Die Batterie ist die Kernkomponente eines Elektrofahrzeugs, und ihre Leistung bestimmt die technischen Indikatoren wie die Batterielebensdauer, den Energieverbrauch und die Lebensdauer des Elektrofahrzeugs. Das Batteriefach im Batteriemodul ist die Hauptkomponente, die die Funktionen des Tragens, Schutzes und Abkühlens ausführt. Der modulare Akku ist im Batteriefach angeordnet, der auf dem Gehäuse des Autos über das Batteriefach befestigt ist, wie in Abbildung 1 dargestellt. Da es am unteren Rand der Fahrzeugkörper installiert ist und die Arbeitsumgebung hart ist, ist die Batterieschale hart muss die Funktion haben, Auswirkungen und Punktionen aus Stein zu verhindern, um zu verhindern, dass das Batteriemodul beschädigt wird. Die Batterieschale ist ein wichtiger Sicherheitsteil von Elektrofahrzeugen. Im Folgenden wird der Bildungs- und Schimmeldesign von Aluminiumlegierungsbatterien für Elektrofahrzeuge eingeführt.
Abbildung 1 (Aluminiumlegierung Batterieschale)
1 Prozessanalyse und Schimmeldesign
1.1 Gussanalyse
Das Aluminiumlegierungs -Batteriefach für Elektrofahrzeuge ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Gesamtabmessungen betragen 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, die Grundwanddicke beträgt 4 mm, die Gussqualität beträgt etwa 15,5 kg und die Gussqualität nach der Verarbeitung beträgt etwa 12,5 kg. Das Material ist A356-T6, Zugfestigkeit ≥ 290 mPa, Ertragsstärke ≥ 225 MPa, Dehnung ≥ 6%, Brinell-Härte ≥ 75 ~ 90HBs, muss die Luftdichtung und die IP67 & IP69K-Anforderungen erfüllen.
Abbildung 2 (Aluminiumlegierung Batterieschale)
1.2 Prozessanalyse
Das Gussguss mit niedrigem Druck ist eine spezielle Gussmethode zwischen Druckguss und Schwerkraftguss. Es hat nicht nur die Vorteile der Verwendung von Metallformen für beide, sondern auch die Eigenschaften einer stabilen Füllung. Das Gussguss mit niedrigem Druck hat die Vorteile einer niedrigen Geschwindigkeitsfüllung von unten nach oben, leicht zu kontrollierender Geschwindigkeit, kleiner Aufprall und Spritzer flüssiger Aluminium, weniger Oxidschlacke, hoher Gewebedichte und hohen mechanischen Eigenschaften. Unter niedrigem Druckguss wird das flüssige Aluminium reibungslos gefüllt, und das Guss verfestigt und kristallisiert unter Druck, und das Gießen mit hoher dichter Struktur, hohen mechanischen Eigenschaften und schön .
Gemäß den durch das Gießen erforderlichen mechanischen Eigenschaften ist das Gussmaterial A356, was den Bedürfnissen der Kunden nach T6 -Behandlung erfüllen kann. Die Gussfluidität dieses Materials erfordert jedoch im Allgemeinen eine angemessene Kontrolle über die Formtemperatur, um große und dünne Guss zu produzieren.
1.3 Gießensystem
In Anbetracht der Eigenschaften großer und dünner Gussteile müssen mehrere Tore ausgelegt werden. Gleichzeitig werden am Fenster die Füllkanäle hinzugefügt, um die reibungslose Füllung von flüssigem Aluminium zu gewährleisten, die durch Nachbearbeitung entfernt werden müssen. In der frühen Phase wurden zwei Prozessschemata des Gossensystems entwickelt und jedes Schema wurde verglichen. Wie in Abbildung 3 gezeigt, ordnet Schema 1 9 Gates und fügt Fütterungskanäle am Fenster hinzu. Schema 2 arrangiert 6 Tore, die von der Seite des Gusss strömen, um zu bilden. Die CAE -Simulationsanalyse ist in Abbildung 4 und Abbildung 5 dargestellt. Verwenden Sie die Simulationsergebnisse, um die Formstruktur zu optimieren, versuchen von Castings.
