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車輛中心銲接CAE分析技術 應用於電動車輛、儲能產業

本文共955字

經濟日報 陳志光

如何在帶動國內鋰電池及儲能業者轉攻高階動力電池系統的同時,又能提高品質穩定性及研發競爭力?車輛中心從最微小之處,協助廠商建立最有強而有力的基礎。

車輛中心參與工研院雷射中心所執行的經濟部技術處科技專案計畫,運用電腦輔助工程分析(Computer Aided Engineering,簡稱CAE)技術,進行鋰電池電極接點雷射銲接結構安全性評估,除可減少開發試誤之成本耗費,也讓業者的鋰電池相關產品,能符合銲接強度與結構安全性要求。

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鋰電池接點雷射銲接。 工研院雷射中心/提供
鋰電池接點雷射銲接。 工研院雷射中心/提供

近年,因應節能減碳趨勢,全球主要車廠及其零組件製造廠商皆逐步致力於電動車輛發展。其中,儲存車輛行駛所需能量的動力電池系統為其關鍵的核心技術之一。鋰電池因具有高能量密度、高重覆性使用等優勢,已逐漸成為主流。而雷射銲接技術因具有高可靠度、銲道窄與熱影響低等優勢,故將其導入鋰電池組裝製造,可大幅提升產品品質與生產效率。

車輛中心工程分析中心吳建勳副理表示,掌握銲深與銲接強度是雷射銲接製程的關鍵技術。以方形金屬殼體鋰電池為例,考量電池使用安全性,鋰電池芯電解液一旦暴露在空氣中就會產生燃燒爆炸風險,需確保導電條(BusBar)與電池芯電極接點銲接或接合強度,避免因短路或殼體接合處強度不足導致使用上的危險。因此,透過銲接或接合強度的力學模擬及量測驗證,先保證銲接強度,並進一步運用電池可靠性測試項目模擬分析與測試驗證,確保整體電池系統的使用安全性。

銲接製程模擬分析。 車輛中心/提供
銲接製程模擬分析。 車輛中心/提供

過去國內業者在銲接品質的掌握與控制上,大多倚賴銲接師傅的經驗於現場進行,很難在事前掌握銲接強度與品質,即便現在使用機器手臂,也需要先行了解究竟要銲到多少才是最佳品質。所以運用CAE分析技術,可在銲接前模擬各項製程條件進行調整與模擬分析,減少試誤所造成的成本耗費,並評估銲接強度及結構安全性分析,確認符合國際規範要求後,再進行產品製造組裝,精準又快速。

車輛中心運用銲接及結構CAE模擬技術,應用於電動車輛及儲能產業上,除了協助業者針對鋰電池電極接合銲接強度設計評估外,亦延伸至車輛結構銲接強度與耐久評估,可大幅減少業者產品設計試誤成本,減少銲接失效,提升產品使用可靠性能。

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