電動車（EV）已成為汽車產業轉型發展的關鍵方向。由於電動車依靠電池驅動，電池托盤在確保電池系統的正常安全運作方面起著至關重要的作用。目前，常見的電池托盤類型有三種：鋼製電池托盤、壓鑄鋁電池托盤和擠壓鋁電池托盤。其中，擠壓鋁電池托盤最受青睞。
與鋼製托盤相比，選擇鋁製托盤具有許多優勢，例如相同體積下密度更低、重量更輕，有助於節能。鋁還具有優異的耐腐蝕性和耐候性，使其能夠承受惡劣的外部環境。此外，其優異的加工性和可塑性有效降低了生產成本。與壓鑄鋁托盤相比，擠壓鋁托盤設計更靈活，更易於修改或改進。擠壓鋁托盤的尺寸多樣性和應用範圍之廣也是壓鑄托盤無法比擬的。因此，擠壓鋁電池托盤被廣泛應用於各個領域。
汽車電池托盤概述
電池組是電動車的核心能源，為整車提供驅動動力。電池托架作為電池模組的載體，對電池模組的安全和保護至關重要。電動車電池托架主要由下托架和上蓋組成。電池下托架通常採用鋁合金型材摩擦攪拌焊接（FSW）結構。其主要結構部件包括底板、框架和安裝支架，焊接是主要的連接方式。托架不僅必須具備優異的抗振性、抗機械衝擊性和抗擠壓性，以保護電池在外部碰撞或擠壓過程中免受損壞，而且還必須滿足至少IP67的防護等級（符合GB/T 4208-2017標準），並滿足鹽霧腐蝕和高低溫衝擊的要求。
汽車電瓶托盤用材料
發展電動車是解決環境污染和能源問題的有效方法。在純電動車中，電池組約佔整車重量的30%，而電池底托架約佔電池組重量的20%至30%。因此，對電池底托架進行輕量化且經濟高效的結構設計和製造，可以有效降低電動車的成本並增加續航里程。
6XXX系列鋁合金是鋁製電池托盤的理想材料，因為它們不易發生應力腐蝕開裂，且焊接性能優異。透過合理的型材結構設計，可以在確保結構剛度和強度的同時減少材料用量。結合電腦輔助工程（CAE）仿真，可優化空腔結構和壁厚。這有助於驗證安全性能，包括抗振動耐久性、抗衝擊性和抗側向擠壓性，從而在不影響安全性的前提下實現更輕量化的設計。
鋁製電池托盤的結構
鋁製電池托盤由擠壓鋁型材製成，透過焊接連接形成完整的整合框架結構。 鈑金 在某些領域，它被用作型材腔體的密封板。緊固件包括六角鉚螺母、壓入式螺柱以及 M12×1D 或 M8×1.25D 螺紋嵌件。
鋁製電池托盤的主要部件包括底板、左右側梁、前後側樑和模組安裝梁。四根側梁採用三種不同的L形截面，更方便與底板焊接。兩根模組安裝梁位於底板與前後側梁焊接縫上方，作為電池模組的支撐面與連接點。托盤上緣安裝了多個六角鉚螺母，用於連接上蓋並形成密封空間。滅火器安裝底座由支架和壓入式螺柱組成，焊接在前側梁內側。托盤底部外側均勻分佈著六個M12×1D螺紋嵌件，用於將托盤固定在車輛上。此外，兩根模組安裝樑上各安裝了六個M8×1.25D螺紋嵌件，用於連接三個並排的電池模組。
電池托盤工藝及生產
鋁製電池托盤主要由焊接加工過的鋁型材製成。其結構包括底板和框架。底板通常由2至4根鋁型材透過摩擦攪拌焊接（FSW）拼接而成。框架通常由4至6根鋁型材梁焊接而成，焊接方法包括MIG（金屬惰性氣體保護焊）、TIG（鎢極惰性氣體保護焊）或CMT（冷金屬過渡焊）。然後，底板和框架透過FSW、MIG、TIG或CMT連接，形成電池托盤組件。型材的橫斷面設計必須考慮CAE模擬結果、擠壓可行性以及所選的連接方法。
