Analiza procesa proizvodnje kućišta baterije od aluminijumske legure: kako odabrati između CNC procesa, livenja pod pritiskom, lima i procesa ekstruzije?

Sa brzim razvojem novih energetskih vozila, sistema za skladištenje energije, komunikacione opreme i industrijskih elektronskih proizvoda, kućišta od aluminijumske legure postala su važna komponenta elektronskih hardverskih struktura. Za različite tipove energetskih baterija i baterija za pohranu energije, kućište ne samo da pruža mehaničku zaštitu, već također mora ispuniti zahtjeve za rasipanje topline, elektromagnetnu zaštitu, vodonepropusnost, otpornost na koroziju i malu težinu.

 

Uobičajene aplikacije na tržištu uključuju aluminijumska kućišta za litijumske baterije za EV, aluminijumska kućišta za automobilske baterije i aluminijumska kućišta za Powerwall litijumske baterije koje se koriste u kućnim sistemima za skladištenje energije. Ovi proizvodi imaju različite zahtjeve za strukturnu čvrstoću, tačnost dimenzija i troškove proizvodnje kućišta, što čini odabir odgovarajućeg proizvodnog procesa ključnim.

 

Aluminijske legure poseduju prednosti kao što su mala težina, odlična toplotna provodljivost, jaka otpornost na koroziju i dobra obradivost, pa se naširoko koriste u proizvodnji aluminijumskih kućišta LFP baterija, kućišta energetskih baterija i kućišta industrijske kontrolne opreme.

 

 

 

Trenutno, proizvodnja kućišta od aluminijske legure uglavnom uključuje sljedeća četiri procesa:

CNC precizna obrada
Savijanje lima
Ekstruzija aluminijumskih profila
Lijevanje pod visokim{0}}pritiskom

Različiti procesi su pogodni za različite strukture proizvoda, obim proizvodnje i budžetske zahtjeve.

 

generalno govoreći:

CNC obrada je poželjna za male-serijske prototipove i visoko{1}}precizne proizvode; velike-šasije ili upravljački ormari su pogodni za procese lima; hladnjaci i kućišta kontrolera u obliku duge trake su pogodna za procese ekstruzije; Proizvodi velikih-volumena sa složenom strukturom su pogodniji za procese tlačnog livenja.

 

 

CNC obrada je tipičan proces subtraktivne proizvodnje, koristeći CNC alatne strojeve za rezanje željene strukture iz jednog bloka aluminija.

Najveće prednosti ovog procesa su:

 

Visoka{0}}dimenzionalna preciznost
Visoka strukturna sloboda
Odličan kvalitet površine
Pogodno za složene trodimenzionalne-strukture

 

CNC obrada se često koristi za proizvodnju kućišta za vrhunske-elektronske uređaje i-baterijske sisteme visokih performansi. na primjer:

Aluminijumsko kućište za LiFePO4 bateriju u automobilu
Aluminijumsko kućište za LiFePO4 bateriju za električni motor automobila
Kućište instrumenta za precizno ispitivanje
Kućište kontrolera industrijske automatizacije

Uobičajeni materijali uključuju legure aluminija 6061-T6 i 7075.

 

Tokom procesa projektovanja treba obratiti pažnju na sledeće:

Savršeni pravi uglovi se ne mogu postići za unutrašnje uglove; Duboke rupe i duboke šupljine povećavaju poteškoće obrade; Višestruke operacije stezanja utiču na točnost i povećavaju troškove.

Stoga je CNC obrada prikladnija za proizvode sa-velikom-dodatom vrijednošću i male-projekte za proizvodnju serije.

Savijanje lima: ekonomično rješenje za velike kutije za baterije

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

 

Njegove karakteristike uključuju:

Visoka iskorištenost materijala; Niska cijena kalupa; Pogodno za velike strukturne komponente; Kratak proizvodni ciklus.

Mnogi ormari za skladištenje energije, ormarići za baterije i rezervni sistemi za napajanje koriste konstrukcije od lima.

 

na primjer:

Aluminijsko kućište za zamjensku olovnu bateriju motora
Aluminijsko kućište za 12V LiFePO4 bateriju Primatic Type Cell Aluminium Shell
(Kućište za industrijsku distributivnu opremu za bateriju za pohranu energije)

Posebnu pažnju treba obratiti na radijus savijanja, deformaciju zavarivanja i čvrstoću navojnog spoja prilikom projektovanja lima.

Budući da su površine od lima sklone tragovima zavarivanja i udubljenjima savijanja, obično se koriste postupci premazivanja prahom ili farbanjem za naknadnu{0}}obradu kako bi se postigao bolji izgled.
 

 

Ekstruzija aluminijuma je proces formiranja kontinuiranog profila poprečnog{0}}profila utiskivanjem zagrijanih aluminijumskih šipki kroz kalup.

