Bateria është komponenti kryesor i një automjeti elektrik dhe performanca e saj përcakton treguesit teknikë si jetëgjatësia e baterisë, konsumi i energjisë dhe jeta e shërbimit të automjetit elektrik. Tabaka e baterisë në modulin e baterisë është komponenti kryesor që kryen funksionet e mbajtjes, mbrojtjes dhe ftohjes. Paketa modulare e baterisë është e vendosur në sirtarin e baterisë, e fiksuar në shasinë e makinës përmes tabakasë së baterisë, siç tregohet në figurën 1. Meqenëse është instaluar në fund të trupit të automjetit dhe ambienti i punës është i ashpër, tabaka e baterisë duhet të ketë funksionin e parandalimit të goditjes dhe shpimit të gurit për të parandaluar dëmtimin e modulit të baterisë. Tabakaja e baterive është një pjesë e rëndësishme strukturore e sigurisë së automjeteve elektrike. Më poshtë prezanton procesin e formimit dhe dizajnin e kallëpeve të tabakave të baterive të aliazhit të aluminit për automjetet elektrike.
Figura 1 (Tabakja e baterisë nga aliazh alumini)
1 Analiza e procesit dhe dizajni i kallëpit
1.1 Analiza e derdhjes
Tabaka e baterive të aliazhit të aluminit për automjetet elektrike është paraqitur në Figurën 2. Dimensionet e përgjithshme janë 1106mm×1029mm×136mm, trashësia bazë e murit është 4mm, cilësia e derdhjes është rreth 15.5kg dhe cilësia e derdhjes pas përpunimit është rreth 12.5kg. Materiali është A356-T6, Rezistenca në tërheqje ≥ 290MPa, forca rrjedhëse ≥ 225MPa, zgjatja ≥ 6%, fortësia e Brinell ≥ 75~90HBS, nevoja për të përmbushur kërkesat e ngurtësisë së ajrit dhe IP67&IP69K.
Figura 2 (Tabakja e baterisë nga aliazh alumini)
1.2 Analiza e procesit
Hedhja me presion të ulët është një metodë e veçantë e derdhjes midis derdhjes nën presion dhe derdhjes me gravitet. Ai jo vetëm që ka avantazhet e përdorimit të kallëpeve metalike për të dyja, por gjithashtu ka karakteristikat e mbushjes së qëndrueshme. Derdhja me presion të ulët ka avantazhet e mbushjes me shpejtësi të ulët nga poshtë lart, shpejtësinë e lehtë për t'u kontrolluar, ndikimin dhe spërkatjen e vogël të aluminit të lëngshëm, më pak skorje oksidi, densitet të lartë të indeve dhe veti të larta mekanike. Nën derdhjen me presion të ulët, alumini i lëngshëm mbushet pa probleme, dhe derdhja ngurtësohet dhe kristalizohet nën presion, dhe mund të merret derdhja me strukturë të lartë të dendur, veti të larta mekanike dhe pamje të bukur, e cila është e përshtatshme për formimin e derdhjeve të mëdha me mure të hollë. .
Sipas vetive mekanike të kërkuara nga derdhja, materiali i derdhjes është A356, i cili mund të plotësojë nevojat e klientëve pas trajtimit T6, por rrjedhshmëria e derdhjes së këtij materiali në përgjithësi kërkon kontroll të arsyeshëm të temperaturës së mykut për të prodhuar derdhje të mëdha dhe të holla.
1.3 Sistemi i derdhjes
Duke pasur parasysh karakteristikat e derdhjeve të mëdha dhe të holla, duhet të projektohen porta të shumta. Në të njëjtën kohë, për të siguruar mbushjen e qetë të aluminit të lëngshëm, në dritare shtohen kanale mbushëse, të cilat duhet të hiqen pas përpunimit. Dy skema procesi të sistemit të derdhjes u hartuan në fazën e hershme dhe secila skemë u krahasua. Siç tregohet në figurën 3, skema 1 rregullon 9 porta dhe shton kanale ushqyese në dritare; Skema 2 rregullon 6 porta që derdhen nga ana e derdhjes që do të formohet. Analiza e simulimit CAE tregohet në Figurën 4 dhe Figura 5. Përdorni rezultatet e simulimit për të optimizuar strukturën e kallëpit, përpiquni të shmangni ndikimin negativ të dizajnit të kallëpit në cilësinë e derdhjeve, zvogëloni probabilitetin e defekteve të derdhjes dhe shkurtoni ciklin e zhvillimit të aktrimeve.
