Laserschweißen von Leistungselektronik

Elektrofahrzeuge besitzen Wechselrichter und Motoren, um die elektrische Energie in Bewegung umzuwandeln. Da hierbei hohe Ströme auftreten, sind alle stromführenden Komponenten mit großen Querschnitten und geringen Leitungswiderständen versehen. Der Werkstoff Kupfer kommt neben Aluminium am häufigsten zum Einsatz. 

Die stromführenden Teile müssen möglichst stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Hierbei hat sich das Laserschweißen als ideales Fügeverfahren durchgesetzt. Kupferbasierte Teile der Leistungselektronik und des Stators können mit dem Laser schnell, präzise und flexibel gefügt werden.

Laserschweißen von Hairpins

Der Stator moderner Elektrofahrzeuge beinhaltet gebogene Kupferstäbe (sogenannte Hairpins), die mit Hilfe von Strom ein Magnetfeld erzeugen. Diese Kupferstäbe müssen dabei stirnseitig mit einem präzisen Schweißprozess exakt verbunden werden. Dabei spielt eine vorgelagerte Bauteillageerkennung eine Schlüsselrolle. Erst durch das genaue Erkennen der Position der Hairpins, kann der Laser punktgenau auf die Teile fokussiert werden. Das Schweißergebnis ist eine stoffschlüssige, fehlerfreie Verbindung der Hairpin-Drähte.

Die RSU Anwendersoftware bietet die gesamte Funktionalität, um den Hairpin-Schweißprozess rasch und sicher zu parametrieren und durchzuführen. Hervorzuheben sind  Features wie:

  • 3D-Darstellung der Schweißaufgabe
  • Prozessorientierte ScaVis Parametrierung (Bauteillageerfassung)
  • Übermittlung der geschweißten Hairpin-Geometrien an die SPS-Steuerung
  • Echtzeit-Eingriff des Anwenders zum optionalen manuellen Setzen der Schweißnaht
  • Vollständige Verfügbarkeit der Bauteilfotos für den Anwender

Typische Systemkonfiguration