2023激光大世界夏天为什么会有电动雪地摩托？展会参观者应感谢芬兰汽车制造商的北极首映式 极光动力总成公司。这家初创公司已经为该地区的北极温度开发了具有极高能量密度的耐寒电池。为此所需的量身定制的连接技术来自激光焊接专家 来自亚琛的弗劳恩霍夫激光技术研究所 ILT。

　　世界上可能最小但肯定最酷的汽车制造商之一位于芬兰的最北部。位于罗瓦涅米的初创公司 Aurora Powertrains Oy 开发了 eSled，这是世界上第一款电动雪地摩托之一。研究人员的动机：即使在寒冷中也能实现可持续的机动性，因为电动雪地摩托不排放任何二氧化碳，并且在北极景观中行驶时噪音较小。雪地摩托重达 270 公斤，一次充电可行驶 40 至 100 公里，具体取决于电池容量（能量容量：7 至 21 千瓦时）。超过190Wh/kg，自主研发的IP67级防水防尘电池的超高能量密度令人瞩目。

　　全方位支持：从创意到量产

　　使用具有 0.2 毫米薄电铜和铝触点的锂离子 NMC 软包电池。由于生产中没有足够的空间来有效使用超声波焊接设备，Aurora Powertrains 在 Fraunhofer ILT 开发了一种量身定制的激光焊接工艺。“我们评估了这个想法，制作了第一批样品，并支持这家芬兰初创企业的进一步发展，” 博士解释说。Alexander Olowinsky，Fraunhofer ILT 的连接和切割部门负责人。“现在我们支持他们实施大规模生产。”

　　芬兰人使用波长为 1070 nm、光束宽度为 30 µm 的单模 1 kW 光纤激光器进行焊接，其控制电子设备可在本地调制功率。

　　因此，激光束不是沿直线引导，而是沿带有叠加圆圈的线引导到部件上。“支持功率调制的一件事是，我们可以使用相同的激光功率显着增加焊缝的宽度，从而增加导电性，”Fraunhofer ILT 的研究员 Sören Hollatz 解释道。

　　红外激光焊接快速有效

　　亚琛人决定使用传统的红外激光进行连接，这里是铝电池避雷器到铜避雷器。“因为铝在上面，所以吸收绿色或蓝色激光波长的优势不如铜那么显着。相反，在这种情况下，我们更喜欢光束直径小的红外激光器，”Sören Hollatz 说。“由于系统的原因，目前绿色或蓝色的光束质量更差。因此，单模红外激光器是更优雅、更快速且更具成本效益的解决方案。”

　　由于其高能量密度和 IP67 等级，新设计的电池概念已经引起了各行各业公司的兴趣。基本模块作为基础，初创公司通过激光焊接插头触点将其连接到电池。由于尺寸和电压概念可以调整，来自北极的电池也适用于工作机械、储能设备和更大的车辆。

　　可扩展电池概念也适用于电动卡车

　　“由于可扩展性，我们甚至可以生产用于电动卡车的电池，与传统电池模块相比，只需付出适度的额外技术努力，”Aurora Powertrains 首席执行官兼联合创始人 Matti Autioniemi 自豪地解释道。“我们目前正在为一家芬兰电动船公司和一款电池设计为 120 kWh 的越野车开发概念。我们在 4 月份启动了一个新项目，以开发一种特殊电动船只的概念。”

　　感兴趣的人可以在 2023 年 6 月 27 日至 30 日于慕尼黑举行的光子学激光世界上了解北极首映式的详细信息，芬兰人将与 Fraunhofer ILT 的专家一起展示他们的 eSled 和电池概念。