Batteriet er kjernekomponenten i et elektrisk kjøretøy, og ytelsen bestemmer de tekniske indikatorene som batterilevetid, energiforbruk og levetid for det elektriske kjøretøyet. Batteriskuffen i batterimodulen er hovedkomponenten som utfører funksjonene med å bære, beskytte og avkjøle. Den modulære batteripakken er anordnet i batteriskuffen, festet på chassiset til bilen gjennom batteriskuffen, som vist i figur 1. Siden den er installert på bunnen av kjøretøyets karosseri og arbeidsmiljøet er tøft, er batteriskuffen. må ha funksjonen til å hindre steinstøt og punktering for å forhindre at batterimodulen blir skadet. Batteribrettet er en viktig sikkerhetskonstruksjonsdel av elektriske kjøretøy. Følgende introduserer formingsprosessen og formdesignen til batteribrett i aluminiumslegering for elektriske kjøretøy.
Figur 1 (batteriskuff i aluminiumslegering)
1 Prosessanalyse og formdesign
1.1 Støpeanalyse
Batteribrettet i aluminiumslegering for elektriske kjøretøy er vist i figur 2. De totale dimensjonene er 1106 mm×1029 mm×136 mm, den grunnleggende veggtykkelsen er 4 mm, støpekvaliteten er ca. 15,5 kg, og støpekvaliteten etter bearbeiding er ca. 12,5 kg. Materialet er A356-T6, strekkstyrke ≥ 290MPa, flytestyrke ≥ 225MPa, forlengelse ≥ 6%, Brinell-hardhet ≥ 75~90HBS, må oppfylle lufttetthets- og IP67- og IP69K-krav.
Figur 2 (batteriskuff i aluminiumslegering)
1.2 Prosessanalyse
Lavtrykksstøping er en spesiell støpemetode mellom trykkstøping og gravitasjonsstøping. Det har ikke bare fordelene ved å bruke metallformer for begge, men har også egenskapene til stabil fylling. Trykkstøping med lavt trykk har fordelene med lavhastighetsfylling fra bunn til topp, lett å kontrollere hastighet, liten støt og sprut av flytende aluminium, mindre oksidslagg, høy vevstetthet og høye mekaniske egenskaper. Under lavtrykksstøping fylles flytende aluminium jevnt, og støpingen størkner og krystalliserer under trykk, og støpingen med høy tett struktur, høye mekaniske egenskaper og vakkert utseende kan oppnås, som er egnet for å danne store tynnveggede støpegods. .
I henhold til de mekaniske egenskapene som kreves av støpingen, er støpematerialet A356, som kan møte kundenes behov etter T6-behandling, men støpeflyten til dette materialet krever generelt rimelig kontroll av formtemperaturen for å produsere store og tynne støpegods.
1.3 Hellesystem
Med tanke på egenskapene til store og tynne støpegods, må flere porter designes. Samtidig, for å sikre jevn fylling av flytende aluminium, legges fyllingskanaler ved vinduet, som må fjernes ved etterbehandling. To prosessskjemaer for hellesystemet ble designet i det tidlige stadiet, og hvert skjema ble sammenlignet. Som vist i figur 3, arrangerer skjema 1 9 porter og legger til matekanaler ved vinduet; skjema 2 arrangerer 6 porter som strømmer fra siden av støpestykket som skal formes. CAE-simuleringsanalysen er vist i figur 4 og figur 5. Bruk simuleringsresultatene til å optimalisere formstrukturen, prøv å unngå den negative innvirkningen av formdesign på kvaliteten på støpegods, reduser sannsynligheten for støpefeil og forkort utviklingssyklusen av støpegods.
Figur 3 (Sammenligning av to prosessskjemaer for lavt trykk
Figur 4 (Sammenligning av temperaturfelt under fylling)
Figur 5 (Sammenligning av krympeporøsitetsdefekter etter størkning)
Simuleringsresultatene av de to ovennevnte skjemaene viser at det flytende aluminiumet i hulrommet beveger seg oppover omtrent parallelt, noe som er i tråd med teorien om parallell fylling av det flytende aluminiumet som helhet, og de simulerte krympeporøse delene av støpegodset er løses ved å styrke kjøling og andre metoder.
Fordeler med de to skjemaene: Ut fra temperaturen til det flytende aluminiumet under den simulerte fyllingen, har temperaturen på den distale enden av støpestykket dannet av skjema 1 høyere jevnhet enn skjema 2, noe som bidrar til fylling av hulrommet . Støpestykket dannet av skjema 2 har ikke portrestene som skjema 1. krympeporøsiteten er bedre enn skjema 1.
Ulemper med de to ordningene: Fordi porten er anordnet på støpingen som skal dannes i skjema 1, vil det være en portrest på støpingen, som vil øke ca. 0,7ka sammenlignet med den opprinnelige støpingen. fra temperaturen på flytende aluminium i skjema 2 simulert fylling, er temperaturen på flytende aluminium ved den distale enden allerede lav, og simuleringen er under den ideelle tilstanden til formtemperaturen, så strømningskapasiteten til det flytende aluminiumet kan være utilstrekkelig i den faktiske tilstanden, og det vil være et problem med vanskeligheter ved støping.
Kombinert med analyse av ulike faktorer ble skjema 2 valgt som skjenkesystem. I lys av manglene i skjema 2, er hellesystemet og varmesystemet optimalisert i formdesignet. Som vist i figur 6 er overløpsstigerøret lagt til, noe som er gunstig for fylling av flytende aluminium og reduserer eller unngår forekomsten av defekter i støpte støpegods.
