近年来,新能源汽车及其广泛采用的层叠式动力电池受到越来越广泛的关注,研究动力电池模组连接以及模组内部单体连接工艺及质量势在必行。层叠式动力锂电池正负极铜/铝材料的连接和极片-汇流板之间的连接广泛地采用超声金属焊接工艺。超声金属焊接是一种高效便捷的固相连接方式,通过在工件纵向施加压紧力以及横向高频摩擦振动来实现材料之间的连接。尽管随着技术的发展,工业领域越来越广泛地运用超声金属焊接技术,然而超声金属焊接受到材料特性和材料厚度变化的影响,焊接过程中的连接机制和理论模型尚不明确。本文以铝/铜金属极片为研究对象,研究超声金属焊接参数对焊接强度及焊接后工件导电性能的影响。在此基础上本文提出超声金属焊接—胶接的方式,有效地提高了接头的失效载荷。并在响应面回归的基础上,提出了SVM-FRDS支持向量机模糊规则获取系统学习方式对超声金属焊接强度预测,具体的研究内容如下:(1)建立超声金属焊接能量损失模型本文以铝/铜金属极片为研究对象,研究了铝铜异种金属超声金属焊接以及超声金属胶焊的工艺和机理,确定了超声焊接过程中的焊接参数梯度,对接头的力学性能等内容进行了深入的讨论。正交试验分析证明,通过调整超声金属焊接参数——焊接压力、焊接幅度和焊接时间,都能提高焊接剪切强度。(2)提出超声金属胶焊工艺方法本文借鉴了胶粘剂铆接在金属连接上的应用,创新地提出将超声金属焊接与胶焊相结合的超声金属胶焊(UMWB)来连接铝铜异种金属,研究了胶粘剂在不同固化条件下以及不同质量分数胶粘剂对铝铜异种金属焊接质量的影响。电化学工作站循环伏安测试显示不同质量分数石墨导电材料的胶粘剂,超声金属胶焊接头导电性存在明显区别。导电材料质量分数为15wt.%时,导电性效果最好。与此同时,胶层在一定程度上可以延缓焊缝区域中裂纹的扩展,通过胶层和焊缝协同受载作用提升焊接接头的力学性能。(3)改进支持向量机模型对超声金属焊接质量的预测本文针对超声金属焊接过程的复杂性,提出了一种改进的支持向量机模糊规则回去系统(SVM-FRDS)对包括焊接接头剪拉强度在内的焊接数据进行学习预测的方法,支持向量机抽取向量的特点是提供了训练数据产生模糊规则的机制。通过模糊抽取的方式,采用模糊基函数作为推理系统进行自适应学习,可以有效地获取超声金属焊接焊接过程中焊接接头剪拉强度预测值的知识模型,批量RMS为0.96,增量RMS为1.06时,焊接质量预测模型的复杂程度和精度可以满足要求。在此基础上,本文对采用支持向量机得到的参数进行焊接装配试验,并运用到层叠式软包电池的中试试验上,经过466周充放电循环电池失效,证明了焊接质量预测模型的有效性。