中國報告大廳網訊，在新能源汽車快速發展的當下，電池包下箱體作為核心部件，對尺寸精度和密封性的要求日益嚴苛。鋁合金憑藉密度僅為鋼的 1/3、塑性好、比強度高、耐腐蝕、導熱散熱性優異以及易回收利用等優勢，成為製造電池包下箱體的理想材料。目前市場上主流的電池包下箱體主要分為水冷底板型、型材底板型和鑄鋁型三類，其中鑄鋁型因模具投入大、鑄造缺陷多、力學性能差異大且受壁厚限制，在純電動汽車較大尺寸電池包殼體中應用較少，而輕量化鋁合金型材底板和水冷板電池包下箱體憑藉良好的適配性，成為研究和生產的重點方向。通過優化生產流程與工藝，可有效提升產品質量與生產效率，以下是2025年鋁合金型材行業技術分析。
鋁合金型材底板電池包下箱體主要由鋁合金型材底板與框架結構通過攪拌摩擦焊連接而成，其生產製造流程涵蓋多個關鍵環節，每個環節的工藝把控直接影響最終產品質量，具體流程與工藝如下：
鋁合金型材底板通常由多塊中空類型材採用雙面攪拌摩擦焊焊接而成。傳統焊接方式採用相同攪拌針長度的攪拌頭焊接兩面焊縫，焊接後底板尺寸往往難以滿足產品要求，需額外進行機械或火焰調修。為解決這一問題，可利用不同針長攪拌頭對應不同下壓力的特性，先採用攪拌針長的攪拌頭焊接正面焊縫，再用攪拌針短的攪拌頭焊接反面焊縫，使焊接後底板尺寸符合需求，無需後續調修。該工藝的焊接參數需精準控制，一般焊接速度設置為 1000~1600mm/min，轉速為 1500~2000r/min，前傾角保持 2.5°。
《2025-2030年全球及中國鋁合金型材行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，由於電池包下箱體後續需與上箱體裝配，下箱體上表面配合孔的位置精度至關重要。若先加工配合孔，後續焊接工序會影響孔位精度，進而干擾裝配。因此，採用三軸數字控制工具機(CNC)加工設備，僅對鋁合金型材底板攪拌摩擦焊總成兩端頭的特徵及少部分位置度要求不高的孔進行加工，少數特殊情況需使用五軸 CNC 加工設備，以此保障關鍵孔位的精度不受後續工序影響。
鋁合金型材邊框與底板焊接若採用熔化極惰性氣體保護焊(MIG)，會因焊接熱輸入大導致電池包整體尺寸變形，需額外進行機械或火焰調修。為此，採用先進的冷金屬過渡(CMT)焊接工藝，該工藝通過焊機的數位訊號處理器(DPS)監測短路信號，反饋給送絲機使焊絲回抽，實現熔滴在無電流狀態下過渡，大幅減少焊接熱輸入，降低焊接變形。考慮到電池包下箱體尺寸通常較大，不適合採用旋轉台或翻轉台類的一軸雙工位標準焊接工作站，可搭建水平移載式焊接產線，通過兩側滑動進出工位的方式完成焊接作業。
焊接工序作業時間相對較長，為平衡產線節拍，避免產線閒置和前序產品積壓，在鋁合金型材電池包下箱體總成焊接環節，可將進出水口、支架、吊耳等小部件的焊接轉移至此工序，實現工序整合與效率提升。
完成總成焊接後，將焊接總成送至 CNC 加工中心，針對尺寸精度要求高的特徵進行整體加工。通過離線編輯程序，藉助多坐標聯動及變位夾具，一次性對鋁合金型材電池包下箱體產品進行整體加工，確保產品關鍵特徵的尺寸精度達標。
標準件安裝主要包括拉鉚、壓鉚等操作。人工拉鉚易出現錯拉、漏拉問題，輕則導致返工返修，重則影響生產進度。因此，採用全自動拉鉚站，該設備具備生產、計數、防漏鉚、出錯報警、故障自診斷、質量監控和數據追溯等功能，可顯著提高安裝效率與精度。
採用自動化氣密檢測一體化設備進行氣密性檢測，檢測時充氣時間設置為 240s，使充氣壓力達到 200~500kPa;充氣結束後進入保壓階段，第一階段保壓 5s，第二階段保壓 25s;保壓完成後進入 60s 的檢測階段，要求產品氣體泄漏值≤30Pa/min，氣密合格率保持在 90%~95%。同時，設備配備返工工位，可及時對不合格產品進行返工處理。
清洗噴塗工位主要完成噴塗前的清洗和噴聚氯乙烯(PVC)作業。清洗的目的是去除鋁合金型材電池包下箱體表面的油污、油漬、粉塵等雜質，避免影響噴 PVC 效果;噴 PVC 則能有效防止汽車行駛過程中，電池箱體因受碎石、泥沙撞擊而損壞，從而延長電池使用壽命。
鋁合金型材電池包下箱體總成需使用檢具對其特徵進行檢測，通過直觀的通止規、檢測銷可快速判斷零件是否符合產品圖紙要求。為保證長時間生產中產品質量的穩定性，避免因檢具長時間使用導致檢測裝置鬆動，進而使不合格產品流出，需定期採用三坐標檢測方式對檢具精度進行校準。
