Штанцање алуминијумског кућишта батерије и поклопца: Кључна контрола квалитета за системе за складиштење енергије

Кућишта батерија од легуре алуминијума 3003/3005 захтевају контролисано дубоко извлачење, стабилност димензија и заваривање-без дефеката да би издржали промене унутрашњег притиска у ЕВ и ЕСС апликацијама. Ксиамен АПОЛЛО Тецхнологи производи прилагођена алуминијумска кућишта батерија и поклопце користећи прецизно штанцање, ласерско заваривање, контролу цурења хелијума и системе контроле квалитета ППАП нивоа 3.

 

 

 

Избор материјала: својства алуминијума 3003-Х14 и 3005 под контролом производње према ИСО 9001

 

Алуминијумске шкољке батерија које се користе у литијум{0}}јонским батеријама захтевају равнотежу између могућности обликовања, механичке чврстоће, отпорности на корозију и перформанси електричне изолације.

Најчешћи материјали су легуре алуминијума 3003-Х14 и 3005. Њихов садржај мангана побољшава структурну стабилност током процеса дубоког извлачења уз одржавање ниске густине.

 

Материјал	Главни елемент легуре	Затезна чврстоћа	Издужење	Густина	Типична примена
3003-Х14 Алуминијум	Ал-Мн легура	140-180 МПа	3-8%	2,73 г/цм³	Кућиште ЕВ батерије, ЕСС кућиште батерије
3005 Алуминијум	Ал-Мн-Мг легура	150-200 МПа	4-10%	2,72 г/цм³	Кућиште{0}}батерије велике снаге
Ц1100 Бакар	Цу већи или једнак 99,90%	205-275 МПа	Веће или једнако 35%	8,96 г/цм³	Проводне компоненте батерије
Ц2680 Месинг	Цу{0}}Легура цинка	300-450 МПа	20-40%	8,47 г/цм	Терминали и жигосани електрични делови

 

За цилиндричне, призматичне и структуре батерија за складиштење енергије, дебљина материјала се обично креће од 0,5 мм до 1,5 мм, у зависности од захтева дизајна паковања.

 

Процес дубоког извлачења мора се контролисати:

Сила држача бланка: 30-120 кН у зависности од величине шкољке
Однос цртежа: генерално мањи од или једнак 2,0 за прву-фазну цртеж
Смањење дебљине зида: контролисано унутар 10-20%
Толеранција димензија: обично ±0,05 мм, критичне области до ±0,01 мм
Храпавост површине: Ра Мање или једнако 0,8 μм за заптивне површине

 

 

Алуминијумске батерије су осетљиве на услове протока материјала. Прекомерна деформација изазива микропукотине, док недовољан притисак ствара боре.

Уобичајени недостаци и методе контроле:

 

Тип дефекта	Основни узрок	Инжењерска контрола
Пуцање зида	Прекомерно затезно напрезање током цртања	Оптимизован радијус матрице и подмазивање
Проређивање дна	Неуједначен проток материјала	Симулација прогресивног цртања
Површинске огреботине	Контаминација калупа или лоше подмазивање	Аутоматски систем за чишћење
Одступање димензија	Спрингбацк након формирања	ЦММ инспекција и дизајн компензације
Цепање алуминијума	Неодговарајућа величина празнине	ДФМ анализа пре алата

 

Аполло користи прогресивне калупе за штанцање, прецизне машице за машинску обраду и ЦММ системе за инспекцију да би проверио критичне димензије пре масовне производње.

 

 

 

Ласерско заваривање Цу-Ал и алуминијумског поклопца перформансе спајања под захтевима притиска

 

Поклопне плоче батерије интегришу више функционалних компоненти:

Позитивни и негативни терминали

Вентили за одзрачивање{0}} отпорни на експлозију

Прикључци за убризгавање течности

Сигурносне структуре за ослобађање притиска

Интерфејси за повезивање сабирница

Процес заваривања директно утиче на безбедност батерије јер непотпуна фузија или поре могу изазвати цурење електролита и пад притиска.

За алуминијумске поклопце батерија, уобичајене технологије спајања укључују:

 

Технологија заваривања	Унос топлоте	Типична примена	Контрола квалитета
Ласерско заваривање Ал-Ал	Ниска локализована топлота	Заптивање поклопца	Контрола продора завара
Ласерско заваривање Цу-Ал	Висока потешкоћа због различитих тачака топљења	Терминална веза	Металографска анализа
Ресистанце Велдинг	Средњи унос топлоте	Спајање танких листова	Праћење струје и притиска
Молекуларно дифузионо заваривање	Спајање{0}}у чврстом стању	Високо{0}}поуздани проводни спојеви	Затезна и електрична испитивања
Отпорно сребрно лемљење	Веза високе проводљивости	Електрични контактни делови	Испитивање чврстоће на смицање

 

Параметри ласерског заваривања захтевају строгу контролу:

Снага ласера: 800В-3000В, у зависности од дебљине материјала
Брзина заваривања: 50-300мм/с
Дубина продирања: Већа или једнака 80% дебљине материјала
Порозност завара: контролисана испод граница интерних спецификација
Отпор контакта: обично<0.1mΩ for conductive joints

 

 

Вентил против експлозије{0}} је критична безбедносна компонента у системима литијумских батерија.