為了最大限度地減少焊接變形，預先採用焊接模擬技術預測焊接結果，並優化焊接順序和參數。專門設計的焊接夾具和工裝確保尺寸精度和組裝精度，從而降低生產成本、縮短生產週期並提高效率。
托盤的品質透過一系列嚴格的測試來確保：焊接品質檢驗、使用座標測量機 (CMM) 測量尺寸精度、使用氣密性測試設備測試密封性能、使用環境試驗箱測試耐腐蝕性，以及使用振動、衝擊和擠壓試驗台測試剛度/強度。只有完成這些測試，才能確保托盤的性能和品質。
汽車電池托盤製造工藝
鋁型材坯料需經鋸切至所需長度，或直接鋸切成型。經過機械加工和打磨後，各個零件即可完成。鋁製電池托盤的整體加工流程包括鋸切、雷射切割、機械加工、打磨、組裝/組裝、焊接、氣密測試、壓鉚、盲鉚和黏接。
單一零件加工
所有部件都必須經過 數控加工 為了滿足尺寸公差要求，鈑金件採用雷射切割加工，此方法效率高，能夠滿足非精密組裝的要求。型材採用數控鋸切加工，此方法有效率且經濟，精度足以滿足大多數應用的需求。對於複雜結構或高精度區域，則採用三軸數控加工中心。各零件的品質直接影響最終電池托盤的組裝精度、尺寸公差、平面度和表面光潔度。
裝配
零件間的組裝精度顯著影響後續焊接質量，是滿足鋁製電池托盤密封要求的關鍵因素。具體而言，底板水口與密封塊的配合對冷卻通道的焊接至關重要。托盤的氣密性取決於前後樑和側樑的組裝和焊接。零件間過大的間隙會導致無法焊接，而薄弱部位夾緊不良則會導致嚴重的熱變形，進而影響尺寸。組裝過程中，零件平放在多功能平台上，用夾具固定，進行初始尺寸檢查，並進行點焊，為最終焊接做準備。
焊接
組裝尺寸確認無誤後，在關鍵受力點進行點焊，以固定零件並最大限度地減少最終全焊過程中的變形。最後一步是「閉合」步驟，確保鋁製電池托盤的密封完整性。任何位置的焊接缺陷都可能導致氣密性測試失敗。
氣密性測試
氣密性測試分為兩部分：水通道測試和托盤本體測試。水通道測試中，使用快速連接接頭將通道加壓至約 400 kPa。托盤完全浸入水箱中 3 分鐘。持續出現氣泡表示測試不合格，無氣泡則表示測試合格。在托盤本體測試中，使用檢漏儀將內部壓力加壓至 3,500 ± 500 Pa。穩定期過後，進行 60 秒的測試；壓降不超過 38 Pa 則視為測試合格。
整體加工
對於一些幾何公差要求極高的特徵，例如模組安裝面平整度0.3毫米、上六角孔位置0.5毫米以及底部平整度0.5毫米，如果在焊接前對單個零件進行加工，由於累積誤差、裝配偏差和焊接變形，這些特徵無法得到保證。因此，採用焊接後整體加工的方式來滿足這些精度要求。
鉚釘
鉚接包括盲鉚和壓鉚。盲鉚中，鉚釘槍將六角鉚螺母安裝到鋁製電池托盤的上凸緣上，以便在最終組裝時與上蓋進行螺栓連接。壓鉚中，壓機利用鋁型材的可塑性，將鋼製壓入式螺柱與鋁製支架連接起來，適用於將小型零件連接到托盤主體上。
尺寸檢驗
檢驗工作透過人工測量和三坐標測量機（CMM）進行。線性尺寸由質檢員使用卡尺和捲尺進行檢查，而位置和平整度等幾何公差則透過三坐標測量機進行驗證。
底板水口密封
作為冷卻液循環路徑，底板的品質和密封性對鋁製電池托盤的加工至關重要。底板由密封塊組裝焊接在型材底座上形成。擠壓型材內部的多個腔體用作冷卻通道。型材的一端連接不連通的入口和出口，另一端則密封端口，使腔體之間連通。這樣就形成了一個循環迴路，冷卻液從入口流經腔體，最終從出口流出，從而有效地冷卻電池。
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