Figura 3 (Krahasimi i dy skemave të procesit për presion të ulët
Figura 4 (Krahasimi i fushës së temperaturës gjatë mbushjes)
Figura 5 (Krahasimi i defekteve të porozitetit të tkurrjes pas ngurtësimit)
Rezultatet e simulimit të dy skemave të mësipërme tregojnë se alumini i lëngshëm në zgavër lëviz lart përafërsisht paralelisht, gjë që është në përputhje me teorinë e mbushjes paralele të aluminit të lëngshëm në tërësi, dhe pjesët e simuluara të porozitetit të tkurrjes së derdhjes janë zgjidhet duke forcuar ftohjen dhe metoda të tjera.
Përparësitë e dy skemave: Duke gjykuar nga temperatura e aluminit të lëngshëm gjatë mbushjes së simuluar, temperatura e skajit distal të derdhjes së formuar nga skema 1 ka uniformitet më të lartë se ajo e skemës 2, e cila është e favorshme për mbushjen e zgavrës. . Derdhja e formuar nga skema 2 nuk ka mbetje të portës si skema 1. poroziteti i tkurrjes është më i mirë se ai i skemës 1.
Disavantazhet e dy skemave: Për shkak se porta është e rregulluar në derdhjen që do të formohet në skemën 1, do të ketë një mbetje porte në derdhje, e cila do të rritet rreth 0.7ka krahasuar me derdhjen origjinale. nga temperatura e aluminit të lëngshëm në mbushjen e simuluar të skemës 2, temperatura e aluminit të lëngshëm në skajin distal është tashmë e ulët dhe simulimi është nën gjendjen ideale të temperaturës së kallëpit, kështu që kapaciteti i rrjedhës së aluminit të lëngshëm mund të jetë i pamjaftueshëm në gjendjen aktuale, dhe do të ketë një problem vështirësie në derdhjen e derdhjes.
E kombinuar me analizën e faktorëve të ndryshëm, u zgjodh skema 2 si sistemi i derdhjes. Në funksion të mangësive të skemës 2, sistemi i derdhjes dhe sistemi i ngrohjes janë optimizuar në dizajnin e kallëpit. Siç tregohet në figurën 6, shtohet ngritësi i tejmbushjes, i cili është i dobishëm për mbushjen e aluminit të lëngshëm dhe redukton ose shmang shfaqjen e defekteve në derdhjet e derdhura.
Figura 6 (Sistemi i optimizuar i derdhjes)
1.4 Sistemi i ftohjes
Pjesët që mbajnë stres dhe zonat me kërkesa të larta të performancës mekanike të derdhjeve duhet të ftohen ose ushqehen siç duhet për të shmangur porozitetin e tkurrjes ose plasaritjen termike. Trashësia bazë e murit të derdhjes është 4 mm, dhe ngurtësimi do të ndikohet nga shpërndarja e nxehtësisë së vetë kallëpit. Për pjesët e tij të rëndësishme, vendoset një sistem ftohjeje, siç tregohet në Figurën 7. Pasi të përfundojë mbushja, kaloni ujin që të ftohet dhe koha specifike e ftohjes duhet të rregullohet në vendin e derdhjes për të siguruar që sekuenca e ngurtësimit të jetë formohen nga skaji larg nga fundi i portës deri te fundi i portës, dhe porta dhe ngritësi ngurtësohen në fund për të arritur efektin e furnizimit. Pjesa me trashësi më të trashë muri adopton metodën e shtimit të ftohjes me ujë në futje. Kjo metodë ka një efekt më të mirë në procesin aktual të derdhjes dhe mund të shmangë porozitetin e tkurrjes.
Figura 7 (Sistemi i ftohjes)
1.5 Sistemi i shkarkimit
Meqenëse zgavra e metalit të derdhjes me presion të ulët është e mbyllur, ai nuk ka përshkueshmëri të mirë ajri si kallëpet e rërës, dhe as nuk shkarkohet përmes ngritësve në derdhjen e përgjithshme të gravitetit, shkarkimi i zgavrës së derdhjes me presion të ulët do të ndikojë në procesin e mbushjes së lëngut. alumini dhe cilësia e derdhjeve. Forma e derdhjes me presion të ulët mund të shterohet përmes boshllëqeve, kanaleve të shkarkimit dhe prizave të shkarkimit në sipërfaqen ndarëse, shufrës shtytëse etj.
