Ανάλυση της διαδικασίας κατασκευής του περιβλήματος μπαταριών από κράμα αλουμινίου: Πώς να επιλέξετε μεταξύ διεργασιών CNC, χύτευσης, λαμαρίνας και διέλασης;

Με την ταχεία ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων, συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, εξοπλισμού επικοινωνίας και βιομηχανικών ηλεκτρονικών προϊόντων, τα περιβλήματα από κράμα αλουμινίου έχουν γίνει ένα σημαντικό στοιχείο των ηλεκτρονικών δομών υλικού. Για διάφορους τύπους μπαταριών ισχύος και μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας, το περίβλημα όχι μόνο παρέχει μηχανική προστασία, αλλά πρέπει επίσης να πληροί τις απαιτήσεις για απαγωγή θερμότητας, ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, στεγανοποίηση, αντοχή στη διάβρωση και ελαφρύ βάρος.

 

Οι κοινές εφαρμογές στην αγορά περιλαμβάνουν θήκες αλουμινίου για πακέτα μπαταριών λιθίου EV, θήκες αλουμινίου για μπαταρίες αυτοκινήτων και θήκες αλουμινίου για πακέτα μπαταριών λιθίου Powerwall που χρησιμοποιούνται σε οικιακά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Αυτά τα προϊόντα έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τη δομική αντοχή, την ακρίβεια διαστάσεων και το κόστος κατασκευής του περιβλήματος, καθιστώντας την επιλογή της κατάλληλης διαδικασίας κατασκευής ζωτικής σημασίας.

 

Τα κράματα αλουμινίου έχουν πλεονεκτήματα όπως μικρό βάρος, εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα, ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση και καλή μηχανική ικανότητα, επομένως χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή θηκών αλουμινίου μπαταριών LFP, περιβλημάτων μπαταριών ισχύος και περιβλημάτων βιομηχανικού εξοπλισμού ελέγχου.

 

 

 

Επί του παρόντος, η κατασκευή περιβλημάτων από κράμα αλουμινίου περιλαμβάνει κυρίως τις ακόλουθες τέσσερις διαδικασίες:

CNC μηχανική κατεργασία ακριβείας
Κάμψη λαμαρίνας
Εξώθηση προφίλ αλουμινίου
Χύτευση υψηλής-πίεσης

Διαφορετικές διαδικασίες είναι κατάλληλες για διαφορετικές δομές προϊόντων, κλίμακες παραγωγής και απαιτήσεις προϋπολογισμού.

 

Γενικά μιλώντας:

Η κατεργασία CNC προτιμάται για μικρά-πρωτότυπα σε παρτίδες και προϊόντα υψηλής{1}ακριβείας. Τα σασί ή τα ντουλάπια ελέγχου μεγάλου μεγέθους- είναι κατάλληλα για διεργασίες λαμαρίνας. Οι ψύκτρες θερμότητας σε σχήμα μακράς λωρίδας-και τα περιβλήματα του ελεγκτή είναι κατάλληλα για διαδικασίες εξώθησης. προϊόντα μεγάλου-όγκου με πολύπλοκες δομές είναι πιο κατάλληλα για διεργασίες χύτευσης.

 

 

Η κατεργασία με CNC είναι μια τυπική διαδικασία αφαιρετικής κατασκευής, με χρήση εργαλειομηχανών CNC για την κοπή της επιθυμητής δομής από ένα μόνο μπλοκ αλουμινίου.

Τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα αυτής της διαδικασίας είναι:

 

Υψηλή-ακρίβεια διαστάσεων
Υψηλή δομική ελευθερία
Άριστη ποιότητα επιφάνειας
Κατάλληλο για πολύπλοκες τρισδιάστατες-κατασκευές

 

Η μηχανική κατεργασία CNC χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή περιβλημάτων για ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής τεχνολογίας-και συστήματα μπαταριών υψηλής απόδοσης. Για παράδειγμα:

Θήκη αλουμινίου για μπαταρία αυτοκινήτου LiFePO4
Θήκη αλουμινίου για ηλεκτρικό αυτοκίνητο αυτοκινήτου LiFePO4 Πακέτο μπαταριών
Περίβλημα οργάνων δοκιμών ακριβείας
Στέγαση Ελεγκτή Βιομηχανικού Αυτοματισμού

Τα κοινά υλικά περιλαμβάνουν κράματα αλουμινίου 6061-T6 και 7075.

 

Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού, πρέπει να σημειωθούν τα ακόλουθα:

Δεν μπορούν να επιτευχθούν τέλειες ορθές γωνίες για εσωτερικές γωνίες. Οι βαθιές οπές και οι βαθιές κοιλότητες αυξάνουν τη δυσκολία κατεργασίας. Οι πολλαπλές λειτουργίες σύσφιξης επηρεάζουν την ακρίβεια και αυξάνουν το κόστος.

