Analiza procesa proizvodnje kućišta baterije od aluminijske legure: Kako odabrati između CNC procesa, procesa lijevanja pod pritiskom, procesa lima i ekstruzije?

S brzim razvojem novih energetskih vozila, sustava za pohranu energije, komunikacijske opreme i industrijskih elektroničkih proizvoda, kućišta od aluminijskih legura postala su važna komponenta elektroničkih hardverskih struktura. Za razne vrste baterija za napajanje i baterija za pohranu energije, kućište ne samo da pruža mehaničku zaštitu, već mora zadovoljiti i zahtjeve za rasipanje topline, elektromagnetsku zaštitu, vodonepropusnost, otpornost na koroziju i malu težinu.

 

Uobičajene primjene na tržištu uključuju aluminijska kućišta za EV litijske baterije, aluminijska kućišta za automobilske baterije i aluminijska kućišta za Powerwall litijske baterije koje se koriste u kućnim sustavima za pohranu energije. Ovi proizvodi imaju različite zahtjeve za strukturnu čvrstoću, točnost dimenzija i troškove proizvodnje kućišta, što odabir prikladnog procesa proizvodnje čini ključnim.

 

Aluminijske legure posjeduju prednosti kao što su mala težina, izvrsna toplinska vodljivost, jaka otpornost na koroziju i dobra obradivost, stoga se naširoko koriste u proizvodnji aluminijskih kućišta LFP baterija, kućišta baterija i kućišta industrijske upravljačke opreme.

 

 

 

Trenutno, proizvodnja kućišta od aluminijskih legura uglavnom uključuje sljedeća četiri procesa:

CNC precizna obrada
Savijanje lima
Ekstruzija aluminijskih profila
Visok{0}}tlačni lijev

Različiti procesi prikladni su za različite strukture proizvoda, proizvodne razmjere i proračunske zahtjeve.

 

Općenito govoreći:

CNC obrada je poželjna za izradu prototipova malih-serija i visoko{1}}preciznih proizvoda; veliki-šasije ili upravljački ormarići prikladni su za procese obrade lima; dugi trakasti-odvodnici topline i kućišta kontrolera prikladni su za procese ekstruzije; veliki{4}}proizvodi složene strukture prikladniji su za postupke lijevanja pod pritiskom.

 

 

CNC strojna obrada tipičan je subtraktivni proizvodni proces, korištenjem CNC alatnih strojeva za rezanje željene strukture iz jednog bloka aluminija.

Najveće prednosti ovog procesa su:

 

Visoka-točnost dimenzija
Visoka strukturalna sloboda
Izvrsna kvaliteta površine
Prikladno za složene tro-dimenzionalne strukture

 

CNC obrada često se koristi za proizvodnju kućišta za-elektroničke uređaje visoke klase i baterijske sustave visokih-učinkovitosti. Na primjer:

Aluminijsko kućište za auto LiFePO4 bateriju
Aluminijsko kućište za električni motor automobila LiFePO4 baterija
Kućište instrumenta za precizno ispitivanje
Kućište kontrolera industrijske automatizacije

Uobičajeni materijali uključuju 6061-T6 i 7075 aluminijske legure.

 

Tijekom procesa projektiranja treba obratiti pozornost na sljedeće:

Savršeni pravi kutovi ne mogu se postići za unutarnje kutove; Duboke rupe i duboke šupljine povećavaju poteškoće obrade; Višestruki postupci stezanja utječu na točnost i povećavaju troškove.

Stoga je CNC obrada prikladnija za proizvode visoke-dodane vrijednosti-i male-serijske proizvodne projekte.

Savijanje lima: ekonomično rješenje za velika kućišta baterija

Obrada lima uglavnom uključuje lasersko rezanje, štancanje i savijanje za proizvodnju proizvoda.

 

Njegove karakteristike uključuju:

Visoka iskoristivost materijala; Niska cijena kalupa; Prikladno za velike strukturne komponente; Kratak proizvodni ciklus.

Mnogi ormari za pohranu energije, ormari za baterije i rezervni sustavi napajanja koriste konstrukcije od lima.

 

Na primjer:

Aluminijsko kućište za zamjenski olovni akumulator
Aluminijsko kućište za 12V LiFePO4 bateriju Primatic tipa Cell Aluminijsko kućište
(Ormar za baterije za pohranu energije Kućište industrijske opreme za distribuciju energije)

Posebnu pozornost treba posvetiti polumjeru savijanja, deformaciji zavarivanja i čvrstoći navojnog spoja tijekom projektiranja lima.

Budući da su površine lima sklone tragovima zavara i udubljenjima od savijanja, procesi praškastog premazivanja ili bojanja obično se koriste za naknadnu-tretman kako bi se postigao bolji izgled.
 

 

Ekstruzija aluminija je proces formiranja kontinuiranog profila poprečnog-presjeka pritiskom zagrijanih aluminijskih šipki kroz matricu.

Ovaj postupak je posebno prikladan za:

 

Kućišta kontrolera
LED rasvjetna oprema
Komunikacijska oprema
Sustav upravljanja baterijom (BMS)

Za proizvode koji zahtijevaju dobru disipaciju topline, ekstruzija može izravno oblikovati rebra za disipaciju topline tijekom faze projektiranja profila.