Ovaj proces je posebno pogodan za:

 

Kućišta kontrolera
LED rasvjetna oprema
Komunikaciona oprema
Sistem upravljanja baterijom (BMS)

Za proizvode koji zahtevaju dobro odvođenje toplote, ekstruzija može direktno da formira rebra za odvođenje toplote tokom faze projektovanja profila.

 

Trenutno se široko koristi u:

Aluminijumsko kućište za bateriju za električni bicikl
Aluminijumska futrola za Li-ionsku bateriju za električni bicikl
Aluminijumsko kućište za EV električni autobus LiFePO4 bateriju

Ekstruzijska tehnologija ima sljedeće prednosti:

Niži troškovi kalupa;
Visoka proizvodna efikasnost;
Odličan efekat anodizacije;
Pogodno za srednje{0}}serijsku proizvodnju.

 

Međutim, njegovo ograničenje je da poprečni{0}}presjek proizvoda mora biti dosljedan; stoga ne može proizvesti složene trodimenzionalne strukture.

 

Nadalje, nakon ekstruzije, profil još uvijek treba da se izrezuje, buši, narezuje i djelimično CNC strojno obrađuje; trošak ove sekundarne obrade također treba uključiti u evaluaciju.

 

 

Proces tlačnog livenja koristi visoki pritisak za ubrizgavanje rastopljenog aluminijuma u čelični kalup za formiranje baterije.

Njegove osnovne prednosti su:

 

Niski jedinični troškovi;
Visoka strukturna složenost;
Pogodno za masovnu proizvodnju;
Odlične vodootporne performanse.

Mnoga kućišta baterija u novim energetskim vozilima i sistemima za skladištenje energije proizvode se postupkom tlačnog livenja.

 

Uobičajene aplikacije uključuju:

Aluminijsko kućište za meko pakiranje LiFePO4 punjive baterije
Aluminijumsko kućište za primarnu litijum-gvozdenu bateriju LiFeS2
Strukturne komponente modula napajanja baterije
Vanjska vodootporna kućišta elektronske opreme

Lijevanje pod pritiskom omogućava jedno-lijevanje armaturnih rebara, montažnih stubova i složenih struktura, značajno smanjujući broj dijelova i koraka montaže.

 

Međutim, zbog većeg sadržaja silicija u legurama aluminijuma livenog pod pritiskom, njihov efekat anodizacije generalno nije tako dobar kao kod materijala 6061 ili 6063. Stoga se češće koriste praškasti premazi, elektroforeza ili farbanje.

 

Za projekte sa godišnjom potražnjom koja prelazi nekoliko hiljada jedinica, livenje pod pritiskom obično ima značajnu prednost u troškovima.

 

 

 

Poslednjih godina, sa brzim rastom tržišta skladištenja energije i novih energetskih vozila, tehnologija aluminijumskih baterija je takođe nastavila da se razvija.

 

Uobičajene aplikacije uključuju:

Aluminijumsko kućište za ćelije litijum-željezo-fosfatne baterije

Litijum prizmatične ćelije (aluminijumska školjka)

LFP prizmatične ćelije (aluminijska školjka)

Prizmatične LFP ćelije (aluminijska školjka)

Litijum prizmatična baterija (aluminijumsko kućište)

 

U poređenju sa tradicionalnim rešenjima čeličnih školjki, aluminijumske školjke nude:

Lagana težina;
Bolje odvođenje topline;
Prilagodljivost veće gustine energije;
Bolja otpornost na koroziju.

Stoga se aluminijska ambalaža široko koristi na tržištu prizmatičnih litijumskih baterija.

 

 

Trenutno, veliki broj energetskih baterija i baterija za skladištenje energije na tržištu koristi prizmatične ćelijske strukture.

Tipični proizvodi uključuju:

 

Aluminijska školjka litijumske baterije
Li cell aluminijska školjka
Aluminijska školjka litijumske baterije
Aluminijska školjka litijumske baterije
Aluminijska školjka litijum željezne ćelije
Samsung prizmatične ćelije sa aluminijumskom školjkom
Aluminijumsko kućište za Samsung litij-ionsku bateriju aluminijumsko kućište

 

Kvadratna aluminijumska struktura ne samo da poboljšava iskorišćenost prostora, već i poboljšava efikasnost montaže modula i performanse upravljanja toplotom, držeći tako važnu poziciju u industriji novih energetskih vozila i skladištenja energije.

 

 

 

Za programere proizvoda i inženjere nabavke, mogu se uzeti u obzir sljedeći principi:

 

Ako je proizvod u fazi R&D verifikacije, CNC obrada treba imati prioritet.

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

Ako proizvod ima dugu, usku strukturu i zahtijeva dizajn odvođenja topline, prvo treba razmotriti ekstruziju aluminija.

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

 

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