Analyse av produksjonsprosess for batterihus av aluminiumslegering: Hvordan velge mellom CNC-, presstøping-, plate- og ekstruderingsprosesser?

Med den raske utviklingen av nye energikjøretøyer, energilagringssystemer, kommunikasjonsutstyr og industrielle elektroniske produkter, har aluminiumslegeringshus blitt en viktig komponent i elektroniske maskinvarestrukturer. For ulike typer strømbatterier og energilagringsbatterier gir huset ikke bare mekanisk beskyttelse, men må også oppfylle kravene til varmeavledning, elektromagnetisk skjerming, vanntetting, korrosjonsbestandighet og lettvekt.

 

Vanlige bruksområder på markedet inkluderer aluminiumsbokser for EV-litiumbatteripakker, aluminiumbokser for bilbatterier og aluminiumbokser for Powerwall-litiumbatteripakker som brukes i energilagringssystemer i hjemmet. Disse produktene har forskjellige krav til strukturell styrke, dimensjonsnøyaktighet og produksjonskostnad for huset, noe som gjør valget av en passende produksjonsprosess avgjørende.

 

Aluminiumslegeringer har fordeler som lav vekt, utmerket termisk ledningsevne, sterk korrosjonsmotstand og god bearbeidbarhet, og er derfor mye brukt i produksjonen av LFP-batterialuminiumkasser, strømbatterihus og industrielle kontrollutstyrshus.

 

 

 

For tiden inkluderer produksjonen av aluminiumslegeringshus hovedsakelig følgende fire prosesser:

CNC presisjonsmaskinering
Bøyning av metallplater
Ekstrudering av aluminiumsprofil
Høytrykksstøping-

Ulike prosesser er egnet for ulike produktstrukturer, produksjonsskalaer og budsjettkrav.

 

Generelt sett:

CNC-maskinering foretrekkes for små-batchprototyper og høy-presisjonsprodukter; chassis eller kontrollskap i store-størrelser er egnet for platemetallprosesser; lang stripe-formet kjøleribber og kontrollerhus er egnet for ekstruderingsprosesser; produkter med store-volum med komplekse strukturer er mer egnet for støpeprosesser.

 

 

CNC-maskinering er en typisk subtraktiv produksjonsprosess som bruker CNC-maskinverktøy for å kutte ønsket struktur fra en enkelt aluminiumsblokk.

De største fordelene med denne prosessen er:

 

Høy-dimensjonal nøyaktighet
Høy strukturell frihet
Utmerket overflatekvalitet
Egnet for komplekse tre-dimensjonale strukturer

 

CNC-bearbeiding brukes ofte til å produsere hus for-elektroniske enheter og høyytelses-batterisystemer. For eksempel:

Aluminiumsdeksel for bil LiFePO4 batteripakke
Aluminiumsdeksel for elektrisk motorbil LiFePO4 batteripakke
Presisjonstesting instrumenthus
Industriell automatiseringskontrollhus

Vanlige materialer inkluderer 6061-T6 og 7075 aluminiumslegeringer.

 

Under designprosessen bør følgende bemerkes:

Perfekte rette vinkler kan ikke oppnås for indre vinkler; Dype hull og dype hulrom øker maskineringsvansker; Flere klemoperasjoner påvirker nøyaktigheten og øker kostnadene.

Derfor er CNC-bearbeiding mer egnet for høy-verdi-produkter og små-batchproduksjonsprosjekter.

Bøying av metallplater: En økonomisk løsning for store batterikasser

Bearbeiding av platemetall involverer hovedsakelig laserskjæring, stempling og bøying for å produsere produkter.

 

Dens egenskaper inkluderer:

Høy materialutnyttelse; Lave muggkostnader; Egnet for store strukturelle komponenter; Kort produksjonssyklus.

Mange energilagringsskap, batteriskap og reservestrømsystemer bruker metallkonstruksjoner.

 

For eksempel:

Aluminiumskoffert for motorerstatning, blysyrebatteripakke
Aluminiumsdeksel for 12V LiFePO4 batteripakke Primatic Type Cell Aluminium Shell
(Energilagringsbatteriskap Hus for industrielt kraftdistribusjonsutstyr)

Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot bøyeradius, sveisedeformasjon og gjengeforbindelsesstyrke under design av metallplater.

Fordi metallplater er utsatt for sveisemerker og bøyningsinntrykk, brukes vanligvis pulverlakkerings- eller malingsprosesser til etterbehandling for å oppnå et bedre utseende.
 

 

Aluminiumsekstrudering er en prosess for å danne en kontinuerlig tverrsnittsprofil ved å presse oppvarmede aluminiumsstenger gjennom en dyse.

