智能热管理：新能源汽车电池连接工艺的关键

新能源汽车必须不断发展，以满足市场对运行安全、性能、续航里程、充电时间和成本方面日益增长的需求。导热胶在电池连接工艺中的作用不可或缺，它能够确保电池在最佳温度范围内工作，从而提升电池的性能和寿命，同时防止因温度过高而引发的安全隐患。在电池托架中合理使用导热胶，可以有效防止电池在运行过程中产生的热量导致过热现象。

这些高粘性材料富含特殊填充剂，也就是我们常说的导热填缝胶或热界面材料（Thermal Interface Material, TIM），它们在大型电池组的主动热管理中发挥着关键作用。这些材料能够有效地将电池在充放电过程中产生的热量传导到适当的冷却结构中，以实现电池组的热管理。

在连接工艺中，在密封电池托盘并装配冷却系统和电池舱后，会涂敷 TIM 等导热材料。确保脱泡涂敷十分重要。先进的拧紧技术会考虑接头处导热胶的行为，从而确保壳体和电池模块之间实现良好的连接。

大量使用流动性高的液体材料是一项具有挑战性的任务。采用高性能涂胶系统成为关键，其组件必须能够承受腐蚀性材料造成的影响。可使用多种胶条形状（如平行直线型，折线型，骨头型）促进模块在导热胶上无气泡压紧。要开发出适当的涂胶模式，就需要进行广泛的材料测试。在我们的全球创新中心，我们将电池和设备制造商、材料供应商与我们的连接技术专家聚集在一起，为每种具体情况寻找理想的涂胶方案。

在涂敷材料时，必须考虑电池包和电芯模块之间的装配容差。组件各自的容差链会导致 0.5 至 3 mm 的间隙。
如果涂敷的胶水过少，则可能导致填充不足和产生气泡，会对导热质量产生负面影响。
制造商通常会涂敷过多的材料来确保即使在容差上限的条件下也能充分填充间隙，从而导致材料浪费、电池重量增加和成本增加。模块拧紧在一起时挤出的材料也会导致加工问题。所以我们的目标是，精确地将材料用量减至最少。

阿特拉斯·科普柯依靠上游工业图像处理系统，再加上智能算法，使定量系统能够精确地涂敷导热胶。Smart.Adjust 可计算并控制理想的用胶量。
第 1 步，3D 传感器会测量电池模块底面和电池舱的表面。扫描数据会被传输到软件中。这样就可以精确地计算出电池柱的容差和体积。智能算法会根据扫描得到的数据确定所需的材料量，并将这些信息直接传输至应用系统的控制单元。该系统将根据接收到的数据调整各项参数，以适应每个单独应用的具体需求，从而实现材料使用的最优化。通过定量系统直接对材料用量进行精确调整。

要改善热管理，除了涂胶流程之外，还应注意材料供应。热管理材料的特性为我们带来了挑战。由于材料密度高，桶内的胶水往往只能使用一半，因此需要频繁更换胶桶。每次更换后都需要手动排气和吹扫，这样就会损失 1.5 至 6 升的胶水。此外，传统泵机难以清空胶料，200 升料桶中会残留多达 6 升的胶水。
清胶的过程很耗时，并造成了对昂贵的导热胶的浪费，并且对残留的胶水进行处理也需要昂贵的费用。由于采用手动操作，确保整个涂胶流程中的质量稳定也是一项挑战。

为了应对这些挑战，阿特拉斯·科普柯发明了一款名为 Plus.Supply 的新一代泵机。凭借半自动换桶、新设计的平地压盘和真空技术，使 SCA ENSO Plus.Supply 成为我们的“减排英雄”，使每桶的材料使用率达到 99.4%。真空泵可自动抽出平地压盘和材料之间滞留的空气，从而实现半自动换桶。省去了排气和冲洗等手动流程。这降低了换桶的复杂性，减少了大量培训课程，避免了气泡，提高了操作安全性。Plus.Supply 具有三种不同的压盘，几乎可以满足所有制造商的不同物流需求。

创新的涂胶系统能够考虑到组件的容差，并以理想的方式涂敷材料，从而实现巨大的效益。材料供应在热管理中的作用通常被低估。创新的材料供应概念可在换桶过程中大大节省材料并改进工艺，还有助于显著减少新能源汽车电池装配过程中的二氧化碳排放量。