Abbildung 3 (Vergleich von zwei Prozessschemata für Niederdruck
Abbildung 4 (Temperaturfeldvergleich während der Füllung)
Abbildung 5 (Vergleich von Schrumpfungsporositätsfehlern nach Verfestigung)
Die Simulationsergebnisse der beiden oben genannten Schemata zeigen, dass sich das flüssige Aluminium in der Hohlraum ungefähr parallel nach oben bewegt gelöst durch Stärkung der Kühlung und anderer Methoden.
Vorteile der beiden Systeme: Nach der Temperatur des flüssigen Aluminiums während der simulierten Füllung beurteilen die Temperatur des distalen Ende des Gusss, das durch Schema 1 gebildet wird . Das durch Schema 2 gebildete Guss hat nicht den Gate -Rückstand wie Schema 1. Schrumpfungsporosität ist besser als das von Schema 1.
Nachteile der beiden Schemata: Da das Tor auf dem Guss angeordnet ist, das im Schema 1 gebildet werden soll, wird es einen Torrückstand auf dem Guss geben, der im Vergleich zum ursprünglichen Guss um etwa 0,7 ka erhöht wird. Aus der Temperatur des flüssigen Aluminiums im simulierten Füllung von Schema 2 ist die Temperatur des flüssigen Aluminiums am distalen Ende bereits niedrig, und die Simulation liegt unter dem idealen Zustand der Formtemperatur, so Der tatsächliche Zustand, und es wird ein Problem der Schwierigkeiten beim Gießen von Formteilen geben.
In Kombination mit der Analyse verschiedener Faktoren wurde Schema 2 als Gießensystem ausgewählt. In Anbetracht der Mängel von Schema 2 sind das Gossensystem und das Heizsystem im Formgestaltung optimiert. Wie in Abbildung 6 gezeigt, wird der Überlaufstreiber hinzugefügt, der für die Füllung von flüssigem Aluminium vorteilhaft ist und das Auftreten von Defekten in geformten Gussteilen reduziert oder vermeidet.
Abbildung 6 (optimiertes Gießensystem)
1.4 Kühlsystem
Die stressigen Teile und Bereiche mit hohen mechanischen Leistungsanforderungen von Gussteilen müssen ordnungsgemäß abgekühlt oder gefüttert werden, um eine Schrumpfungsporosität oder thermische Risse zu vermeiden. Die grundlegende Wandstärke des Gusss beträgt 4 mm, und die Verfestigung wird durch die Wärmeableitung der Form selbst beeinflusst. Für seine wichtigen Teile wird ein Kühlsystem eingerichtet, wie in Abbildung 7 gezeigt. Nach Abschluss der Füllung müssen Wasser zum Abkühlen gelangen, und die spezifische Kühlzeit muss an der Gießstelle eingestellt werden, um sicherzustellen, dass die Abfolge der Verfestigung ist Aus dem Ende des Tors zum Tor gebildet, und das Tor und das Steiger werden am Ende verfestigt, um den Futtermitteleffekt zu erzielen. Der Teil mit dickerer Wandstärke verwendet die Methode zur Zugabe von Wasserkühlung zum Einsatz. Diese Methode wirkt sich besser im tatsächlichen Gussprozess aus und kann eine Schrumpfporosität vermeiden.
Abbildung 7 (Kühlsystem)
1,5 Abgasanlage
Da der Hohlraum des Gussgusses mit niedrigem Druck geschlossen ist, hat sie weder eine gute Luftdurchlässigkeit wie Sandformen noch durch die Steigerung im allgemeinen Schwerkraftguss, der Auspuff der Gusshöhle mit niedrigem Druck beeinflusst den Füllprozess von Flüssigkeiten Aluminium und die Qualität der Gussteile. Die Gussform des Niederdruck -Sterbchens kann durch die Lücken, Auspuffrillen und Abgabestropfen in der Abschiedsfläche, Push -Stange usw. erschöpft werden.