Denne prosessen er spesielt egnet for:

 

Kontrollerhus
LED-lysutstyr
Kommunikasjonsutstyr
Batteristyringssystem (BMS)

For produkter som krever god varmeavledning, kan ekstrudering direkte danne varmeavledningsfinner under profildesignstadiet.

 

For tiden mye brukt i:

Aluminiumskoffert for batteripakke for elektrisk sykkel
Aluminiumsdeksel for Li-ion elektrisk sykkelbatteripakke
Aluminiumskoffert for EV Electric Bus LiFePO4 batteripakke

Ekstrusjonsteknologi har følgende fordeler:

Lavere muggkostnader;
Høy produksjonseffektivitet;
Utmerket anodiseringseffekt;
Egnet for medium-batchproduksjon.

 

Begrensningen er imidlertid at produkttverrsnittet-må være konsistent; dermed kan den ikke produsere komplekse tre-dimensjonale strukturer.

 

Videre, etter ekstrudering, må profilen fortsatt kuttes, bores, bankes og delvis CNC-maskineres; kostnadene for denne sekundære behandlingen må også inkluderes i evalueringen.

 

 

Støpeprosessen bruker høyt trykk for å injisere smeltet aluminium i en stålform for å danne batteriet.

Dens kjernefordeler er:

 

Lav enhetskostnad;
Høy strukturell kompleksitet;
Egnet for masseproduksjon;
Utmerket vanntett ytelse.

Mange batterihus i nye energikjøretøyer og energilagringssystemer produseres ved hjelp av støpeprosessen.

 

Vanlige applikasjoner inkluderer:

Aluminiumsveske for Soft Pack LiFePO4 oppladbart batteri
Aluminiumsdeksel for primært litiumjernbatteri LiFeS2
Strøm batterimodul strukturelle komponenter
Utendørs vanntette elektronisk utstyrshus

Pressstøping gjør det mulig å-støpe forsterkende ribber, monteringsstolper og komplekse strukturer i ett stykke, noe som reduserer antallet deler og monteringstrinn betraktelig.

 

På grunn av det høyere silisiuminnholdet i formstøpte-aluminiumslegeringer, er deres anodiseringseffekt generelt sett ikke så god som for 6061- eller 6063-materialer. Derfor er pulverlakkering, elektroforese eller maling mer vanlig brukt.

 

For prosjekter med en årlig etterspørsel som overstiger flere tusen enheter, har formstøping vanligvis en betydelig kostnadsfordel.

 

 

 

De siste årene, med den raske veksten av energilagrings- og nye energibilmarkeder, har også aluminiumbatteriteknologi fortsatt å utvikle seg.

 

Vanlige applikasjoner inkluderer:

Aluminiumsskall for litiumjernfosfatbattericeller

Litium prismatiske celler (aluminiumskall)

LFP prismatiske celler (aluminiumsskall)

Prismatiske LFP-celler (aluminiumsskall)

Litium prismatisk batteri (aluminiumsskall)

 

Sammenlignet med tradisjonelle stålskallløsninger tilbyr aluminiumskall:

Lettere vekt;
Bedre varmespredning;
Høyere energitetthet tilpasningsevne;
Bedre korrosjonsbestandighet.

Derfor er aluminiumsskallemballasje mye brukt i det prismatiske litiumbatterimarkedet.

 

 

For tiden bruker et stort antall strømbatterier og energilagringsbatterier på markedet prismatiske cellestrukturer.

Typiske produkter inkluderer:

 

Litiumcellebatteri i aluminiumsskall
Li-celle aluminiumsskall
Litiumcellebatteri i aluminiumsskall
Litiumcellebatteri i aluminiumsskall
Litium jerncelle aluminiumsskall
Samsung prismatiske celler med aluminiumsskall
Aluminiumsskall til Samsung li ion batteri aluminiumsskall

 

Den firkantede aluminiumskallstrukturen forbedrer ikke bare plassutnyttelsen, men forbedrer også modulmonteringseffektiviteten og termisk styringsytelse, og har dermed en viktig posisjon i den nye energibil- og energilagringsindustrien.

 

 

 

For produktutviklere og innkjøpsingeniører kan følgende prinsipper vurderes:

 

Hvis produktet er i R&D-verifiseringsstadiet, bør CNC-bearbeiding prioriteres.

Hvis produktet er et stort skap eller energilagringsskap, er metallbearbeiding vanligvis mer kostnadseffektivt-.

Hvis produktet har en lang, smal struktur og krever varmeavledningsdesign, bør ekstrudering av aluminiumsprofil vurderes først.

Hvis prosjektet har gått inn i masseproduksjonsstadiet og har en kompleks struktur og høye beskyttelseskrav, er pressstøping ofte et mer fornuftig valg.

 

Å velge riktig prosess kan ikke bare redusere produksjonskostnadene, men også forbedre produktytelsen, forkorte utviklingssykluser og forbedre markedets konkurranseevne.