Baterai adalah komponen inti dari kendaraan listrik, dan kinerjanya menentukan indikator teknis seperti masa pakai baterai, konsumsi energi, dan masa pakai kendaraan listrik. Baki baterai dalam modul baterai adalah komponen utama yang melakukan fungsi membawa, melindungi, dan pendinginan. Paket baterai modular disusun di baki baterai, dipasang pada sasis mobil melalui baki baterai, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Karena dipasang di bagian bawah badan kendaraan dan lingkungan kerja keras, baki baterai Perlu memiliki fungsi mencegah dampak batu dan tusukan untuk mencegah modul baterai rusak. Baki baterai adalah bagian struktural pengaman penting dari kendaraan listrik. Berikut ini memperkenalkan proses pembentukan dan desain cetakan baki baterai paduan aluminium untuk kendaraan listrik.
Gambar 1 (baki baterai paduan aluminium)
1 analisis proses dan desain cetakan
1.1 Analisis Casting
Baki baterai paduan aluminium untuk kendaraan listrik ditunjukkan pada Gambar 2. Dimensi keseluruhan adalah 1106mm × 1029mm × 136mm, ketebalan dinding dasar adalah 4mm, kualitas casting sekitar 15,5kg, dan kualitas casting setelah diproses adalah sekitar 12,5kg. Bahannya adalah A356-T6, kekuatan tarik ≥ 290mpa, kekuatan luluh ≥ 225mpa, perpanjangan ≥ 6%, kekerasan Brinell ≥ 75 ~ 90hbs, perlu memenuhi persyaratan ketat udara dan persyaratan IP67 & IP69K.
Gambar 2 (baki baterai paduan aluminium)
1.2 Analisis proses
Casting die tekanan rendah adalah metode pengecoran khusus antara casting tekanan dan casting gravitasi. Ini tidak hanya memiliki keunggulan menggunakan cetakan logam untuk keduanya, tetapi juga memiliki karakteristik pengisian yang stabil. Pengecoran die tekanan rendah memiliki keunggulan pengisian berkecepatan rendah dari bawah ke atas, kecepatan yang mudah dikendalikan, dampak kecil dan percikan aluminium cair, slag oksida yang lebih sedikit, kepadatan jaringan tinggi dan sifat mekanik yang tinggi. Di bawah casting die tekanan rendah, aluminium cair diisi dengan lancar, dan casting memperkuat dan mengkristal di bawah tekanan, dan casting dengan struktur padat tinggi, sifat mekanik tinggi dan penampilan yang indah dapat diperoleh, yang cocok untuk membentuk coran berdinding tipis besar yang besar berkapus tipis besar tipis berdinding tipis besar tipis besar tipis besar besar besar besar besar besar besar besar besar besar besar besar besar besar .
Menurut sifat mekanik yang dibutuhkan oleh casting, bahan casting adalah A356, yang dapat memenuhi kebutuhan pelanggan setelah perawatan T6, tetapi fluiditas penuangan bahan ini umumnya membutuhkan kontrol yang wajar dari suhu cetakan untuk menghasilkan casting besar dan tipis.
1.3 Sistem Tuang
Mengingat karakteristik coran besar dan tipis, banyak gerbang perlu dirancang. Pada saat yang sama, untuk memastikan pengisian aluminium cair yang halus, saluran pengisian ditambahkan di jendela, yang perlu dihapus dengan pasca pemrosesan. Dua skema proses dari sistem tuang dirancang pada tahap awal, dan setiap skema dibandingkan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, Skema 1 mengatur 9 gerbang dan menambahkan saluran makan di jendela; Skema 2 mengatur 6 gerbang yang mengalir dari sisi casting untuk dibentuk. Analisis simulasi CAE ditunjukkan pada Gambar 4 dan Gambar 5. Gunakan hasil simulasi untuk mengoptimalkan struktur cetakan, cobalah untuk menghindari dampak buruk dari desain cetakan pada kualitas coran, mengurangi kemungkinan cacat casting, dan mempersingkat siklus pengembangan casting.