Die Abgasungsdesign in der Abgasanlage sollte ohne Überflutung förderlich sein. Eine angemessene Abgasanlage kann verhindern, dass Gussfehler wie unzureichende Füllung, lose Oberfläche und niedrige Festigkeit von Mängel wie unzureichend sind. Der endgültige Füllbereich des flüssigen Aluminiums während des Gossenprozesses, z. B. die Seitenruhe und der Aufstieg der oberen Form, muss mit Abgas ausgestattet sein. Angesicht Mehrere Versuche und Verbesserungen: Methode 1 verwendet Pulvermetallurgie -Sinter -Luftstopfen, wie in Abbildung 8 (a) gezeigt. Der Nachteil ist, dass die Herstellungskosten hoch sind. Methode 2 verwendet einen Auspuffstopfen vom Seam mit einem Spalt von 0,1 mm, wie in Abbildung 8 (b) gezeigt. Der Nachteil ist, dass die Auspuffnaht nach dem Sprühen der Farbe leicht blockiert wird. Methode 3 verwendet einen Draht-Schneider-Auspuff, der Spalt beträgt 0,15 ~ 0,2 mm, wie in Abbildung 8 (c) gezeigt. Die Nachteile sind eine geringe Verarbeitungseffizienz und hohe Herstellungskosten. Verschiedene Ableitungsstopfen müssen gemäß dem tatsächlichen Bereich des Gießens ausgewählt werden. Im Allgemeinen werden die Sinter- und Draht-geschnittenen Entlüftungsstopfen für den Hohlraum des Gießens verwendet, und der Nahtyp wird für den Sandkernkopf verwendet.
Abbildung 8 (3 Arten von Abgasstopfen, die für den Niederdruck -Guss geeignet sind)
1.6 Heizsystem
Das Guss ist groß und in der Wanddicke dünn. In der Formströmungsanalyse ist die Durchflussrate des flüssigen Aluminiums am Ende der Füllung nicht ausreichend. Der Grund dafür ist, dass das flüssige Aluminium zu lang ist, um zu fließen, die Temperaturabfälle und das flüssige Aluminium im Voraus festzulegen und seine Flussfähigkeit verliert, kaltes Abschluss oder unzureichendes Gießen auftritt. Der Aufstieg des Obermieders kann das nicht erreichen, um das zu erreichen Auswirkung der Fütterung. Basierend auf diesen Problemen erhöhen Sie die Temperatur des flüssigen Aluminiums und die Schimmelpilztemperatur, ohne die Wandstärke und Form des Gießens zu ändern, die Fluidität des flüssigen Aluminiums zu verbessern und das Problem der kalten Schließung oder des unzureichenden Gießens zu lösen. Übermäßige flüssige Aluminiumtemperatur und Schimmelpilztemperatur erzeugen jedoch neue thermische Verbindungen oder eine Schrumpfungsporosität, was nach der Gussverarbeitung zu übermäßigen Ebenenspinnen führt. Daher ist es erforderlich, eine geeignete flüssige Aluminiumtemperatur und eine geeignete Schimmelpilztemperatur auszuwählen. Nach Erfahrung wird die Temperatur des flüssigen Aluminiums bei etwa 720 ° C und die Formtemperatur bei 320 ~ 350 ° C gesteuert.
Angesichts des großen Volumens, der dünnen Wandstärke und der geringen Höhe des Gusss wird im oberen Teil der Form ein Heizsystem installiert. Wie in Abbildung 9 gezeigt, zeigt die Richtung der Flamme den Boden und die Seite der Form, um die untere Ebene und die Seite des Gießens zu erwärmen. Passen Sie die Heizzeit und Flamme an, steuern Sie die Temperatur des oberen Formteils bei 320 ~ 350 ° C, sorgen Sie für die Fluidität des flüssigen Aluminium und Riser. Im tatsächlichen Gebrauch kann das Heizsystem die Flüssigkeit des flüssigen Aluminiums effektiv sicherstellen.
Abbildung 9 (Heizsystem)
2. Schimmel- und Arbeitsprinzip
Gemäß dem Gussprozess mit niedrigem Druckstab auf der oberen Form entworfen. Nachdem das Gießen gebildet und verfestigt wurde, werden zuerst die oberen und unteren Formen geöffnet und dann den Kern in 4 Richtungen ziehen, und schließlich drückt die obere Platte der oberen Form das gebildete Guss heraus. Die Formstruktur ist in Abbildung 10 dargestellt.
Abbildung 10 (Schimmelpilzstruktur)
Herausgegeben von Mai Jiang von Mat Aluminium
Postzeit: Mai-11-2023
