Die battery is die kernkomponent van 'n elektriese voertuig, en die werkverrigting daarvan bepaal die tegniese aanwysers soos batterylewe, energieverbruik en dienslewe van die elektriese voertuig. Die batterybak in die batterymodule is die hoofkomponent wat die funksies van dra, beskerming en verkoeling verrig. Die modulêre batterypak is in die batterybak gerangskik, vasgemaak aan die onderstel van die motor deur die batterybak, soos getoon in Figuur 1. Aangesien dit aan die onderkant van die voertuigbak geïnstalleer is en die werksomgewing hard is, moet die batterybak die funksie hê om klipbotsings en deurboor te voorkom om te verhoed dat die batterymodule beskadig word. Die batterybak is 'n belangrike veiligheidsstrukturele deel van elektriese voertuie. Die volgende stel die vormingsproses en vormontwerp van aluminiumbatterybakke vir elektriese voertuie voor.
Figuur 1 (Aluminium allooi batterybak)
1 Prosesanalise en vormontwerp
1.1 Gietontleding
Die aluminiumlegering-batterybak vir elektriese voertuie word in Figuur 2 getoon. Die algehele afmetings is 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, die basiese wanddikte is 4 mm, die gietkwaliteit is ongeveer 15,5 kg, en die gietkwaliteit na verwerking is ongeveer 12,5 kg. Die materiaal is A356-T6, treksterkte ≥ 290 MPa, vloeigrens ≥ 225 MPa, verlenging ≥ 6%, Brinell-hardheid ≥ 75 ~ 90 HBS, moet aan lugdigtheid en IP67 en IP69K vereistes voldoen.
Figuur 2 (Aluminium allooi batterybak)
1.2 Prosesanalise
Laedruk-spuitgiet is 'n spesiale gietmetode tussen drukgiet en swaartekraggiet. Dit het nie net die voordele van die gebruik van metaalvorms vir beide nie, maar het ook die eienskappe van stabiele vulling. Laedruk-spuitgiet het die voordele van lae spoedvulling van onder na bo, maklik beheerde spoed, klein impak en spatsels van vloeibare aluminium, minder oksiedslak, hoë weefseldigtheid en hoë meganiese eienskappe. Onder laedruk-spuitgiet word die vloeibare aluminium glad gevul, en die gietstuk stol en kristalliseer onder druk, en die gietstuk met 'n hoë digte struktuur, hoë meganiese eienskappe en 'n pragtige voorkoms kan verkry word, wat geskik is vir die vorming van groot dunwandige gietstukke.
Volgens die meganiese eienskappe wat deur die gietstuk vereis word, is die gietmateriaal A356, wat na T6-behandeling aan die behoeftes van kliënte kan voldoen, maar die gietvloeibaarheid van hierdie materiaal vereis oor die algemeen redelike beheer van die vormtemperatuur om groot en dun gietstukke te produseer.
1.3 Gietstelsel
In die lig van die eienskappe van groot en dun gietstukke, moet verskeie hekke ontwerp word. Terselfdertyd, om die gladde vulling van vloeibare aluminium te verseker, word vulkanale by die venster bygevoeg, wat deur naverwerking verwyder moet word. Twee prosesskemas van die gietstelsel is in die vroeë stadium ontwerp, en elke skema is vergelyk. Soos getoon in Figuur 3, rangskik skema 1 9 hekke en voeg voedingskanale by die venster by; skema 2 rangskik 6 hekke wat van die kant van die gietstuk wat gevorm moet word, giet. Die CAE-simulasie-analise word in Figuur 4 en Figuur 5 getoon. Gebruik die simulasieresultate om die vormstruktuur te optimaliseer, probeer om die nadelige impak van vormontwerp op die kwaliteit van gietstukke te vermy, die waarskynlikheid van gietdefekte te verminder en die ontwikkelingsiklus van gietstukke te verkort.
Figuur 3 (Vergelyking van twee prosesskemas vir lae druk)
Figuur 4 (Temperatuurveldvergelyking tydens vulling)
Figuur 5 (Vergelyking van krimpporositeitsdefekte na stolling)
Die simulasieresultate van die bogenoemde twee skemas toon dat die vloeibare aluminium in die holte ongeveer parallel opwaarts beweeg, wat in lyn is met die teorie van parallelle vulling van die vloeibare aluminium as geheel, en die gesimuleerde krimpporositeitsdele van die gietstuk word opgelos deur versterking van verkoeling en ander metodes.
Voordele van die twee skemas: Te oordeel aan die temperatuur van die vloeibare aluminium tydens die gesimuleerde vulling, het die temperatuur van die distale punt van die gietstuk wat deur skema 1 gevorm word, hoër eenvormigheid as dié van skema 2, wat bevorderlik is vir die vulling van die holte. Die gietstuk wat deur skema 2 gevorm word, het nie die poortresidu soos skema 1 nie. Krimpporositeit is beter as dié van skema 1.