鋁合金型材水冷板電池包下箱體由水冷底板(下部複合底板與帶衝壓水道的板材經爐中釺焊而成)與框架結構(型材經 CMT 焊接而成)通過流鑽螺釘擰緊工藝(FDS)或拉鉚連接而成，其生產流程與鋁合金型材底板電池包下箱體既有相似之處，也存在獨特工藝環節，具體如下：
鋁合金型材行業水冷板一般採用 3 系鋁合金，根據動力電池設計要求不同，厚度通常為 0.8~1.5mm。由於水冷板特性特殊，常規焊接方式易焊穿且無法滿足氣密性要求，因此採用釺焊工藝，選用 4047 鋁基釺料。將水冷板單件放置在釺焊爐上料平台，依次經過清洗、烘乾、釺焊、清渣和冷卻等工序，焊接成水冷板總成。釺焊爐可選用保護氣氛爐或真空爐，其中真空爐更適用於對氣密質量要求更高的產品。
鋁合金型材水冷板邊框總成多數採用自動 CMT 焊接工藝，受箱體尺寸影響，常規焊接工作站難以滿足生產需求，因此搭建水平移載式焊接線。該焊接線設置兩個移載滑台工位，可實現往復運轉、工位交替，一個工位進行上下料操作時，另一個工位同步開展焊接作業，能最大化提升機器人利用率。同時，藉助 CMT 焊接工藝可減小焊接應力產生，降低邊框總成的形變量。
鋁合金型材水冷板邊框總成與水冷板的連接多採用 FDS 或拉鉚方式。FDS 通過高速旋轉軟化連接零件，自攻絲後擰緊，在板材與螺釘間形成螺紋連接，雖便捷高效，但高速旋轉軟化零件過程中會使型材溫度升高，可能導致螺釘周圍密封膠失效，因此部分產品也會選擇拉鉚連接。成熟的 FDS 產線配備多台機器人協同作業，包括抓取機器人、塗膠機器人和 FDS 機器人，通過機器人之間的配合，依次完成邊框總成抓取、塗膠、水冷板總成抓取、FDS 連接及成品抓取放置等操作，實現自動化生產。
鋁合金型材水冷板電池包下箱體的後續工序，如焊接總成、標準件安裝、氣密檢測、清洗噴塗及成品尺寸檢測等，與鋁合金型材底板電池包下箱體基本一致。不過，從實際生產經驗來看，由於水冷板電池包下箱體的框體與底板相對獨立，框體的相對特徵幾乎都在邊框單件上體現，因此很少採用總成整體加工工序。
基於當前鋁合金型材電池包下箱體的製造工藝和技術現狀，結合新能源汽車行業快速發展的需求，為推動行業技術進步，提出以下展望與建議：
針對鋁合金型材電池包下箱體生產中常用的攪拌摩擦焊和 CMT 焊接工藝，進一步優化焊接參數，如轉速、焊接速度、攪拌針設計等，以此提升焊接質量和效率。同時，積極探索複合焊接技術，例如激光 + CMT 複合焊接，通過減少熱輸入降低焊接變形風險，實現框架單件加工，節省整體加工工序，縮短加工流程，降低生產成本。
在鋁合金型材電池包下箱體各生產工序中，推廣協作機器人(如七軸機器人)的應用，結合力控傳感器和視覺系統，實現複雜裝配任務的自動化操作。進一步開發 「黑燈工廠」 模式，減少人工干預，提高生產過程的穩定性和連續性，降低人為因素對產品質量的影響。
聯合行業內相關企業，共同制定鋁合金型材電池包下箱體尺寸、氣密性等檢測標準，開發通用型智能檢具，提升檢測的統一性和準確性。在氣密檢測環節引入 AI 技術分析泄漏數據，快速定位漏點，同時支持檢測數據的雲端共享與追溯，為產品質量管控和工藝優化提供數據支撐。
本文圍繞輕量化鋁合金型材底板和水冷板電池包下箱體的生產製造流程與工藝展開研究，詳細闡述了兩類鋁合金型材電池包下箱體的關鍵生產環節及工藝要點。其中，鋁合金型材底板電池包下箱體通過優化攪拌摩擦焊參數、採用 CMT 焊接、整體 CNC 加工等工藝，保障了產品精度;鋁合金型材水冷板電池包下箱體則憑藉釺焊工藝、水平移載式焊接線及 FDS / 拉鉚連接等技術，滿足了生產需求。通過一系列工藝優化措施，產品尺寸合格率從 88.7% 提升至 98.3%，密封失效性從 27.8% 降至 4.4%，綜合生產節拍提高 13%。未來，通過推廣新型焊接技術、深化自動化應用及推動檢測設備標準化，將進一步推動鋁合金型材行業電池包下箱體生產工藝的升級，為新能源汽車行業發展提供有力支撐。
更多鋁合金型材行業研究分析，詳見中國報告大廳《鋁合金型材行業報告匯總》。這裡匯聚海量專業資料，深度剖析各行業發展態勢與趨勢，為您的決策提供堅實依據。
更多詳細的行業數據盡在【資料庫】，涵蓋了宏觀數據、產量數據、進出口數據、價格數據及上市公司財務數據等各類型數據內容。
京公網安備 11010502031895號
