Σφράγιση θήκης μπαταρίας αλουμινίου και πλάκα κάλυψης: Βασικός ποιοτικός έλεγχος για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας

Οι θήκες μπαταριών 3003/3005 από κράμα αλουμινίου απαιτούν ελεγχόμενο βαθύ τράβηγμα, σταθερότητα διαστάσεων και-ελάχιστη συγκόλληση για να αντέχουν τις εσωτερικές αλλαγές πίεσης σε εφαρμογές EV και ESS. Η Xiamen APOLLO Technology κατασκευάζει προσαρμοσμένες θήκες μπαταριών και πλάκες κάλυψης αλουμινίου χρησιμοποιώντας σφράγιση ακριβείας, συγκόλληση με λέιζερ, επιθεώρηση διαρροής ηλίου και συστήματα ποιοτικού ελέγχου επιπέδου PPAP 3.

 

 

 

Επιλογή υλικού: 3003-H14 και 3005 Ιδιότητες αλουμινίου υπό τον έλεγχο κατασκευής ISO 9001

 

Τα κελύφη μπαταριών αλουμινίου που χρησιμοποιούνται σε πακέτα μπαταριών-ιόντων λιθίου απαιτούν ισορροπία μεταξύ της μορφοποίησης, της μηχανικής αντοχής, της αντίστασης στη διάβρωση και της απόδοσης ηλεκτρικής μόνωσης.

Τα πιο κοινά υλικά είναι τα κράματα αλουμινίου 3003-H14 και 3005. Η περιεκτικότητά τους σε μαγγάνιο βελτιώνει τη δομική σταθερότητα κατά τη διάρκεια των διεργασιών βαθιάς έλξης διατηρώντας παράλληλα χαμηλή πυκνότητα.

 

Υλικό	Κύριο στοιχείο κράματος	Αντοχή εφελκυσμού	Επιμήκυνση	Πυκνότητα	Τυπική Εφαρμογή
3003-H14 Αλουμίνιο	Κράμα Al-Mn	140-180 MPa	3-8%	2,73 g/cm³	Κέλυφος μπαταρίας EV, κέλυφος μπαταρίας ESS
3005 Αλουμίνιο	Κράμα Al-Mn-Mg	150-200 MPa	4-10%	2,72 g/cm³	Περίβλημα μπαταρίας υψηλής- αντοχής
C1100 Χαλκός	Cu Μεγαλύτερο ή ίσο με 99,90%	205-275 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 35%	8,96 g/cm³	Στοιχεία αγώγιμα μπαταρίας
C2680 Ορείχαλκος	Cu-κράμα Zn	300-450 MPa	20-40%	8,47 g/cm	Τερματικά και σφραγισμένα ηλεκτρικά μέρη

 

Για κυλινδρικές, πρισματικές δομές και μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας, το πάχος του υλικού κυμαίνεται συνήθως από 0,5 mm έως 1,5 mm, ανάλογα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού της συσκευασίας.

 

Η διαδικασία βαθιάς σχεδίασης πρέπει να ελέγχεται:

Κενή δύναμη συγκράτησης: 30-120 kN ανάλογα με το μέγεθος του κελύφους
Αναλογία σχεδίασης: γενικά μικρότερη ή ίση με 2,0 για το πρώτο- σχέδιο
Μείωση πάχους τοιχώματος: ελέγχεται εντός 10-20%
Ανοχή διαστάσεων: τυπικά ±0,05mm, κρίσιμες περιοχές έως ±0,01mm
Τραχύτητα επιφάνειας: Ra Μικρότερη ή ίση με 0,8μm για επιφάνειες στεγανοποίησης

 

 

Τα κελύφη των μπαταριών αλουμινίου είναι ευαίσθητα στις συνθήκες ροής υλικού. Η υπερβολική παραμόρφωση προκαλεί μικρορωγμές, ενώ η ανεπαρκής πίεση δημιουργεί ρυτίδες.

