從鋁錠到堅(jiān)固輕量的電池包底座，其間經(jīng)歷了怎樣一場蛻變？

新能源汽車的核心是電池，而電池的“家”就是電池包下箱體。作為電池系統(tǒng)的骨架安全衛(wèi)士，下箱體直接承載電芯、模組等所有內(nèi)部部件，并負(fù)責(zé)與整車連接。

在多種材質(zhì)中，鋁合金型材下箱體憑借其優(yōu)異的綜合性能，已成為市場主流選擇。它不僅比傳統(tǒng)鋼制箱體輕15%以上，更能滿足車輛對續(xù)航里程和安全性的雙重需求。

電池包下箱體對材料的要求極為苛刻，需要同時(shí)滿足輕量化、高強(qiáng)度、耐腐蝕、高導(dǎo)熱性等多重需求。

目前廣泛采用的鋁合金牌號(hào)主要有6005、6005A、6061、6082等。 其中，6061-T6和6063-T6應(yīng)用尤為普遍——前者強(qiáng)度更高，后者更易成型。

這些鋁合金的密度約為2.7g/cm3，僅為鋼的三分之一左右，能有效減輕電池包整體重量，提升車輛續(xù)航里程。

選擇特定牌號(hào)的鋁錠后，通過熔煉、成分調(diào)整和鑄造，先制成鋁棒，為后續(xù)的擠壓成型做好準(zhǔn)備。

鋁型材加工工藝流程圖

鋁型材成型的第一步是模具設(shè)計(jì)。模具決定了型材的截面形狀和尺寸精度，是保證后續(xù)焊接和質(zhì)量的基礎(chǔ)。

鋁型材擠壓成型，是對放在模具型腔（或擠壓筒）內(nèi)的鋁棒施加強(qiáng)大壓力，迫使鋁坯料產(chǎn)生定向塑性變形，從擠壓模的模孔中擠出，從而獲得所需斷面形狀、尺寸并具有一定力學(xué)性能的零件或半成品的塑性加工方法。

擠壓成型工藝的優(yōu)勢在于可以一次成型復(fù)雜的多空腔結(jié)構(gòu)，為電池包內(nèi)部的冷卻流道、加強(qiáng)筋等設(shè)計(jì)提供了極大靈活性。

成型后的鋁型材需要進(jìn)行直線度校正表面處理（如清洗、去油、除銹），為后續(xù)深加工做準(zhǔn)備。

焊接是鋁型材下箱體制造中的核心環(huán)節(jié)與關(guān)鍵技術(shù)壁壘，直接決定了箱體的強(qiáng)度、密封性和精度

這是目前底板拼接的主流工藝。 其原理是利用特殊形狀的攪拌頭旋轉(zhuǎn)著插入被焊零件，沿待焊界面向前移動(dòng)，通過摩擦熱使材料加熱至熱塑性狀態(tài)，在攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下，材料擴(kuò)散連接形成致密的固相連接。

FSW的優(yōu)點(diǎn)是熱輸入小、變形小、無氣孔夾渣等缺陷，焊縫質(zhì)量高且密封性好。 其抗拉強(qiáng)度通常可達(dá)到母材強(qiáng)度的70%以上

箱體框架的組裝通常采用弧焊技術(shù)，主要包括：

• MIG焊：熔化極惰性氣體保護(hù)焊，適用于較厚板材的焊接，效率較高。

• CMT技術(shù)：冷金屬過渡焊，熱輸入量更低，能有效減少焊接燒穿現(xiàn)象，幾乎無飛濺，比亞迪多款車型的電池包下殼體就采用了CMT技術(shù)進(jìn)行連接。

  

• TIG焊：非熔化極惰性氣體保護(hù)焊，焊縫質(zhì)量高，但效率相對較低。

隨著技術(shù)發(fā)展，激光焊接螺栓自擰緊技術(shù)等先進(jìn)工藝也開始應(yīng)用。激光焊變形小、焊縫美觀，但對零件裝配精度要求極高。

FDS技術(shù)主要用于高世代CTP/CTC電池包，它通過摩擦熱連接重疊金屬片，可以有效緩解焊接變形對箱體尺寸精度的影響

焊接成型的箱體需要經(jīng)過CNC加工來保證關(guān)鍵安裝位的精度。CNC加工主要包括切割、打孔、攻絲等工序。

• 切割：根據(jù)設(shè)計(jì)需求將型材切割成特定長度。

• 打孔和攻絲：為后期電池模組、BMS等部件的安裝和線束固定提供精確的螺紋孔位。

裝配過程中，需要嚴(yán)格控制裝配公差，特別是整車吊裝位、上蓋安裝位、模組安裝位等關(guān)鍵位置的尺寸，以及局部和整體平面度，確保電池包能精準(zhǔn)安裝在車輛上。

電池包下殼體作為總成件，其未注線性公差一般遵循GBT 1804中的m級(jí)（中等）精度，未注形位公差則按GBT 1184中的k級(jí)要求執(zhí)行。

為應(yīng)對復(fù)雜惡劣的使用環(huán)境（如碎石沖擊、腐蝕介質(zhì)等），電池包下殼體必須進(jìn)行表面處理以提升耐腐蝕性。

常見的處理方式包括PVC涂層陰極電泳。 PVC涂層通常施用于箱體底部，膜厚可達(dá)1mm以上，能有效抵御碎石撞擊。陰極電泳則用于框架整體防護(hù)。

涂層性能需通過膜厚、附著力、耐腐蝕性（如鹽霧試驗(yàn)）、耐沖擊性等一系列檢測。

氣密性檢測是下箱體制造的最后關(guān)卡，也至關(guān)重要。電池包作為一個(gè)密封件，與上蓋裝配后通常需要達(dá)到IP67甚至IP68的防護(hù)等級(jí)

IP67意味著電池包能完全防止灰塵侵入，并可承受短時(shí)間內(nèi)浸入水下1米深度的考驗(yàn)。 這是保證電池系統(tǒng)在暴雨、涉水等極端工況下安全運(yùn)行的生命線。

1、機(jī)械性能：碰撞和擠壓等優(yōu)異。

2、熱管理：易于進(jìn)行液冷系統(tǒng)集成。

3、耐腐蝕性：表面的氧化膜是天然耐大氣腐蝕，防腐性能優(yōu)異。

相比鋁壓鑄、鋼沖壓等其他工藝，鋁型材下箱體的主要優(yōu)勢在于：

• 設(shè)計(jì)靈活性強(qiáng)，模具成本低且制樣周期短

• 重量輕且機(jī)械性能優(yōu)良，碰撞和擠壓性能優(yōu)異

• 易于集成熱管理系統(tǒng)，提升電池包散熱效率

• 工藝成熟度高，供應(yīng)鏈相對穩(wěn)定

當(dāng)前電池包技術(shù)正從CTM經(jīng)CTP向CTC方向演進(jìn)。 未來，鋁型材電池下箱體將進(jìn)一步與車輛底盤深度集成，承擔(dān)更多結(jié)構(gòu)功能；

型材下箱體的制造，融合了材料科學(xué)、精密加工、自動(dòng)化焊接及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量管控。每一個(gè)精準(zhǔn)的孔位、每一道堅(jiān)固的焊縫、每一層可靠的涂層，共同為新能源汽車的“心臟”提供了至關(guān)重要的保護(hù)。

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