Alumīnija sakausējuma akumulatoru korpusa ražošanas procesa analīze: kā izvēlēties starp CNC, liešanas, lokšņu metāla un ekstrūzijas procesiem?

Strauji attīstoties jauniem enerģijas transportlīdzekļiem, enerģijas uzglabāšanas sistēmām, sakaru iekārtām un rūpnieciskajiem elektroniskajiem izstrādājumiem, alumīnija sakausējuma korpusi ir kļuvuši par svarīgu elektroniskās aparatūras konstrukciju sastāvdaļu. Dažādu veidu strāvas akumulatoriem un enerģijas akumulatoriem korpuss nodrošina ne tikai mehānisku aizsardzību, bet arī atbilst prasībām attiecībā uz siltuma izkliedi, elektromagnētisko ekranējumu, hidroizolāciju, izturību pret koroziju un vieglumu.

 

Tirgū izplatītākie lietojumi ietver alumīnija korpusus EV litija akumulatoru komplektiem, alumīnija korpusus automobiļu akumulatoriem un alumīnija korpusus Powerwall litija akumulatoru blokiem, ko izmanto mājas enerģijas uzglabāšanas sistēmās. Šiem izstrādājumiem ir atšķirīgas prasības attiecībā uz korpusa konstrukcijas izturību, izmēru precizitāti un ražošanas izmaksām, tāpēc ir ļoti svarīgi izvēlēties piemērotu ražošanas procesu.

 

Alumīnija sakausējumiem ir tādas priekšrocības kā viegls svars, lieliska siltumvadītspēja, spēcīga izturība pret koroziju un laba apstrādājamība, tāpēc tos plaši izmanto LFP akumulatoru alumīnija korpusu, strāvas akumulatoru korpusu un rūpnieciskās vadības iekārtu korpusu ražošanā.

 

 

 

Pašlaik alumīnija sakausējuma korpusu ražošana galvenokārt ietver šādus četrus procesus:

CNC precīza apstrāde
Lokšņu metāla locīšana
Alumīnija profila ekstrūzija
Augstspiediena-presliešana

Dažādi procesi ir piemēroti dažādām produktu struktūrām, ražošanas apjomiem un budžeta prasībām.

 

Vispārīgi runājot:

CNC apstrāde tiek dota priekšroka mazo{0}}partiju prototipu veidošanai un augstas-precizitātes izstrādājumiem; liela-izmēra šasija vai vadības skapji ir piemēroti lokšņu metāla procesiem; garas sloksnes-formas siltuma izlietnes un kontrollera korpusi ir piemēroti ekstrūzijas procesiem; liela apjoma izstrādājumi ar sarežģītām struktūrām ir piemērotāki liešanas procesiem.

 

 

CNC apstrāde ir tipisks atņemšanas ražošanas process, izmantojot CNC darbgaldus, lai no viena alumīnija bloka izgrieztu vēlamo struktūru.

Šī procesa lielākās priekšrocības ir:

 

Augsta{0}}izmēru precizitāte
Augsta strukturālā brīvība
Lieliska virsmas kvalitāte
Piemērots sarežģītām trīsdimensiju{0}}struktūrām

 

CNC apstrādi bieži izmanto, lai ražotu korpusus augstas -elektronisko ierīču un augstas veiktspējas{1}} akumulatoru sistēmām. Piemēram:

Alumīnija korpuss automašīnas LiFePO4 akumulatora komplektam
Alumīnija korpuss elektromobiļa LiFePO4 akumulatora komplektam
Precīzijas testēšanas instrumentu korpuss
Rūpnieciskās automatizācijas kontroliera korpuss

Parastie materiāli ir 6061-T6 un 7075 alumīnija sakausējumi.

 

Projektēšanas procesā jāņem vērā:

Iekšējiem leņķiem nevar sasniegt ideālus taisnus leņķus; Dziļi caurumi un dziļi dobumi palielina apstrādes grūtības; Vairākas iespīlēšanas darbības ietekmē precizitāti un palielina izmaksas.