Figur 6 (Optimalisert skjenkesystem)
1.4 Kjølesystem
De spenningsbærende delene og områdene med høye krav til mekanisk ytelse til støpegods må avkjøles eller mates riktig for å unngå krympingsporøsitet eller termisk sprekkdannelse. Grunntykkelsen på støpegodset er 4 mm, og størkningen vil påvirkes av selve formens varmeavledning. For de viktige delene er det satt opp et kjølesystem, som vist i figur 7. Etter at fyllingen er fullført, passerer du vann for å avkjøle, og den spesifikke kjøletiden må justeres på hellestedet for å sikre at sekvensen av størkning er dannet fra den borte fra portenden til portenden, og porten og stigerøret størknes i enden for å oppnå mateeffekten. Delen med tykkere veggtykkelse bruker metoden for å legge til vannkjøling til innsatsen. Denne metoden har bedre effekt i selve støpeprosessen og kan unngå krympeporøsitet.
Figur 7 (Kjølesystem)
1.5 Eksosanlegg
Siden hulrommet til lavtrykksstøpemetall er lukket, har det ikke god luftgjennomtrengelighet som sandformer, og det kommer heller ikke ut gjennom stigerør i generell gravitasjonsstøping, eksosen fra lavtrykksstøpehulen vil påvirke fyllingsprosessen av væske aluminium og kvaliteten på støpegods. Lavtrykksstøpeformen kan tømmes gjennom spaltene, eksossporene og eksospluggene i skilleflaten, skyvestangen etc.
Utformingen av eksosstørrelsen i eksossystemet skal bidra til eksos uten å renne over, et rimelig eksosanlegg kan forhindre støpegods fra defekter som utilstrekkelig fylling, løs overflate og lav styrke. Det endelige påfyllingsområdet for det flytende aluminiumet under helleprosessen, for eksempel sidestøtten og stigerøret til den øvre formen, må utstyres med eksosgass. I lys av det faktum at flytende aluminium lett strømmer inn i gapet til eksospluggen i selve prosessen med lavtrykksstøping, noe som fører til situasjonen at luftpluggen trekkes ut når formen åpnes, blir tre metoder tatt i bruk etter flere forsøk og forbedringer: Metode 1 bruker pulvermetallurgisk sintret luftplugg, som vist i figur 8(a), ulempen er at produksjonskostnaden er høy; Metode 2 bruker en avtrekksplugg av sømtype med et gap på 0,1 mm, som vist i figur 8(b), ulempen er at eksossømmen lett blokkeres etter spraying av maling; Metode 3 bruker en wire-cut eksosplugg, gapet er 0,15~0,2 mm, som vist i figur 8(c). Ulempene er lav prosesseringseffektivitet og høye produksjonskostnader. Ulike eksosplugger må velges i henhold til det faktiske området av støpingen. Vanligvis brukes de sintrede og trådkuttede ventilasjonspluggene for hulrommet i støpegodset, og sømtypen brukes til sandkjernehodet.
Figur 8 (3 typer eksosplugger egnet for lavtrykkspressstøping)
1.6 Varmesystem
Støpingen er stor i størrelse og tynn i veggtykkelse. I formstrømanalysen er strømningshastigheten til det flytende aluminiumet ved enden av fyllingen utilstrekkelig. Årsaken er at det flytende aluminiumet er for lenge til å flyte, temperaturen synker, og det flytende aluminiumet størkner på forhånd og mister sin flyteevne, kald stengning eller utilstrekkelig helling oppstår, stigerøret til den øvre dysen vil ikke være i stand til å oppnå effekt av fôring. Basert på disse problemene, uten å endre veggtykkelsen og formen på støpegodset, øke temperaturen på det flytende aluminiumet og formtemperaturen, forbedre fluiditeten til det flytende aluminiumet og løse problemet med kald stengning eller utilstrekkelig helling. Imidlertid vil for høy flytende aluminiumtemperatur og formtemperatur gi nye termiske koblinger eller krympeporøsitet, noe som resulterer i for store plane nålehull etter støpebehandling. Derfor er det nødvendig å velge en passende flytende aluminiumtemperatur og en passende formtemperatur. Ifølge erfaring kontrolleres temperaturen på det flytende aluminiumet til omtrent 720 ℃, og formtemperaturen kontrolleres til 320 ~ 350 ℃.
Med tanke på det store volumet, den tynne veggtykkelsen og den lave høyden på støpen, er det installert et varmesystem på den øvre delen av formen. Som vist i figur 9, vender flammens retning mot bunnen og siden av formen for å varme bunnplanet og siden av støpegodset. I henhold til skjenkesituasjonen på stedet, juster oppvarmingstiden og flammen, kontroller temperaturen på den øvre formdelen ved 320 ~ 350 ℃, sørg for flytbarheten til det flytende aluminiumet innenfor et rimelig område, og få det flytende aluminiumet til å fylle hulrommet og stigerør. Ved faktisk bruk kan varmesystemet effektivt sikre fluiditeten til det flytende aluminiumet.
Figur 9 (Varmesystem)
2. Formstruktur og arbeidsprinsipp
I henhold til lavtrykksstøpeprosessen, kombinert med egenskapene til støpingen og strukturen til utstyret, for å sikre at den dannede støpen forblir i den øvre formen, er de fremre, bakre, venstre og høyre kjernetrekkende strukturene utformet på den øvre formen. Etter at støpegodset er dannet og størknet, åpnes først de øvre og nedre støpeformene, og deretter trekkes kjernen i 4 retninger, og til slutt skyver toppplaten til den øvre støpeformen ut den dannede støpen. Formstrukturen er vist i figur 10.
Figur 10 (Muggstruktur)
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminium
Innleggstid: 11. mai 2023
