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发布日期:
2025.06.03
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来源:华工激光精密事业群
“铜”专家丨 铜排加工三剑客一站式提升电控效能

MCU(电机控制器)的全称是Motor Control Unit,是新能源汽车特有的核心功率电子单元,负责动力电池的直流电和驱动电机所需的三相交流电之间的相互转化,精准控制电机的扭矩、转速、运行方向和位置,同时实时监测温度、电流等关键参数以优化性能、即时预警,是保障车辆高效安全运转重要的“动力大脑”。

MCU(电机控制器)由功率模块(如IGBT/SiC)、控制电路、薄膜电容、散热系统等核心部件构成。其中,IGBT/SIC模块作为“开关心脏”,对电能转换起到了关键作用。

当新能源汽车启动时, 整车控制器通过CAN总线发送目标扭矩/转速指令,主控MCU运行FOC等算法,结合目标指令和实时状态,计算出最优的PWM控制信号(电压矢量),PWM信号经驱动芯片放大隔离后,精确控制IGBT/SiC模块的通断,将电池直流电逆变为所需的三相交流电驱动电机产生目标扭矩,驱动汽车加速行驶。

电控系统中的铜

汽车内部的“电力高速公路” 

铜的电导率高,能够高效且安全地传输和传导电力,这对于电动汽车的电力生成和输送至关重要;同时,良好的导电性能意味着可以制造更小的电机部件,且功率损失更少,从而显著提高电机效率,成为电动汽车制造的理想材料。新能源汽车电控系统因高压化需求,铜材用量较传统汽车显著增加。根据国际铜业协会(ICA)的研究报告,一辆纯电动汽车平均使用约83公斤铜,而传统燃油车约为23公斤。

功率模块的交流和直流端是铜材料应用的关键部件之一,作为电流传输与散热的核心载体,主要负责连接IGBT、电容等关键部件,宛如汽车内部的“电力高速公路”,将电流传输到各个部件。

在新能源汽车运行时,动力电池组的输出电压将达到500V到700V,如此高压的电流无疑对铜排的导电性能和散热性能都提出了极高的要求,其加工精度直接关乎系统稳定性与寿命。传统加工工艺难以兼顾高导电、强连接与微米级精度,成为制约电控系统稳定性的关键瓶颈。

华工激光,铜材激光加工专家

“激光+智造”全面攻克铜材加工难题

铜材加工需要面对几大显著难题:

1.易氧化:

铜材暴露在空气中会快速生成氧化层,未清除干净的氧化层可能导致接触不良,轻则降低系统效率,重则产生局部高温,从而导致连接点烧蚀,威胁行车安全。

2.高导热:

铜的高导热性使其在焊接时热量迅速散失,传统焊接方法(如氩弧焊)难以形成稳定熔池,易出现虚焊或气孔等问题,可能会导致焊点电阻升高,大电流工况下可能熔断,造成IGBT模块损坏。

3.高精度:

电控系统对铜排的安装精度要求极高,同时高集成、轻量化的发展趋势下,电机零部件尺寸不断变小、变薄,为保障汽车稳定高效运行,稳定、高精的加工工艺是众多厂家探求的重点。

面向新能源汽车行业中铜材加工的痛难点,华工激光持续升级“激光+智造”整体解决方案,以高精度、高效率和高稳定性的激光技术破解铜材高反射、热敏感等加工难题,以全流程技术革新助力电控系统实现高效、可靠、长寿命运行,为新能源汽车性能跃升提供坚实保障。

铜排激光焊接智能装备

精 · 焊接

适用于IGBT模块与铜排的高精度焊接,以确保电流的顺畅流通和热量的有效散发。

焊缝品质优:单道焊缝良率 99.99%

焊点拉力大:1mm铜板焊接平均拉力>1000N

熔深稳定:CPK>1.67

焊接效率高:单焊缝加工时长0.7~1S

铜排激光清洗智能装备

净 · 清洗

适用于铜排表面的氧化物、污垢和杂质等高精度清理,显著提高后续工艺生产良率。

清洗标准高:铜材清洗最高达氧化度0级

精准控制:视觉定位,测高补偿

洁净度高:清洗完后Ra<1

清洗效率高:15mm*15mm平均清洗时间 1~1.3S

铜排激光去胶智能装备

细 · 去胶

适用于去除芯片模块周围及表面的残留胶体,包括边胶、溢胶、固化胶等,提高芯片的再利用率和生产良率。

无损基材:去胶不损失镀层,不漏铜

洁净度高:表面洁净度满足 IS016232 要求,表面粗糙度 Ra1.6,Rz在6.3~10

去除精度高:塑封体外围溢胶、毛刺等残留≤0.1mm

去胶效率高:扫描速度4500~8000mm/s

新能源汽车三电系统持续向更高效率、更高可靠趋势迈进,面对行业对铜材加工的全面需求,华工激光深耕激光智造领域,聚焦铜材加工纵深创新领域,致力打造“汽车电子铜材精密加工专家”标杆形象,助力客户突破性能瓶颈、制胜技术高地。

关于华工激光

华工激光是中国激光工业化应用的开创者、引领者,全球激光加工解决方案权威提供商。我们全面布局激光智能装备、量测与自动化产线、智慧工厂建设,为智能制造提供整体解决方案。

我们深刻把握制造业发展趋势,不断丰富产品和解决方案,坚持探索自动化、信息化、智能化与制造业的融合,为各行业提供包括全功率系列的激光切割系统、激光焊接系统、激光打标系列、激光毛化成套设备、激光热处理系统、激光打孔机、激光器及各类配套器件、激光加工专用设备及等离子切割设备,及自动化产线、智慧工厂建设整体方案。

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