FDS：Pack连接工艺的新技术
内容来源：摘自《动力电池系统关键制造工艺技术研究报告》
随着铝合金材料在轻量化电池托盘中的加速推广和应用，铝合金型材以及铝压铸件所占的比例不断增加。对于板件与型材等管状封闭结构的连接，SPR、点焊等双边连接工艺已无法满足。目前广泛采用的单边连接方法是FDS（ FlowDrill Screw）流钻螺钉工艺，简称流钻工艺。
“流钻螺钉”工艺是一种高速旋转软化连接零件并自攻丝最后拧紧，中心孔处的母材被挤出并在下层板的底部形成一个环状的套管，最终在板材与螺钉之间形成螺纹连接的一种工艺。该工艺可以在较小变形的情况下实现单边连接，且为一种可拆卸的紧固方式，同时又具备密封效果好、工作环境清洁等一些列优势。
FDS工艺流程
如图3-98所示，FDS连接工艺过程包括六个阶段：旋转（加热）→穿透→通孔→攻螺纹→拧螺纹→紧固。
图3-98 FDS流钻连接工艺过程
具体如下：
（1） 加热：流钻螺钉低速低压与板件表面接触。
（2） 穿透：板件在流钻螺钉的高转速高压力作用下产生塑性变形。（Weber称为“流Flow”前期）
（3） 通孔：流钻螺钉在板件上钻出柱型通孔。（Weber称为“流Flow”中期）
（4） 攻螺纹：板件被流钻螺钉钻破，转速及压力降低，使流钻螺钉可以在孔内自攻螺纹。（Weber称为“流Flow”后期）
（5） 拧螺纹：正常螺钉拧紧过程。
（6） 紧固：板件冷却并与流钻螺钉紧密贴合，形成一个防护等级极高的连接。
从FDS连接工艺来看，在铝合金电池托盘及与轻量化车身连接领域未来应用空间很大，但是，FDS连接工艺并不是完美无缺，其有些缺点也制约了其发展：
（1） FDS的设备系统成本远高于电阻点焊，铆钉成本也较高；
（2） 单面施力，连接时需要高强度的刚性支撑，在电池托盘加工中需要专门设计支撑工装；
（3） 工艺完成后材料正反面均有较大凸起，同时大量使用会增加重量（M5单个螺钉重4~5g，而SPR铆钉约0.3~0.8g）；
如图3-99所示为FDS连接工艺纵切面图，可以直观感受此连接工艺的效果。
图3-99 FDS流钻连接工艺纵切面
目前，这项工艺在一些代表性车型中已得到量产的应用，
比如蔚来ES8，其电池托盘整体结构采用“框架型材+底板”的方式，早期采用搅拌摩擦焊将底板连接到框架型材上，后期则采用了FDS流钻螺钉工艺+密封胶的方式将底板固定到型材框架上；
又比如大众MEB它的冷板与下箱体的连接也采用了FDS的工艺；
再比如，特斯拉Model 3的下箱体内表面的一些位置的连接也采用了该种工艺。
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