Κοινά ελαττώματα και μέθοδοι ελέγχου:

 

Τύπος ελαττώματος	Βασική αιτία	Μηχανικός Έλεγχος
Ράγισμα τοίχου	Υπερβολική τάση εφελκυσμού κατά τη διάρκεια του σχεδίου	Βελτιστοποιημένη ακτίνα μήτρας και λίπανση
Αραίωση βυθού	Ανώμαλη ροή υλικού	Προοδευτική προσομοίωση σχεδίου
Επιφανειακές γρατσουνιές	Μόλυνση ή κακή λίπανση	Αυτόματο σύστημα καθαρισμού
Απόκλιση διάστασης	Springback μετά το σχηματισμό	Επιθεώρηση CMM και σχεδιασμός αποζημίωσης
Σχίσιμο αλουμινίου	Ακατάλληλο μέγεθος κενού	Ανάλυση DFM πριν την επεξεργασία εργαλείων

 

Η Apollo χρησιμοποιεί μήτρες προοδευτικής σφράγισης, μήτρες μηχανικής κατεργασίας ακριβείας και συστήματα επιθεώρησης CMM για να επαληθεύσει τις κρίσιμες διαστάσεις πριν από τη μαζική παραγωγή.

 

 

 

Συγκόλληση με λέιζερ Cu-Απόδοση σύνδεσης καλύμματος με Al και αλουμίνιο υπό πίεση

 

Οι πλάκες καλύμματος μπαταριών ενσωματώνουν πολλαπλά λειτουργικά εξαρτήματα:

Θετικά και αρνητικά τερματικά

Αντιεκρηκτικές-βαλβίδες εξαερισμού

Θύρες έγχυσης υγρού

Κατασκευές απελευθέρωσης πίεσης ασφαλείας

Διεπαφές σύνδεσης διαύλου

Η διαδικασία συγκόλλησης επηρεάζει άμεσα την ασφάλεια της μπαταρίας επειδή η ατελής σύντηξη ή οι πόροι μπορεί να προκαλέσουν διαρροή ηλεκτρολύτη και αστοχία πίεσης.

Για καλύμματα μπαταριών αλουμινίου, οι κοινές τεχνολογίες σύνδεσης περιλαμβάνουν:

 

Τεχνολογία Συγκόλλησης	Εισαγωγή θερμότητας	Τυπική Εφαρμογή	Ποιοτικός έλεγχος
Συγκόλληση με λέιζερ Αλ-Αλ	Χαμηλή τοπική θερμότητα	Σφράγιση πλάκας κάλυψης	Επιθεώρηση διείσδυσης συγκόλλησης
Συγκόλληση με λέιζερ Cu-Αλ	Υψηλή δυσκολία λόγω διαφορετικών σημείων τήξης	Σύνδεση τερματικού	Μεταλλογραφική ανάλυση
Συγκόλληση με αντίσταση	Μέτρια εισαγωγή θερμότητας	Λεπτό φύλλο ένωσης	Παρακολούθηση ρεύματος και πίεσης
Συγκόλληση Μοριακής Διάχυσης	Ένταξη σε στερεά-κατάσταση	Υψηλής-αξιοπιστίας αγώγιμες αρθρώσεις	Δοκιμή εφελκυσμού και ηλεκτρικής ενέργειας
Αντίσταση Ασημένιο Συγκόλληση	Σύνδεση υψηλής αγωγιμότητας	Ηλεκτρικά μέρη επαφής	Δοκιμή διατμητικής αντοχής

 

Οι παράμετροι συγκόλλησης με λέιζερ απαιτούν αυστηρό έλεγχο:

Ισχύς λέιζερ: 800W-3000W, ανάλογα με το πάχος του υλικού
Ταχύτητα συγκόλλησης: 50-300mm/s
Βάθος διείσδυσης: Μεγαλύτερο ή ίσο με το 80% του πάχους του υλικού
Πορώδες συγκόλλησης: ελέγχεται κάτω από τα εσωτερικά όρια προδιαγραφών
Αντοχή επαφής: τυπικά<0.1mΩ for conductive joints

 

 

Η αντιεκρηκτική βαλβίδα-είναι ένα κρίσιμο εξάρτημα ασφαλείας στα συστήματα μπαταριών λιθίου.