Tāpēc CNC apstrāde ir piemērotāka augstas{0}}pievienotās vērtības-produktiem un maziem{2}}sērijveida ražošanas projektiem.

Metāla lokšņu liekšana: ekonomisks risinājums lieliem akumulatoru korpusiem

Lokšņu metāla apstrāde galvenokārt ietver lāzergriešanu, štancēšanu un liekšanu, lai ražotu produktus.

 

Tās īpašības ietver:

Augsta materiālu izmantošana; Zemas pelējuma izmaksas; Piemērots lielām konstrukcijas sastāvdaļām; Īss ražošanas cikls.

Daudzos enerģijas uzglabāšanas skapjos, akumulatoru skapjos un rezerves barošanas sistēmās tiek izmantotas lokšņu metāla konstrukcijas.

 

Piemēram:

Alumīnija korpuss motora nomaiņas svina skābes akumulatora komplektam
Alumīnija korpuss 12V LiFePO4 akumulatora komplektam Primatic tipa elementu alumīnija apvalks
(Enerģijas akumulatoru skapja rūpnieciskās strāvas sadales iekārtu korpuss)

Lokšņu metāla projektēšanas laikā īpaša uzmanība jāpievērš lieces rādiusam, metināšanas deformācijai un vītņu savienojuma stiprībai.

Tā kā lokšņu metāla virsmas ir pakļautas metinājuma pēdām un lieces iespiedumiem, pulverkrāsošanas vai krāsošanas procesi parasti tiek izmantoti pēcapstrādei, lai panāktu labāku izskatu.
 

 

Alumīnija ekstrūzija ir nepārtraukta šķērsgriezuma{0}}profila veidošanas process, izspiežot sakarsētus alumīnija stieņus caur presformu.

Šis process ir īpaši piemērots:

 

Kontrolieru korpusi
LED apgaismojuma iekārtas
Sakaru aprīkojums
Akumulatora pārvaldības sistēma (BMS)

Produktiem, kuriem nepieciešama laba siltuma izkliede, profila projektēšanas stadijā ekstrūzija var tieši veidot siltuma izkliedes spuras.

 

Pašlaik plaši izmanto:

Alumīnija futrālis elektriskā velosipēda akumulatora blokam
Alumīnija futrālis litija{0}}jonu elektriskā velosipēda akumulatora komplektam
Alumīnija korpuss EV Electric Bus LiFePO4 akumulatora komplektam

Ekstrūzijas tehnoloģijai ir šādas priekšrocības:

Zemākas pelējuma izmaksas;
Augsta ražošanas efektivitāte;
Lielisks anodēšanas efekts;
Piemērots vidējai{0}}sērijveida ražošanai.

 

Tomēr tā ierobežojums ir tāds, ka produkta šķērsgriezumam{0}}jābūt konsekventai; tādējādi tas nevar ražot sarežģītas trīsdimensiju struktūras.

 

Turklāt pēc ekstrūzijas profils joprojām ir jāsagriež, jāizurbj, jāizgriež un daļēji jāapstrādā ar CNC; novērtējumā ir jāiekļauj arī šīs otrreizējās apstrādes izmaksas.

 

 

Liešanas procesā izmanto augstu spiedienu, lai iesmidzinātu kausētu alumīniju tērauda veidnē, lai izveidotu akumulatoru.

Tās galvenās priekšrocības ir:

 

Zemas vienības izmaksas;
augsta struktūras sarežģītība;
Piemērots masveida ražošanai;
Lieliska ūdensnecaurlaidīga veiktspēja.

Daudzi akumulatoru korpusi jaunos enerģijas transportlīdzekļos un enerģijas uzglabāšanas sistēmās tiek ražoti, izmantojot liešanas procesu.