Gambar 3 (perbandingan dua skema proses untuk tekanan rendah
Gambar 4 (perbandingan bidang suhu selama pengisian)
Gambar 5 (perbandingan cacat porositas penyusutan setelah pemadatan)
Hasil simulasi dari dua skema di atas menunjukkan bahwa aluminium cair di rongga bergerak ke atas kira -kira secara paralel, yang sejalan dengan teori pengisian paralel aluminium cair secara keseluruhan, dan bagian -bagian porositas penyusutan simulasi dari casting adalah diselesaikan dengan memperkuat pendinginan dan metode lainnya.
Keuntungan dari dua skema: menilai dari suhu aluminium cair selama pengisian simulasi, suhu ujung distal casting yang dibentuk oleh Skema 1 memiliki keseragaman yang lebih tinggi daripada Skema 2, yang kondusif untuk pengisian rongga rongga dari rongga . Pengecoran yang dibentuk oleh Skema 2 tidak memiliki residu gerbang seperti Skema 1. Porositas penyusutan lebih baik daripada skema 1.
Kerugian dari dua skema: karena gerbang diatur pada casting yang akan dibentuk dalam Skema 1, akan ada residu gerbang pada casting, yang akan meningkat sekitar 0,7Ka dibandingkan dengan casting asli. Dari suhu aluminium cair dalam skema 2 pengisian simulasi, suhu aluminium cair pada ujung distal sudah rendah, dan simulasi berada di bawah keadaan ideal suhu cetakan, sehingga kapasitas aliran aluminium cair mungkin tidak cukup dalam Keadaan yang sebenarnya, dan akan ada masalah kesulitan dalam casting cetakan.
Dikombinasikan dengan analisis berbagai faktor, Skema 2 dipilih sebagai sistem penuangan. Mengingat kekurangan Skema 2, sistem penuangan dan sistem pemanas dioptimalkan dalam desain cetakan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6, riser overflow ditambahkan, yang bermanfaat untuk pengisian aluminium cair dan mengurangi atau menghindari terjadinya cacat pada coran yang dicetak.
Gambar 6 (Sistem Tuang yang Dioptimalkan)
1.4 Sistem Pendinginan
Bagian dan area yang mengandung stres dengan persyaratan kinerja mekanik yang tinggi perlu didinginkan atau diumpankan dengan benar untuk menghindari porositas penyusutan atau keretakan termal. Ketebalan dinding dasar casting adalah 4mm, dan pemadatan akan dipengaruhi oleh disipasi panas cetakan itu sendiri. Untuk bagian -bagian pentingnya, sistem pendingin diatur, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Setelah pengisian selesai, lewati air hingga dingin, dan waktu pendinginan spesifik perlu disesuaikan di tempat tuang untuk memastikan bahwa urutan pemadatan adalah Dibentuk dari ujung gerbang ke ujung gerbang, dan gerbang dan riser dipadatkan pada akhirnya untuk mencapai efek pakan. Bagian dengan ketebalan dinding yang lebih tebal mengadopsi metode menambahkan pendingin air ke sisipan. Metode ini memiliki efek yang lebih baik dalam proses casting yang sebenarnya dan dapat menghindari porositas penyusutan.
Gambar 7 (sistem pendingin)
1.5 Sistem Knalpot
Karena rongga logam casting die bertekanan rendah ditutup, ia tidak memiliki permeabilitas udara yang baik seperti cetakan pasir, juga tidak knalpot melalui kenaikan dalam casting gravitasi umum, knalpot rongga casting bertekanan rendah akan mempengaruhi proses pengisian cairan aluminium dan kualitas coran. Cetakan casting die tekanan rendah dapat habis melalui celah, alur knalpot dan colokan knalpot di permukaan perpisahan, batang dorong dll.