 

Trenutno se široko koristi u:

Aluminijsko kućište za bateriju za električni bicikl
Aluminijsko kućište za Li-ionsku bateriju za električni bicikl
Aluminijsko kućište za LiFePO4 bateriju za EV električni autobus

Tehnologija ekstruzije ima sljedeće prednosti:

Niži troškovi kalupa;
Visoka učinkovitost proizvodnje;
Izvrstan učinak anodiziranja;
Prikladno za srednje{0}}serijsku proizvodnju.

 

Međutim, njegovo je ograničenje da presjek proizvoda-mora biti dosljedan; stoga ne može proizvoditi složene trodimenzionalne-strukture.

 

Nadalje, nakon ekstruzije, profil još uvijek treba rezati, bušiti, rezati i djelomično CNC strojno obraditi; trošak ove sekundarne obrade također treba uključiti u procjenu.

 

 

Proces lijevanja pod pritiskom koristi visoki tlak za ubrizgavanje rastaljenog aluminija u čelični kalup kako bi se formirala baterija.

Njegove osnovne prednosti su:

 

Niska jedinična cijena;
Visoka strukturna složenost;
Pogodan za masovnu proizvodnju;
Izvrsna vodootporna izvedba.

Mnoga kućišta baterija u novim energetskim vozilima i sustavima za pohranu energije proizvode se postupkom tlačnog lijevanja.

 

Uobičajene primjene uključuju:

Aluminijsko kućište za mekanu LiFePO4 punjivu bateriju
Aluminijsko kućište za primarnu litij-željeznu bateriju LiFeS2
Strukturne komponente modula energetske baterije
Vanjska vodootporna kućišta elektroničke opreme

Tlačni lijev omogućuje-oblikovanje rebara za pojačanje, montažnih stupova i složenih struktura iz jednog komada, značajno smanjujući broj dijelova i koraka montaže.

 

Međutim, zbog većeg sadržaja silicija u -aluminijskim legurama lijevanog pod tlakom, njihov učinak anodiziranja općenito nije tako dobar kao učinak materijala 6061 ili 6063. Stoga se češće koristi praškasto premazivanje, elektroforeza ili bojanje.

 

Za projekte s godišnjom potražnjom većom od nekoliko tisuća jedinica, lijevanje pod pritiskom obično ima značajnu troškovnu prednost.

 

 

 

Posljednjih godina, s brzim rastom tržišta skladišta energije i novih energetskih vozila, tehnologija aluminijskih baterija također se nastavila razvijati.

 

Uobičajene primjene uključuju:

Aluminijsko kućište za litij željezo fosfatne baterije

Litijeve prizmatične ćelije (aluminijska ljuska)

LFP prizmatične ćelije (aluminijska ljuska)

Prizmatične LFP ćelije (aluminijska ljuska)

Litij prizmatična baterija (aluminijsko kućište)

 

U usporedbi s tradicionalnim rješenjima čeličnih školjki, aluminijske školjke nude:

Manja težina;
Bolja disipacija topline;
Prilagodljivost veće gustoće energije;
Bolja otpornost na koroziju.

Stoga se pakiranje od aluminijske ljuske naširoko koristi na tržištu prizmatičnih litijevih baterija.

 

 

Trenutačno veliki broj baterija i baterija za pohranu energije na tržištu koristi prizmatične ćelijske strukture.

Tipični proizvodi uključuju:

 

Aluminijsko kućište baterije litijskih ćelija
Li ćelijska aluminijska ljuska
Aluminijsko kućište baterije litijskih ćelija
Aluminijsko kućište baterije litijskih ćelija
Aluminijsko kućište litij željezne ćelije
Samsung prizmatične ćelije s aluminijskom školjkom
Aluminijsko kućište za Samsung li-ion bateriju aluminijsko kućište

 

Kvadratna struktura aluminijske školjke ne samo da poboljšava iskorištenost prostora, već također poboljšava učinkovitost sklapanja modula i performanse upravljanja toplinom, čime zauzima važnu poziciju u industriji novih energetskih vozila i pohrane energije.

 

 

 

Za programere proizvoda i inženjere nabave mogu se razmotriti sljedeća načela:

 

Ako je proizvod u fazi verifikacije istraživanja i razvoja, CNC obrada treba imati prioritet.

Ako je proizvod veliki ormar ili kućište za pohranu energije, obrada lima obično je tro-učinkovitija.

Ako proizvod ima dugu, usku strukturu i zahtijeva dizajn za odvođenje topline, prvo treba razmotriti ekstruziju aluminijskih profila.

Ako je projekt ušao u fazu masovne proizvodnje i ima složenu strukturu i visoke zahtjeve zaštite, lijevanje pod pritiskom često je razumniji izbor.

 

Odabir pravog procesa ne samo da može smanjiti troškove proizvodnje, već i poboljšati performanse proizvoda, skratiti razvojne cikluse i povećati tržišnu konkurentnost.