SQLAlchemy non sa della tua applicazione Flask. Quindi, se vuoi usare SQLAlchemy puro devi gestire le connessioni.
Affrontare questi argomenti da soli senza una conoscenza sufficiente su connessioni db, connessioni persistenti e pool di connessioni può portare a prestazioni ed errori molto scarsi. La migliore pratica consiste nell'usare Flask-SQLAlchemy per astrarre la gestione della connessione db.