 

Η επικύρωση κατασκευής συνήθως περιλαμβάνει:

Δοκιμή πίεσης διάρρηξης

Δοκιμή διαρροής ηλίου

Επιθεώρηση διείσδυσης συγκόλλησης

Μεταλλογραφική ανάλυση διατομής-

Επικύρωση θερμικού κύκλου

Τυπικές απαιτήσεις:

 

Στοιχείο δοκιμής	Απαίτηση Μηχανικής
Ποσοστό διαρροής ηλίου	Μικρότερο ή ίσο με 1×10-6 Pa·m3/s
Δοκιμή πίεσης διάρρηξης	Σύμφωνα με τις προδιαγραφές της μπαταρίας
Διείσδυση συγκόλλησης	Πάχος μεγαλύτερο ή ίσο με 80%.
Οπτική επιθεώρηση συγκόλλησης	Χωρίς ρωγμές, ατελής σύντηξη ή υπερβολικό πιτσίλισμα
Διατήρηση πίεσης	Σταθερό μετά από θερμική ανακύκλωση

 

Ζητήστε δωρεάν αξιολόγηση και προσφορά DFM

 

 

Επιθεώρηση στεγανότητας αερίου με χρήση φασματομετρίας μάζας ηλίου

 

Οι κατασκευαστές μπαταριών απαιτούν αξιόπιστη απόδοση στεγανοποίησης επειδή ακόμη και η μικροσκοπική διαρροή μπορεί να επιταχύνει την υποβάθμιση του ηλεκτρολύτη και να μειώσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Η ανίχνευση διαρροής με φασματοσκοπία μάζας ηλίου παρέχει υψηλότερη ευαισθησία σε σύγκριση με τη συμβατική δοκιμή πίεσης αέρα.

 

Μέθοδος Επιθεώρησης	Δυνατότητα ανίχνευσης	Εφαρμογή
Δοκιμή εμβάπτισης στο νερό	Χαμηλή ευαισθησία	Βασική επαλήθευση σφράγισης
Δοκιμή αποσύνθεσης πίεσης αέρα	Μέτρια ευαισθησία	Προβολή παραγωγής
Δοκιμή φασματόμετρου μάζας ηλίου	Μικρότερο ή ίσο με 10-6 Pa·m3/s	Επικύρωση σφράγισης καλύμματος μπαταρίας EV

 

Η Apollo ενσωματώνει τη δοκιμή διαρροών στον ποιοτικό έλεγχο παραγωγής για να επαληθεύει κάθε κρίσιμη δομή στεγανοποίησης.

 

 

Οι πελάτες αυτοκινήτων απαιτούν πλήρη τεκμηρίωση έγκρισης παραγωγής πριν από τη μαζική παράδοση.

 

Το τυπικό πακέτο PPAP επιπέδου 3 περιλαμβάνει:

Μηχανικά σχέδια

Πιστοποιητικά υλικού

Διάγραμμα ροής διαδικασίας

PFMEA

Σχέδιο Ελέγχου

Ανάλυση συστήματος μέτρησης (MSA)

Μελέτη ικανότητας (Cp/Cpk)

Δείγμα έκθεσης επιθεώρησης

Αρχεία έγκρισης παραγωγής

 

Για τα δομικά στοιχεία της μπαταρίας EV, η ικανότητα διαστάσεων συνήθως στοχεύει:

Cpk Μεγαλύτερο ή ίσο με 1,33 για γενικές διαστάσεις

Cpk Μεγαλύτερο ή ίσο με 1,67 για κρίσιμες διαστάσεις σφράγισης

Η Apollo λειτουργεί υπό:

Σύστημα διαχείρισης ποιότητας αυτοκινήτου IATF 16949

Σύστημα διαχείρισης ποιότητας ISO 9001

Συμμόρφωση RoHS

Συμμόρφωση REACH

 

 

Ολοκληρωμένη παραγωγή από την ανάπτυξη εργαλείων στη μαζική παραγωγή

 

Η Xiamen Apollo παρέχει λύσεις κατασκευής OEM για θήκες μπαταριών EV, κελύφη μπαταριών ESS και πλάκες κάλυψης αλουμινίου.