Επομένως, η κατεργασία CNC είναι πιο κατάλληλη για προϊόντα υψηλής-προστιθέμενης αξίας-και μικρά- έργα παραγωγής παρτίδων.

Sheet Metal Bending: An Economic Solution for Large Battery Cases

Η επεξεργασία λαμαρίνας περιλαμβάνει κυρίως κοπή με λέιζερ, σφράγιση και κάμψη για την κατασκευή προϊόντων.

 

Στα χαρακτηριστικά του περιλαμβάνονται:

Υψηλή χρήση υλικών. Χαμηλό κόστος καλουπιού? Κατάλληλο για μεγάλα δομικά στοιχεία. Σύντομος κύκλος παραγωγής.

Πολλά ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας, ντουλάπια μπαταριών και εφεδρικά συστήματα ισχύος χρησιμοποιούν κατασκευές από λαμαρίνα.

 

Για παράδειγμα:

Θήκη αλουμινίου για αντικατάσταση κινητήρα Πακέτο μπαταρίας μολύβδου
Θήκη αλουμινίου για πακέτο μπαταριών 12V LiFePO4 Primatic Type Cell Κέλυφος αλουμινίου
(Ένα ντουλάπι μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας βιομηχανικό περίβλημα εξοπλισμού διανομής ενέργειας)

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην ακτίνα κάμψης, την παραμόρφωση συγκόλλησης και την αντοχή της σύνδεσης με σπείρωμα κατά τη σχεδίαση λαμαρίνας.

Επειδή οι επιφάνειες λαμαρίνας είναι επιρρεπείς σε σημάδια συγκόλλησης και εσοχές κάμψης, οι διαδικασίες βαφής με σκόνη ή βαφής χρησιμοποιούνται συνήθως για μετα{0}}επεξεργασία για να επιτευχθεί καλύτερη εμφάνιση.
 

 

Η εξώθηση αλουμινίου είναι μια διαδικασία σχηματισμού ενός προφίλ συνεχούς διατομής-με πίεση θερμαινόμενων ράβδων αλουμινίου μέσα από μια μήτρα.

Αυτή η διαδικασία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για:

 

Κατοικίες ελεγκτών
Εξοπλισμός φωτισμού LED
Εξοπλισμός Επικοινωνίας
Σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS)

Για προϊόντα που απαιτούν καλή απαγωγή θερμότητας, η εξώθηση μπορεί να σχηματίσει απευθείας πτερύγια απαγωγής θερμότητας κατά το στάδιο του σχεδιασμού προφίλ.

 

Επί του παρόντος χρησιμοποιείται ευρέως σε:

Θήκη αλουμινίου για μπαταρίες ηλεκτρικού ποδηλάτου
Θήκη αλουμινίου για μπαταρίες ιόντων λιθίου ηλεκτρικού ποδηλάτου
Θήκη αλουμινίου για ηλεκτρικό λεωφορείο EV Πακέτο μπαταρίας LiFePO4

Η τεχνολογία εξώθησης έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

Χαμηλότερο κόστος μούχλας.
Υψηλή απόδοση παραγωγής.
Εξαιρετικό αποτέλεσμα ανοδίωσης.
Κατάλληλο για μεσαία-παρτίδα.

 

Ωστόσο, ο περιορισμός του είναι ότι η διατομή-του προϊόντος πρέπει να είναι συνεπής. Συνεπώς, δεν μπορεί να κατασκευάσει πολύπλοκες τρισδιάστατες-δομές.

 

Επιπλέον, μετά την εξώθηση, το προφίλ πρέπει ακόμα να κοπεί, να τρυπηθεί, να χτυπηθεί και να επεξεργαστεί μερικώς με CNC. Το κόστος αυτής της δευτερεύουσας επεξεργασίας πρέπει επίσης να συμπεριληφθεί στην αξιολόγηση.

 

 

Η διαδικασία χύτευσης με χύτευση χρησιμοποιεί υψηλή πίεση για την έγχυση λιωμένου αλουμινίου σε ένα καλούπι χάλυβα για να σχηματίσει τη μπαταρία.

Τα βασικά του πλεονεκτήματα είναι:

 

Χαμηλό κόστος μονάδας.
Υψηλή δομική πολυπλοκότητα.
Κατάλληλο για μαζική παραγωγή.
Εξαιρετική αδιάβροχη απόδοση.

Πολλά περιβλήματα μπαταριών σε νέα ενεργειακά οχήματα και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας παράγονται χρησιμοποιώντας τη διαδικασία χύτευσης υπό πίεση.

