Analyse af fremstillingsproces for aluminiumslegering batterihus: Hvordan vælger man mellem CNC, trykstøbning, metalplader og ekstruderingsprocesser?

Med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer, energilagringssystemer, kommunikationsudstyr og industrielle elektroniske produkter er aluminiumslegeringshuse blevet en vigtig komponent i elektroniske hardwarestrukturer. For forskellige typer strømbatterier og energilagringsbatterier giver huset ikke kun mekanisk beskyttelse, men skal også opfylde kravene til varmeafledning, elektromagnetisk afskærmning, vandtætning, korrosionsbestandighed og letvægt.

 

Almindelige applikationer på markedet omfatter aluminiumskasser til EV-lithiumbatteripakker, aluminiumskufferter til bilbatterier og aluminiumskufferter til Powerwall-lithiumbatteripakker, der bruges i energilagringssystemer i hjemmet. Disse produkter har forskellige krav til husets strukturelle styrke, dimensionelle nøjagtighed og fremstillingsomkostninger, hvilket gør valget af en passende fremstillingsproces afgørende.

 

Aluminiumslegeringer besidder fordele såsom let vægt, fremragende termisk ledningsevne, stærk korrosionsbestandighed og god bearbejdelighed, og er således meget udbredt i fremstillingen af ​​LFP batterialuminiumkasser, strømbatterihuse og industrielt kontroludstyrshuse.

 

 

 

I øjeblikket omfatter fremstillingen af ​​aluminiumslegeringshuse hovedsageligt følgende fire processer:

CNC præcisionsbearbejdning
Pladebukning
Ekstrudering af aluminiumsprofil
Højtryksstøbning-

Forskellige processer er velegnede til forskellige produktstrukturer, produktionsskalaer og budgetkrav.

 

Generelt set:

CNC-bearbejdning foretrækkes til små-batchprototyper og høj-præcisionsprodukter; chassis eller styreskabe i store-størrelser er velegnede til metalpladeprocesser; lange strimmelformede-køleplader og controllerhuse er velegnede til ekstruderingsprocesser; store-produkter med komplekse strukturer er mere velegnede til trykstøbeprocesser.

 

 

CNC-bearbejdning er en typisk subtraktiv fremstillingsproces, der bruger CNC-værktøjsmaskiner til at skære den ønskede struktur fra en enkelt blok af aluminium.

De største fordele ved denne proces er:

 

Høj-dimensionel nøjagtighed
Høj strukturel frihed
Fremragende overfladekvalitet
Velegnet til komplekse tre-dimensionelle strukturer

 

CNC-bearbejdning bruges ofte til at fremstille huse til-avancerede elektroniske enheder og høj-batterisystemer. For eksempel:

Aluminium taske til bil LiFePO4 batteripakke
Aluminiumskasse til elmotorbil LiFePO4 batteripakke
Præcisionstestinstrumenthus
Industriel automationscontrollerhus

Almindelige materialer omfatter 6061-T6 og 7075 aluminiumslegeringer.

 

Under designprocessen skal følgende bemærkes:

Perfekte rette vinkler kan ikke opnås for indvendige vinkler; Dybe huller og dybe hulrum øger bearbejdningsbesvær; Flere spændeoperationer påvirker nøjagtigheden og øger omkostningerne.

Derfor er CNC-bearbejdning mere velegnet til høj-værditilvækst-produkter og små-batchproduktionsprojekter.

Pladebøjning: En økonomisk løsning til store batterikasser

Bearbejdning af metalplader involverer hovedsageligt laserskæring, stempling og bukning for at fremstille produkter.

 

Dens egenskaber omfatter:

Høj materialeudnyttelse; Lave støber omkostninger; Velegnet til store strukturelle komponenter; Kort produktionscyklus.

Mange energilagringsskabe, batteriskabe og backup-strømsystemer bruger metalpladestrukturer.

 

For eksempel:

Aluminiumskasse til motorudskiftning af blysyrebatteripakke
Aluminiumskasse til 12V LiFePO4 batteripakke Primatic Type Cell Aluminium Shell
(Energiopbevaringsbatteriskab til industrielt strømfordelingsudstyr)

Der skal lægges særlig vægt på bøjningsradius, svejsedeformation og gevindforbindelsesstyrke under metalpladedesign.

Da metalpladeoverflader er tilbøjelige til at få svejsemærker og bøjningsfordybninger, bruges pulverlakerings- eller malingsprocesser normalt til efter-behandling for at opnå et bedre udseende.
 

 

Aluminiumsekstrudering er en proces til dannelse af en kontinuerlig tværsnitsprofil ved at presse opvarmede aluminiumstænger gennem en matrice.