Desain ukuran knalpot dalam sistem pembuangan harus kondusif untuk knalpot tanpa meluap, sistem pembuangan yang masuk akal dapat mencegah coran dari cacat seperti pengisian yang tidak memadai, permukaan longgar, dan kekuatan rendah. Area pengisian akhir aluminium cair selama proses tuang, seperti sandaran samping dan riser cetakan atas, perlu dilengkapi dengan gas buang. Mengingat fakta bahwa aluminium cair dengan mudah mengalir ke celah steker knalpot dalam proses aktual casting mati tekanan rendah, yang mengarah ke situasi bahwa steker udara ditarik keluar ketika cetakan dibuka, tiga metode diadopsi setelahnya Beberapa upaya dan perbaikan: Metode 1 menggunakan steker udara sintered metalurgi bubuk, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8 (a), kerugiannya adalah bahwa biaya produksi tinggi; Metode 2 menggunakan steker pembuangan tipe jahitan dengan celah 0,1 mm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8 (b), kerugiannya adalah bahwa jahitan knalpot mudah diblokir setelah menyemprotkan cat; Metode 3 menggunakan steker knalpot kawat, celahnya adalah 0,15 ~ 0,2 mm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8 (c). Kerugiannya adalah efisiensi pemrosesan yang rendah dan biaya manufaktur yang tinggi. Colokan knalpot yang berbeda perlu dipilih sesuai dengan area casting yang sebenarnya. Secara umum, colokan ventilasi yang disinter dan kawat digunakan untuk rongga casting, dan jenis jahitan digunakan untuk kepala inti pasir.
Gambar 8 (3 jenis colokan knalpot yang cocok untuk casting die tekanan rendah)
1.6 Sistem Pemanasan
Casting berukuran besar dan tipis dalam ketebalan dinding. Dalam analisis aliran cetakan, laju aliran aluminium cair pada akhir pengisian tidak cukup. Alasannya adalah bahwa aluminium cair terlalu panjang untuk mengalir, suhu turun, dan aluminium cair mengeras terlebih dahulu dan kehilangan kemampuan alirannya, tutup dingin atau penuang yang tidak memadai terjadi, riser die atas tidak akan mampu mencapai yang terjadi pada Efek pemberian makan. Berdasarkan masalah ini, tanpa mengubah ketebalan dinding dan bentuk casting, tingkatkan suhu aluminium cair dan suhu jamur, meningkatkan fluiditas aluminium cair, dan selesaikan masalah tutup dingin atau penuang yang tidak memadai. Namun, suhu aluminium cair yang berlebihan dan suhu cetakan akan menghasilkan persimpangan termal baru atau porositas penyusutan, menghasilkan lubang kecil bidang yang berlebihan setelah pemrosesan casting. Oleh karena itu, perlu untuk memilih suhu aluminium cair yang sesuai dan suhu cetakan yang sesuai. Menurut pengalaman, suhu aluminium cair dikendalikan pada sekitar 720 ℃, dan suhu cetakan dikontrol pada 320 ~ 350 ℃.
Dalam tampilan volume besar, ketebalan dinding tipis dan ketinggian rendah casting, sistem pemanas dipasang di bagian atas cetakan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9, arah nyala api menghadap bagian bawah dan sisi cetakan untuk memanaskan bidang bawah dan sisi casting. Menurut situasi penuang di tempat, sesuaikan waktu pemanasan dan nyala, kontrol suhu bagian cetakan atas pada 320 ~ 350 ℃, pastikan fluiditas aluminium cair dalam kisaran yang masuk akal, dan membuat aluminium cair mengisi rongga pada rongga dan riser. Dalam penggunaan aktual, sistem pemanas dapat secara efektif memastikan fluiditas aluminium cair.
Gambar 9 (sistem pemanas)
2. Struktur cetakan dan prinsip kerja
Menurut proses casting die tekanan rendah, dikombinasikan dengan karakteristik casting dan struktur peralatan, untuk memastikan bahwa casting yang terbentuk tetap di cetakan atas, struktur penarik inti depan, belakang, kiri dan kanan adalah Dirancang pada cetakan atas. Setelah casting dibentuk dan dipadatkan, cetakan atas dan bawah dibuka terlebih dahulu, dan kemudian tarik inti dalam 4 arah, dan akhirnya pelat atas cetakan atas mendorong casting yang terbentuk. Struktur cetakan ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10 (struktur cetakan)
Diedit oleh May Jiang dari Mat Aluminium
Waktu pos: Mei-11-2023
