Ștampilarea carcasei bateriei și a plăcii de acoperire din aluminiu: controlul cheie al calității pentru sistemele de stocare a energiei

Carcasele bateriilor din aliaj de aluminiu 3003/3005 necesită ambutisare adâncă controlată, stabilitate dimensională și sudare fără defecte-pentru a rezista la schimbările de presiune internă în aplicațiile EV și ESS. Xiamen APOLLO Technology produce carcase de baterii și plăci de acoperire personalizate din aluminiu folosind ștanțare de precizie, sudare cu laser, inspecție a scurgerilor de heliu și sisteme de control al calității PPAP Nivel 3.

 

 

 

Selecția materialului: Proprietăți aluminiu 3003-H14 și 3005 sub controlul de producție ISO 9001

 

Carcasele bateriilor din aluminiu utilizate în acumulatorii cu litiu-ion necesită un echilibru între formabilitate, rezistență mecanică, rezistență la coroziune și performanță de izolație electrică.

Cele mai comune materiale sunt aliajele de aluminiu 3003-H14 și 3005. Conținutul lor de mangan îmbunătățește stabilitatea structurală în timpul proceselor de ambutisare adâncă, menținând în același timp densitatea scăzută.

 

Material	Element principal din aliaj	Rezistență la tracțiune	Elongaţie	Densitate	Aplicație tipică
3003-H14 Aluminiu	Aliaj Al-Mn	140-180 MPa	3-8%	2,73 g/cm³	Carcasă baterie EV, carcasă baterie ESS
3005 Aluminiu	Aliaj Al-Mn{-Mg	150-200 MPa	4-10%	2,72 g/cm³	Carcasă-baterie de mare rezistență
C1100 Cupru	Cu Mai mare sau egal cu 99,90%	205-275 MPa	Mai mare sau egal cu 35%	8,96 g/cm³	Componente conductoare ale bateriei
C2680 alamă	Aliaj Cu-Zn	300-450 MPa	20-40%	8,47 g/cm	Terminale și piese electrice ștanțate

 

Pentru structurile de baterii cilindrice, prismatice și de stocare a energiei, grosimea materialului variază de obicei între 0,5 mm și 1,5 mm, în funcție de cerințele de proiectare a pachetului.

 

Procesul de embotire adâncă trebuie controlat:

Forța suportului gol: 30-120kN, în funcție de dimensiunea carcasei
Raportul de desenare: în general, mai mic sau egal cu 2,0 pentru desenul din prima-etapă
Reducerea grosimii peretelui: controlată cu 10-20%
Toleranță dimensională: de obicei ±0,05 mm, zone critice până la ±0,01 mm
Rugozitatea suprafeței: Ra Mai mică sau egală cu 0,8 μm pentru suprafețele de etanșare

 

 

Carcasa bateriei din aluminiu este sensibilă la condițiile de curgere a materialului. Deformarea excesivă provoacă microfisuri, în timp ce presiunea insuficientă creează riduri.

Defecte comune și metode de control:

 

Tip defect	Cauza de bază	Control tehnic
Crăparea peretelui	Efort de tracțiune excesiv în timpul tragerii	Raza matriței și lubrifiere optimizate
Subțierea fundului	Flux neuniform de material	Simulare progresivă a desenului
Zgârieturi la suprafață	Contaminarea matriței sau lubrifiere slabă	Sistem automat de curatare
Abaterea de dimensiune	Springback după formare	Inspecție CMM și proiectare de compensare
Rupere de aluminiu	Dimensiune necorespunzătoare a blankului	Analiza DFM înainte de prelucrare

 

Apollo folosește matrițe de ștanțare progresivă, matrițe de prelucrare de precizie și sisteme de inspecție CMM pentru a verifica dimensiunile critice înainte de producția în masă.

 

 

 

Sudura cu laser Cu-Al și capac de aluminiu Performanța îmbinării sub cerințe de presiune

 

Plăcile de acoperire a bateriei integrează mai multe componente funcționale:

Borne pozitive și negative

Supape de aerisire{0}}antiexplozive

Porturi de injecție de lichid

Structuri de eliberare a presiunii de siguranță

Interfețe de conectare a barelor colectoare

Procesul de sudare afectează în mod direct siguranța bateriei, deoarece fuziunea incompletă sau porii pot cauza scurgeri de electroliți și pierderi de presiune.

Pentru capacele din aluminiu pentru baterii, tehnologiile comune de îmbinare includ:

 

Tehnologia sudării	Intrare de căldură	Aplicație tipică	Controlul calității
Sudare cu laser Al-Al	Căldură localizată scăzută	Etanșarea plăcii de acoperire	Inspecția pătrunderii sudurii
Sudare cu laser Cu-Al	Dificultate mare din cauza diferitelor puncte de topire	Conexiune terminală	Analiza metalografică
Sudarea cu rezistență	Aport mediu de căldură	Îmbinarea foii subțiri	Monitorizare curent și presiune
Sudarea prin difuzie moleculară	Conectare-solidă	Îmbinări conductoare de{0}}înaltă fiabilitate	Încercări electrice și de tracțiune
Lipire cu argint de rezistență	Conexiune de înaltă conductivitate	Piese de contact electric	Testarea rezistenței la forfecare

 

Parametrii de sudare cu laser necesită un control strict:

Putere laser: 800W-3000W, în funcție de grosimea materialului
Viteza de sudare: 50-300mm/s
Adâncimea de penetrare: mai mare sau egală cu 80% din grosimea materialului
Porozitatea sudurii: controlată sub limitele specificațiilor interne
Rezistență de contact: de obicei<0.1mΩ for conductive joints

 

 

Supapa antiexplozie-este o componentă critică de siguranță în sistemele de baterii cu litiu.