Denne proces er særligt velegnet til:

 

Controllerhuse
LED belysningsudstyr
Kommunikationsudstyr
Batteristyringssystem (BMS)

For produkter, der kræver god varmeafledning, kan ekstrudering direkte danne varmeafledningsfinner under profildesignstadiet.

 

I øjeblikket meget brugt i:

Aluminium taske til elcykel batteripakke
Aluminiumsetui til Li-ion elcykelbatteripakke
Aluminiumskasse til EV Electric Bus LiFePO4 batteripakke

Ekstruderingsteknologi har følgende fordele:

Lavere omkostninger til støber;
Høj produktionseffektivitet;
Fremragende anodiseringseffekt;
Velegnet til medium-batchproduktion.

 

Dens begrænsning er dog, at produkttværsnittet- skal være konsekvent; den kan således ikke fremstille komplekse tre-dimensionelle strukturer.

 

Desuden skal profilen efter ekstrudering stadig skæres, bores, bankes og delvist CNC-bearbejdes; omkostningerne ved denne sekundære behandling skal også medtages i evalueringen.

 

 

Trykstøbningsprocessen bruger højt tryk til at sprøjte smeltet aluminium ind i en stålform for at danne batteriet.

Dens kernefordele er:

 

Lav enhedspris;
Høj strukturel kompleksitet;
Velegnet til masseproduktion;
Fremragende vandtæt ydeevne.

Mange batterihuse i nye energikøretøjer og energilagringssystemer fremstilles ved hjælp af trykstøbningsprocessen.

 

Almindelige applikationer omfatter:

Aluminiumsæske til Soft Pack LiFePO4 genopladeligt batteri
Aluminiumskasse til primært lithiumjernbatteri LiFeS2
Strøm batterimodulets strukturelle komponenter
Udendørs vandtætte elektroniske udstyrshuse

Trykstøbning giver mulighed for-støbning i ét stykke af forstærkningsribber, monteringsstolper og komplekse strukturer, hvilket reducerer antallet af dele og monteringstrin markant.

 

På grund af det højere siliciumindhold i formstøbte-aluminiumslegeringer er deres anodiseringseffekt generelt ikke så god som for 6061- eller 6063-materialer. Derfor er pulverlakering, elektroforese eller maling mere almindeligt anvendt.

 

For projekter med en årlig efterspørgsel på over flere tusinde enheder har trykstøbning normalt en betydelig omkostningsfordel.

 

 

 

I de seneste år, med den hurtige vækst af energilagring og nye energikøretøjsmarkeder, er aluminiumsbatteriteknologien også fortsat med at udvikle sig.

 

Almindelige applikationer omfatter:

Aluminiumsskal til lithiumjernfosfatbattericeller

Lithium prismatiske celler (aluminiumsskal)

LFP prismatiske celler (aluminiumsskal)

Prismatiske LFP-celler (aluminiumsskal)

Lithium prismatisk batteri (aluminiumsskal)

 

Sammenlignet med traditionelle stålskalløsninger tilbyder aluminiumsskaller:

Lettere vægt;
Bedre varmeafledning;
Højere energitæthed tilpasningsevne;
Bedre korrosionsbestandighed.

Derfor er aluminiumsskalemballage meget udbredt på det prismatiske lithiumbatterimarked.

 

 

I øjeblikket bruger et stort antal strømbatterier og energilagringsbatterier på markedet prismatiske cellestrukturer.

Typiske produkter omfatter:

 

Lithium cell batteri aluminium skal
Li-celle aluminiumsskal
Lithium cell batteri aluminium skal
Lithium cell batteri aluminium skal
Lithium jerncelle aluminiumsskal
Samsung prismatiske celler med en aluminiumsskal
Aluminium skal til Samsung li ion batteri aluminium skal

 

Den firkantede aluminiumsskalstruktur forbedrer ikke kun pladsudnyttelsen, men forbedrer også modulsamlingseffektiviteten og termisk styringsydelse og har dermed en vigtig position i den nye energikøretøjs- og energilagringsindustri.

 

 

 

For produktudviklere og indkøbsingeniører kan følgende principper overvejes:

 

Hvis produktet er i R&D-verifikationsstadiet, bør CNC-bearbejdning prioriteres.

Hvis produktet er et stort skab eller et energilagerkabinet, er bearbejdning af metalplader normalt mere omkostningseffektivt-.

Hvis produktet har en lang, smal struktur og kræver et varmeafledningsdesign, bør ekstrudering af aluminiumsprofil overvejes først.

Hvis projektet er gået ind i masseproduktionsstadiet og har en kompleks struktur og høje beskyttelseskrav, er trykstøbning ofte et mere rimeligt valg.

 

At vælge den rigtige proces kan ikke kun reducere produktionsomkostningerne, men også forbedre produktets ydeevne, forkorte udviklingscyklusser og forbedre markedets konkurrenceevne.