 

Οι κοινές εφαρμογές περιλαμβάνουν:

Θήκη αλουμινίου για επαναφορτιζόμενη μπαταρία LiFePO4 Soft Pack
Θήκη αλουμινίου για κύρια μπαταρία λιθίου LiFeS2
Δομικά εξαρτήματα μονάδας μπαταρίας ισχύος
Εξωτερικά αδιάβροχα περιβλήματα Ηλεκτρονικού Εξοπλισμού

Η χύτευση επιτρέπει τη χύτευση ενός κομματιού- ενισχυτικών νευρώσεων, στύλων στερέωσης και πολύπλοκων κατασκευών, μειώνοντας σημαντικά τον αριθμό των εξαρτημάτων και τα βήματα συναρμολόγησης.

 

Ωστόσο, λόγω της υψηλότερης περιεκτικότητας σε πυρίτιο των κραμάτων χυτού αλουμινίου-χυτού αλουμινίου, η ανοδίωση τους γενικά δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των υλικών 6061 ή 6063. Ως εκ τούτου, η βαφή πούδρας, η ηλεκτροφόρηση ή η βαφή χρησιμοποιούνται συχνότερα.

 

Για έργα με ετήσια ζήτηση που υπερβαίνει τις πολλές χιλιάδες μονάδες, η χύτευση με χύτευση έχει συνήθως σημαντικό πλεονέκτημα κόστους.

 

 

 

Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη των αγορών αποθήκευσης ενέργειας και νέων ενεργειακών οχημάτων, η τεχνολογία μπαταριών αλουμινίου συνέχισε να αναπτύσσεται επίσης.

 

Οι κοινές εφαρμογές περιλαμβάνουν:

Κέλυφος αλουμινίου για κυψέλες μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου

Πρισματικές κυψέλες λιθίου (κέλυφος αλουμινίου)

Πρισματικές κυψέλες LFP (κέλυφος αλουμινίου)

Prismatic LFP κύτταρα (κέλυφος αλουμινίου)

Πρισματική μπαταρία λιθίου (κέλυφος αλουμινίου)

 

Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές λύσεις κελύφους από χάλυβα, τα κελύφη αλουμινίου προσφέρουν:

Ελαφρύτερο βάρος?
Καλύτερη απαγωγή θερμότητας.
Προσαρμοστικότητα υψηλότερης ενεργειακής πυκνότητας.
Καλύτερη αντοχή στη διάβρωση.

Ως εκ τούτου, η συσκευασία κελύφους αλουμινίου χρησιμοποιείται ευρέως στην αγορά των πρισματικών μπαταριών λιθίου.

 

 

Επί του παρόντος, ένας μεγάλος αριθμός μπαταριών ισχύος και μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας στην αγορά χρησιμοποιούν δομές πρισματικών κυψελών.

Τα τυπικά προϊόντα περιλαμβάνουν:

 

Κέλυφος αλουμινίου μπαταρίας κυψελών λιθίου
Κέλυφος αλουμινίου κυψελών Li
Κέλυφος αλουμινίου μπαταρίας κυψελών λιθίου
Κέλυφος αλουμινίου μπαταρίας κυψελών λιθίου
Κέλυφος αλουμινίου με κυψέλες λιθίου
Πρισματικές κυψέλες Samsung με κέλυφος αλουμινίου
Κέλυφος αλουμινίου για κέλυφος αλουμινίου μπαταρίας ιόντων λιθίου Samsung

 

Η τετράγωνη δομή του κελύφους από αλουμίνιο όχι μόνο βελτιώνει τη χρήση του χώρου, αλλά επίσης ενισχύει την απόδοση συναρμολόγησης της μονάδας και την απόδοση θερμικής διαχείρισης, κατέχοντας έτσι μια σημαντική θέση στις βιομηχανίες νέων οχημάτων ενέργειας και αποθήκευσης ενέργειας.

 

 

 

Για τους προγραμματιστές προϊόντων και τους μηχανικούς αγορών, μπορούν να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες αρχές:

 

Εάν το προϊόν βρίσκεται στο στάδιο επαλήθευσης Ε&Α, θα πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στη μηχανική κατεργασία CNC.

Εάν το προϊόν είναι ένα μεγάλο ντουλάπι ή περίβλημα αποθήκευσης ενέργειας, η επεξεργασία λαμαρίνας είναι συνήθως πιο οικονομική-.

Εάν το προϊόν έχει μακρόστενη δομή και απαιτεί σχεδιασμό απαγωγής θερμότητας, θα πρέπει πρώτα να εξεταστεί το ενδεχόμενο εξώθησης προφίλ αλουμινίου.

Εάν το έργο έχει εισέλθει στο στάδιο της μαζικής παραγωγής και έχει πολύπλοκη δομή και υψηλές απαιτήσεις προστασίας, η χύτευση με χύτευση είναι συχνά μια πιο λογική επιλογή.

 

Η επιλογή της σωστής διαδικασίας όχι μόνο μπορεί να μειώσει το κόστος παραγωγής, αλλά και να βελτιώσει την απόδοση του προϊόντος, να συντομεύσει τους κύκλους ανάπτυξης και να ενισχύσει την ανταγωνιστικότητα της αγοράς.