 

Kopējās lietojumprogrammas ietver:

Alumīnija korpuss Soft Pack LiFePO4 uzlādējamam akumulatoram
Alumīnija korpuss primārajam litija dzelzs akumulatoram LiFeS2
Strāvas akumulatora moduļa strukturālās sastāvdaļas
Āra ūdensnecaurlaidīgi elektronisko iekārtu korpusi

Liešana ļauj vienā{0}}gabalā veidot stiegrojuma ribiņas, montāžas stabus un sarežģītas konstrukcijas, ievērojami samazinot detaļu skaitu un montāžas posmus.

 

Tomēr, tā kā alumīnija sakausējumos ir lielāks silīcija saturs, to anodēšanas efekts parasti nav tik labs kā 6061 vai 6063 materiāliem. Tāpēc biežāk tiek izmantota pulverkrāsošana, elektroforēze vai krāsošana.

 

Projektiem, kuru gada pieprasījums pārsniedz vairākus tūkstošus vienību, spiedliešanai parasti ir ievērojama izmaksu priekšrocība.

 

 

 

Pēdējos gados, strauji augot enerģijas uzglabāšanas un jaunu enerģijas transportlīdzekļu tirgiem, arī alumīnija akumulatoru tehnoloģija ir turpinājusi attīstīties.

 

Kopējās lietojumprogrammas ietver:

Alumīnija apvalks litija dzelzs fosfāta akumulatoru elementiem

Litija prizmatiskās šūnas (alumīnija apvalks)

LFP prizmatiskās šūnas (alumīnija apvalks)

Prizmatiskas LFP šūnas (alumīnija apvalks)

Litija prizmatisks akumulators (alumīnija apvalks)

 

Salīdzinot ar tradicionālajiem tērauda apvalku risinājumiem, alumīnija apvalki piedāvā:

Vieglāks svars;
Labāka siltuma izkliede;
Augstāka enerģijas blīvuma pielāgošanās spēja;
Labāka izturība pret koroziju.

Tāpēc alumīnija apvalka iepakojums tiek plaši izmantots prizmatisko litija bateriju tirgū.

 

 

Pašlaik liels skaits jaudas akumulatoru un enerģijas uzglabāšanas akumulatoru tirgū izmanto prizmatiskas šūnu struktūras.

Tipiski produkti ietver:

 

Litija elementu akumulatora alumīnija apvalks
Li šūnu alumīnija apvalks
Litija elementu akumulatora alumīnija apvalks
Litija elementu akumulatora alumīnija apvalks
Litija dzelzs šūnu alumīnija apvalks
Samsung prizmatiskas šūnas ar alumīnija apvalku
Alumīnija apvalks Samsung litija jonu akumulatora alumīnija apvalkam

 

Kvadrātveida alumīnija apvalka struktūra ne tikai uzlabo telpas izmantošanu, bet arī uzlabo moduļu montāžas efektivitāti un siltuma pārvaldības veiktspēju, tādējādi ieņemot svarīgu vietu jauno enerģijas transportlīdzekļu un enerģijas uzglabāšanas nozarēs.

 

 

 

Produktu izstrādātājiem un iepirkumu inženieriem var ņemt vērā šādus principus:

 

Ja produkts atrodas pētniecības un attīstības verifikācijas stadijā, CNC apstrādei ir jāpiešķir prioritāte.

Ja izstrādājums ir liels skapis vai enerģijas uzglabāšanas kamera, lokšņu metāla apstrāde parasti ir rentablāka{0}}.

Ja izstrādājumam ir gara, šaura struktūra un tam ir nepieciešams siltuma izkliedes dizains, vispirms jāapsver alumīnija profila ekstrūzija.

Ja projekts ir nonācis masveida ražošanas stadijā un tam ir sarežģīta struktūra un augstas aizsardzības prasības, spiedliešana bieži ir saprātīgāka izvēle.

 

Pareiza procesa izvēle var ne tikai samazināt ražošanas izmaksas, bet arī uzlabot produktu veiktspēju, saīsināt izstrādes ciklus un uzlabot tirgus konkurētspēju.