

l Épissage en plusieurs parties

Il est causé par un échauffement local à haute température et un refroidissement ultérieur pendant le processus de soudage au niveau de la soudure multicomposant. Pendant le processus de soudage, la soudure est soumise à un apport de chaleur inégal, ce qui entraîne une différence de température importante entre la zone de soudure et le matériau parent environnant, ce qui provoque des effets de dilatation et de contraction thermiques, provoquant une déformation des pièces soudées. L'extrémité d'installation électrique du boîtier de stockage d'énergie est généralement équipée d'une buse à eau, d'un support de faisceau de câbles, d'une poutre, etc., et les soudures sont denses et très faciles à déformer.

Dans la zone de soudage intensive, la face avant de la palette est déformée

l Paroi latérale du canal de la plaque froide

Dans le bac à batterie avec conception intégrée de plaque de refroidissement liquide, les pièces ayant une rigidité structurelle plus faible, telles que les plaques minces et les structures tubulaires, ne peuvent pas bien résister à la déformation thermique pendant le soudage et sont sujettes à la déformation. Par exemple, la paroi latérale du canal d'écoulement de la plaque de refroidissement liquide est très fine, généralement d'environ 2 mm seulement. Lors du soudage de poutres, de supports de faisceau de câbles et d'autres pièces sur la surface de montage du module, il est facile de provoquer des fissures et des plis de déformation sur la paroi latérale du canal d'écoulement, ce qui affecte les performances globales.

Défauts de fissures thermiques sur la paroi du canal de refroidissement liquide causés par le soudage par faisceau

3- Méthode de contrôle de la déformation thermique du soudage

l Soudure segmentée, soudure double face

Pour les pièces ayant des exigences de résistance relativement faibles, le soudage segmenté est adopté et le processus de soudage est divisé en plusieurs petites sections. Les soudures sont disposées symétriquement et les soudures sont disposées symétriquement près de l'axe neutre dans la section de construction, de sorte que les déformations causées par les soudures peuvent se compenser. Dans le même temps, la longueur et le nombre de soudures sont minimisés et une concentration ou un croisement excessif des soudures est évité, ce qui peut réduire le gradient de température de soudage et ainsi réduire la déformation de soudage. Pour les pièces ayant des exigences de résistance élevées telles que la plaque inférieure, la plaque inférieure et le cadre latéral, le soudage double face est adopté pour augmenter la résistance tout en réduisant la déformation de flexion causée par les grandes pièces et les longues soudures.

l Optimisation de la séquence de soudage

Contrôlez la déformation des soudures, utilisez des joints à faible rigidité, évitez les soudures croisées à deux et trois voies et évitez les zones à forte contrainte. Optimisez la séquence de soudage, soudez d'abord les zones à faible rigidité et les zones à meilleure rigidité en dernier, par exemple en soudant d'abord les soudures d'angle, puis les soudures courtes et enfin les soudures longues ; soudez d'abord les soudures transversales, puis les soudures longitudinales. Une séquence de soudage raisonnable peut contrôler efficacement la déformation des soudures, contrôlant ainsi les dimensions des soudures.

l Réglage des paramètres de soudage

Contrôlez les paramètres et les processus de soudage et définissez raisonnablement la vitesse de soudage, le nombre de couches de soudage et l'épaisseur de chaque soudure. Pour les soudures plus épaisses, utilisez des méthodes de soudage multicouches et multicanaux, et l'épaisseur de chaque couche de soudure ne doit pas dépasser 4 mm. Le soudage multicouche peut réduire la microstructure structurelle et améliorer les performances des joints. Contrôlez avec précision les paramètres de soudage et sélectionnez raisonnablement des paramètres tels que le courant de soudage, la tension, le modèle d'électrode et la vitesse de soudage pour garantir une forme et une taille cohérentes du bain de fusion, évitant ainsi les erreurs causées par une sélection incorrecte des paramètres.

l Amélioration des compétences en soudage

Améliorer les compétences opérationnelles du soudeur (utiliser le traitement mécanique pour les gros composants ou les nœuds avec des exigences strictes) pour assurer la cohérence et la standardisation des actions pendant le soudage et réduire les problèmes dimensionnels causés par les facteurs humains.

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