 

Η ροή εργασιών παραγωγής περιλαμβάνει:

Εισερχόμενος έλεγχος υλικού

Σχεδιασμός καλουπιού και ανάλυση DFM

Βαθιά σχεδίαση αλουμινίου

CNC δευτερεύουσα κατεργασία

Συγκόλληση και σφράγιση με λέιζερ

Επιφανειακή επεξεργασία

Επιθεώρηση διαστάσεων

Δοκιμή διαρροής

Υποβολή ΠΠΑΠ

Παράδοση μαζικής παραγωγής

 

 

 

Κατασκευαστική ικανότητα	Προσδιορισμός
Υλικό	3003-H14, 3005 κράμα αλουμινίου
Ανοχή σφράγισης	±0,01mm κρίσιμη περιοχή
Τεχνολογία συγκόλλησης	Συγκόλληση με λέιζερ, συγκόλληση με αντίσταση
Εξοπλισμός επιθεώρησης	CMM, οπτικό σύστημα μέτρησης
Δοκιμή διαρροής	Φασματομετρία μάζας ηλίου
Σύστημα ποιότητας	IATF 16949, ISO 9001
Επικύρωση παραγωγής	PPAP Επίπεδο 3
Χρόνος παράδοσης πρωτοτύπου	20-30 ημέρες
Χρόνος παράδοσης μαζικής παραγωγής	15-20 ημέρες

 

 

Ο σχεδιασμός του περιβλήματος της μπαταρίας απαιτεί συνεργασία μεταξύ μηχανικών υλικών, δομικών μηχανικών και ομάδων κατασκευής.

 

Ο Απόλλων υποστηρίζει:

Πρώιμο-στάδιο ανάλυση DFM

Βελτιστοποίηση επιλογής υλικού

Ανασκόπηση σκοπιμότητας σφράγισης

Επικύρωση διαδικασίας συγκόλλησης

Παραγωγή πρωτοτύπων

Έλεγχος ποιότητας μαζικής παραγωγής

 

Για τους πελάτες που αναπτύσσουν νέες πλατφόρμες μπαταριών, η πρώιμη επικοινωνία μηχανικής συμβάλλει στη μείωση των κύκλων τροποποίησης εργαλείων και των κινδύνων παραγωγής.

 

 

Τι επίπεδο PPAP μπορεί να προσφέρει ένας κατασκευαστής θήκης μπαταριών αλουμινίου για έργα EV;

Η Apollo παρέχει τεκμηρίωση Επιπέδου 3 PPAP, συμπεριλαμβανομένων των εκθέσεων PFMEA, Σχεδίου Ελέγχου, MSA, ανάλυσης δυνατοτήτων και αναφορών επιθεώρησης διαστάσεων.

 

Πόσο διαρκείπροσαρμοσμένο κέλυφος μπαταρίας αλουμινίουλήψη εργαλείων και δειγματοληψίας;

Τα τυπικά εργαλεία και η δειγματοληψία πρωτοτύπων απαιτούν 20-30 ημέρες, ανάλογα με την πολυπλοκότητα του κελύφους και τις απαιτήσεις επικύρωσης.

 

Πώς ελέγχεται η διαρροή συγκόλλησης καλύμματος μπαταρίας πριν από τη μαζική παραγωγή;

Τα καλύμματα των μπαταριών επικυρώνονται μέσω δοκιμής διαρροής με φασματόμετρο μάζας ηλίου, επιθεώρησης συγκόλλησης και δοκιμής απόδοσης πίεσης.