 

Валидација производње обично укључује:

Тест притиска на пуцање

Тест цурења хелијума

Контрола продора завара

Металографска анализа попречног пресека

Валидација термичког циклуса

Типични захтеви:

 

Тест Итем	Инжењерски захтев
Стопа цурења хелијума	Мање или једнако 1×10⁻⁶ Па·м³/с
Тест притиска на пуцање	Према спецификацији батерије
Пробијање завара	Већа или једнака 80% дебљине
Визуелна контрола завара	Нема пукотина, непотпуне фузије или прекомерног прскања
Задржавање притиска	Стабилан након термичког циклуса

 

Затражите бесплатну ДФМ процену и понуду

 

 

Провера непропусности гаса коришћењем масене спектрометрије хелијума

 

Произвођачи батерија захтевају поуздане перформансе заптивања јер чак и микроскопско цурење може убрзати разградњу електролита и смањити век трајања батерије.

Детекција цурења хелијумском масеном спектрометријом обезбеђује већу осетљивост у поређењу са конвенционалним испитивањем ваздушног притиска.

 

Метода инспекције	Детецтион Цапабилити	Апликација
Тест урањања у воду	Ниска осетљивост	Основна провера заптивања
Тест пада ваздушног притиска	Средња осетљивост	Продукцијски скрининг
Тест масеног спектрометра хелијума	Мање или једнако 10⁻⁶ Па·м³/с	Валидација заптивања поклопца батерије ЕВ

 

Аполло интегрише испитивање цурења у контролу квалитета производње како би проверио сваку критичну заптивну структуру.

 

 

Купци аутомобила захтевају комплетну документацију за одобрење производње пре масовне испоруке.

 

Типични пакет ППАП нивоа 3 укључује:

Инжењерски цртежи

Цертификати материјала

Дијаграм тока процеса

ПФМЕА

План контроле

Анализа система мерења (МСА)

Студија способности (Цп/Цпк)

Узорак извештаја о инспекцији

Евиденција о почетном одобрењу производње

 

За структурне компоненте ЕВ батерија, димензионална способност обично циља:

Цпк Већи или једнак 1,33 за опште димензије

Цпк Већи или једнак 1,67 за критичне димензије заптивања

Аполо ради под:

ИАТФ 16949 систем управљања квалитетом у аутомобилској индустрији

ИСО 9001 систем управљања квалитетом

Усклађеност са РоХС

Усклађеност са РЕАЦХ-ом

 

 

Интегрисана производња од развоја алата до масовне производње

 

Ксиамен Аполло обезбеђује ОЕМ производна решења за кућишта за ЕВ батерије, ЕСС кућишта батерија и алуминијумске поклопце.

 

Процес производње укључује:

Инспекција улазног материјала

Дизајн калупа и ДФМ анализа

Алуминијумско дубоко извлачење штанцање

ЦНЦ секундарна обрада

Ласерско заваривање и заптивање

Површинска обрада

Провера димензија

Тестирање цурења

ППАП подношење

Испорука масовне производње

 

 

 

Мануфацтуринг Цапабилити	Спецификација
Материјал	3003-Х14, 3005 легура алуминијума
Толеранција штанцања	±0,01 мм критична област
Технологија заваривања	Ласерско заваривање, отпорно заваривање
Опрема за инспекцију	ЦММ, оптички мерни систем
Тестирање цурења	Масена спектрометрија хелијума
Систем квалитета	ИАТФ 16949, ИСО 9001
Валидација производње	ППАП ниво 3
Време израде прототипа	20-30 дана
Време испоруке за масовну производњу	15-20 дана

 

 

Дизајн кућишта за батерије захтева сарадњу између инжењера материјала, грађевинских инжењера и производних тимова.

 

Аполо подржава:

ДФМ анализа у раној-фази

Оптимизација избора материјала

Преглед изводљивости штанцања

Валидација процеса заваривања

Производња прототипа

Контрола квалитета масовне производње

 

За клијенте који развијају нове платформе за батерије, рана инжењерска комуникација помаже у смањењу циклуса модификације алата и ризика производње.

 

 

Који ниво ППАП-а може да обезбеди произвођач алуминијумских кућишта батерија за ЕВ пројекте?

Аполло обезбеђује ППАП ниво 3 документацију, укључујући ПФМЕА, план контроле, МСА, анализу способности и извештаје о инспекцији димензија.

 

Колико дуго трајеприлагођена алуминијумска шкољка батеријеалат и узорковање узети?

Типично узорковање алата и прототипа захтева 20-30 дана, у зависности од сложености љуске и захтева за валидацију.

 

Како се тестира цурење поклопца батерије пре масовне производње?

Поклопци батерија се проверавају испитивањем цурења хелијум масеног спектрометра, прегледом завара и тестирањем перформанси притиска.