Dizajni i madhësisë së shkarkimit në sistemin e shkarkimit duhet të jetë i favorshëm për shkarkimin pa tejmbushje, një sistem i arsyeshëm shkarkimi mund të parandalojë derdhjet nga defekte të tilla si mbushja e pamjaftueshme, sipërfaqja e lirshme dhe forca e ulët. Zona e mbushjes përfundimtare të aluminit të lëngshëm gjatë procesit të derdhjes, siç është pjesa anësore dhe ngritësi i kallëpit të sipërm, duhet të pajiset me gaz të shkarkimit. Duke pasur parasysh faktin se alumini i lëngshëm derdhet lehtësisht në hendekun e prizës së shkarkimit në procesin aktual të derdhjes me presion të ulët, gjë që çon në situatën që priza e ajrit tërhiqet kur hapet kallëpi, miratohen tre metoda pas disa përpjekje dhe përmirësime: Metoda 1 përdor prizën e ajrit të sinteruar me metalurgji pluhur, siç tregohet në figurën 8(a), disavantazhi është se kostoja e prodhimit është e lartë; Metoda 2 përdor një prizë shkarkimi të tipit të shtresës me një hendek prej 0,1 mm, siç tregohet në figurën 8(b), disavantazhi është se shtresa e shkarkimit bllokohet lehtësisht pas spërkatjes së bojës; Metoda 3 përdor një prizë shkarkimi të prerë me tela, hendeku është 0,15~0,2 mm, siç tregohet në Figurën 8(c). Disavantazhet janë efikasiteti i ulët i përpunimit dhe kostoja e lartë e prodhimit. Duhet të zgjidhen priza të ndryshme shkarkimi sipas zonës aktuale të derdhjes. Në përgjithësi, prizat e ventilimit të sinterizuara dhe të prera me tela përdoren për zgavrën e derdhjes, dhe lloji i tegelit përdoret për kokën e bërthamës së rërës.
Figura 8 (3 lloje prizash shkarkimi të përshtatshme për derdhje me presion të ulët)
1.6 Sistemi i ngrohjes
Derdhja është e madhe në madhësi dhe e hollë në trashësi muri. Në analizën e rrjedhës së mykut, shkalla e rrjedhjes së aluminit të lëngshëm në fund të mbushjes është e pamjaftueshme. Arsyeja është se alumini i lëngshëm është shumë i gjatë për të rrjedhur, temperatura bie dhe alumini i lëngshëm ngurtësohet paraprakisht dhe humbet aftësinë e tij të rrjedhjes, mbyllja e ftohtë ose derdhja e pamjaftueshme ndodh, ngritësi i mbulesës së sipërme nuk do të jetë në gjendje të arrijë efekti i të ushqyerit. Bazuar në këto probleme, pa ndryshuar trashësinë e murit dhe formën e derdhjes, rritni temperaturën e aluminit të lëngshëm dhe temperaturën e mykut, përmirësoni rrjedhshmërinë e aluminit të lëngshëm dhe zgjidhni problemin e mbylljes së ftohtë ose derdhjes së pamjaftueshme. Megjithatë, temperatura e tepërt e aluminit të lëngshëm dhe temperatura e mykut do të prodhojnë kryqëzime të reja termike ose porozitet tkurrje, duke rezultuar në vrima të tepërta të rrafshnalta pas përpunimit të derdhjes. Prandaj, është e nevojshme të zgjidhni një temperaturë të përshtatshme të aluminit të lëngshëm dhe një temperaturë të përshtatshme të mykut. Sipas përvojës, temperatura e aluminit të lëngshëm kontrollohet në rreth 720 ℃, dhe temperatura e mykut kontrollohet në 320 ~ 350 ℃.
Duke pasur parasysh vëllimin e madh, trashësinë e murit të hollë dhe lartësinë e ulët të derdhjes, në pjesën e sipërme të kallëpit është instaluar një sistem ngrohjeje. Siç tregohet në figurën 9, drejtimi i flakës përballet me pjesën e poshtme dhe anash të kallëpit për të ngrohur rrafshin e poshtëm dhe anën e derdhjes. Sipas situatës së derdhjes në vend, rregulloni kohën e ngrohjes dhe flakën, kontrolloni temperaturën e pjesës së sipërme të mykut në 320 ~ 350 ℃, sigurohuni rrjedhshmërinë e aluminit të lëngshëm brenda një intervali të arsyeshëm dhe bëni që alumini i lëngshëm të mbushë zgavrën dhe ngritës. Në përdorim aktual, sistemi i ngrohjes mund të sigurojë në mënyrë efektive rrjedhshmërinë e aluminit të lëngshëm.
Figura 9 (Sistemi i ngrohjes)
2. Struktura e kallëpit dhe parimi i punës
Sipas procesit të derdhjes me presion të ulët, i kombinuar me karakteristikat e derdhjes dhe strukturën e pajisjes, në mënyrë që të sigurohet që derdhja e formuar të qëndrojë në kallëpin e sipërm, strukturat e tërheqjes së bërthamës së përparme, të pasme, të majta dhe të djathta janë projektuar në kallëpin e sipërm. Pasi të jetë formuar dhe ngurtësuar derdhja, fillimisht hapen kallëpet e sipërme dhe të poshtme dhe më pas tërhiqeni bërthamën në 4 drejtime dhe në fund pllaka e sipërme e kallëpit të sipërm e shtyn derdhjen e formuar. Struktura e kallëpit është paraqitur në Figurën 10.
Figura 10 (Struktura e kallëpit)
Redaktuar nga May Jiang nga MAT Aluminium
Koha e postimit: Maj-11-2023