 

Validarea producției include în mod normal:

Test de presiune de spargere

Test de scurgere de heliu

Inspecția pătrunderii sudurii

Analiză metalografică{0}}transversală

Validarea ciclului termic

Cerințe tipice:

 

Element de testare	Cerință de inginerie
Rata de scurgere a heliului	Mai mic sau egal cu 1×10⁻⁶ Pa·m³/s
Test de presiune de spargere	Conform specificațiilor pachetului de baterii
Pătrunderea sudurii	Mai mare sau egală cu 80% grosime
Inspecție vizuală a sudurii	Fără fisuri, fuziune incompletă sau stropire excesivă
Reținerea presiunii	Stabil după ciclul termic

 

Solicitați o evaluare și o cotație DFM gratuite

 

 

Inspecția etanșeității la gaz folosind spectrometria de masă cu heliu

 

Producătorii de baterii necesită performanțe de etanșare fiabile, deoarece chiar și scurgerile microscopice pot accelera degradarea electroliților și pot reduce durata de viață a bateriei.

Detectarea scurgerilor prin spectrometrie de masă cu heliu oferă o sensibilitate mai mare în comparație cu testarea convențională a presiunii aerului.

 

Metoda de inspecție	Capacitate de detectare	Aplicație
Test de imersie în apă	Sensibilitate scăzută	Verificarea de bază a etanșării
Test de scădere a presiunii aerului	Sensibilitate medie	Screening de producție
Test cu spectrometru de masă cu heliu	Mai mic sau egal cu 10⁻⁶ Pa·m³/s	Validarea etanșării capacului bateriei EV

 

Apollo integrează testarea scurgerilor în controlul calității producției pentru a verifica fiecare structură critică de etanșare.

 

 

Clienții auto necesită documentație completă de aprobare a producției înainte de livrarea în masă.

 

Pachetul tipic PPAP Nivel 3 include:

Desene de inginerie

Certificate de material

Diagrama fluxului procesului

PFMEA

Planul de control

Analiza Sistemului de Măsurare (MSA)

Studiu de capacitate (Cp/Cpk)

Exemplu de raport de inspecție

Înregistrările de aprobare inițială a producției

 

Pentru componentele structurale ale bateriei EV, capacitatea dimensională vizează de obicei:

Cpk Mai mare sau egal cu 1,33 pentru dimensiuni generale

Cpk Mai mare sau egal cu 1,67 pentru dimensiuni critice de etanșare

Apollo operează sub:

IATF 16949 sistem de management al calității auto

Sistemul de management al calitatii ISO 9001

Conformitate RoHS

Conformitate REACH

 

 

Producție integrată de la dezvoltarea sculelor la producția de masă

 

Xiamen Apollo oferă soluții de producție OEM pentru carcase pentru baterii EV, carcase pentru baterii ESS și plăci de acoperire din aluminiu.

 

Fluxul de lucru de producție include:

Inspecția materialului de intrare

Design matriță și analiză DFM

Ștanțare din aluminiu cu ambutisare adâncă

Prelucrare secundară CNC

Sudare și etanșare cu laser

Tratarea suprafeței

Inspecție dimensională

Testarea scurgerilor

Depunerea PPAP

Livrare în producție în masă

 

 

 

Capacitatea de producție	Caietul de sarcini
Material	3003-H14, aliaj de aluminiu 3005
Toleranță de ștanțare	±0,01 mm zonă critică
Tehnologia sudării	Sudură cu laser, sudare cu rezistență
Echipamente de inspectie	CMM, sistem optic de măsurare
Testarea scurgerilor	Spectrometrie de masă cu heliu
Sistem de calitate	IATF 16949, ISO 9001
Validarea producției	PPAP Nivelul 3
Timp de livrare prototip	20-30 de zile
Timp de producție în masă	15-20 zile

 

 

Proiectarea carcasei bateriei necesită cooperarea între inginerii de materiale, inginerii structurali și echipele de producție.

 

Apollo acceptă:

Analiza DFM{0}}incipientă

Optimizarea selectiei materialelor

Revizuirea fezabilității matriței de ștanțare

Validarea procesului de sudare

Producția de prototipuri

Controlul calității producției de masă

 

Pentru clienții care dezvoltă noi platforme de baterii, comunicarea timpurie a ingineriei ajută la reducerea ciclurilor de modificare a sculelor și a riscurilor de producție.

 

 

Ce nivel PPAP poate oferi un producător de carcase de baterii din aluminiu pentru proiectele EV?

Apollo furnizează documentație PPAP de nivel 3, inclusiv PFMEA, plan de control, MSA, analiză de capacitate și rapoarte de inspecție dimensională.

 

Cât timp dureazăcarcasă personalizată a bateriei din aluminiuscule și prelevare de probe?

Uneltele tipice și eșantionarea prototipului necesită 20-30 de zile, în funcție de complexitatea carcasei și de cerințele de validare.

 

Cum se testează scurgerile de sudură din capacul bateriei înainte de producția în masă?

Capacele bateriilor sunt validate prin testarea scurgerilor cu spectrometrul de masă cu heliu, inspecția sudurii și testarea performanței presiunii.