Nadele van die twee skemas: Omdat die hek op die gietstuk gerangskik is wat in skema 1 gevorm moet word, sal daar 'n hekresidu op die gietstuk wees, wat met ongeveer 0.7ka sal toeneem in vergelyking met die oorspronklike gietstuk. Van die temperatuur van vloeibare aluminium in die gesimuleerde vulling van skema 2 af, is die temperatuur van vloeibare aluminium aan die distale punt reeds laag, en die simulasie is onder die ideale toestand van die vormtemperatuur, dus kan die vloeikapasiteit van die vloeibare aluminium in die werklike toestand onvoldoende wees, en daar sal 'n probleem van moeilikheid in die gietvorming wees.
Gekombineer met die analise van verskeie faktore, is skema 2 as die gietstelsel gekies. In die lig van die tekortkominge van skema 2, is die gietstelsel en die verhittingstelsel in die vormontwerp geoptimaliseer. Soos getoon in Figuur 6, is die oorloopstyger bygevoeg, wat voordelig is vir die vul van vloeibare aluminium en die voorkoms van defekte in gevormde gietstukke verminder of vermy.
Figuur 6 (Geoptimaliseerde gietstelsel)
1.4 Verkoelingstelsel
Die spanningsdraende dele en areas met hoë meganiese werkverrigtingvereistes van gietstukke moet behoorlik afgekoel of gevoer word om krimpporositeit of termiese krake te vermy. Die basiese wanddikte van die gietstuk is 4 mm, en die stolling sal beïnvloed word deur die hitteafvoer van die vorm self. Vir sy belangrike dele word 'n verkoelingstelsel opgestel, soos getoon in Figuur 7. Nadat die vulling voltooi is, laat water deur om af te koel, en die spesifieke verkoelingstyd moet by die gietplek aangepas word om te verseker dat die stollingsvolgorde van die weg van die hek-einde na die hek-einde gevorm word, en dat die hek en stygbuis aan die einde gestol word om die voereffek te bereik. Die deel met dikker wanddikte gebruik die metode om waterverkoeling by die insetsel te voeg. Hierdie metode het 'n beter effek in die werklike gietproses en kan krimpporositeit vermy.
Figuur 7 (Verkoelingstelsel)
1.5 Uitlaatstelsel
Aangesien die holte van laedruk-spuitgietmetaal geslote is, het dit nie goeie lugdeurlaatbaarheid soos sandvorms nie, en dit word ook nie deur stygpype in algemene swaartekraggietwerk uitgeblaas nie, wat die uitlaat van die laedruk-gietholte sal die vulproses van vloeibare aluminium en die kwaliteit van die gietstukke beïnvloed. Die laedruk-spuitgietvorm kan deur die gapings, uitlaatgroewe en uitlaatproppe in die skeidingsoppervlak, stootstang, ens. uitgeblaas word.
Die uitlaatgrootte-ontwerp in die uitlaatstelsel moet bevorderlik wees vir uitlaat sonder oorloop, 'n redelike uitlaatstelsel kan voorkom dat gietstukke defekte soos onvoldoende vulling, los oppervlak en lae sterkte het. Die finale vularea van die vloeibare aluminium tydens die gietproses, soos die syrus en die styg van die boonste vorm, moet met uitlaatgas toegerus wees. Aangesien vloeibare aluminium maklik in die gaping van die uitlaatprop vloei in die werklike proses van laedruk-spuitgiet, wat lei tot die situasie dat die lugprop uitgetrek word wanneer die vorm oopgemaak word, word drie metodes na verskeie pogings en verbeterings aangeneem: Metode 1 gebruik poeiermetallurgie-gesinterde lugprop, soos getoon in Figuur 8(a), die nadeel is dat die vervaardigingskoste hoog is; Metode 2 gebruik 'n naat-tipe uitlaatprop met 'n gaping van 0.1 mm, soos getoon in Figuur 8(b), die nadeel is dat die uitlaatnaat maklik geblokkeer word na die spuit van verf; Metode 3 gebruik 'n draadgesnyde uitlaatprop, die gaping is 0.15~0.2 mm, soos getoon in Figuur 8(c). Die nadele is lae verwerkingsdoeltreffendheid en hoë vervaardigingskoste. Verskillende uitlaatproppe moet gekies word volgens die werklike area van die gietstuk. Oor die algemeen word gesinterde en draadgesnyde ontluchtingsproppe vir die holte van die gietstuk gebruik, en die naattipe word vir die sandkernkop gebruik.
Figuur 8 (3 tipes uitlaatproppe geskik vir laedruk-spuitgietwerk)
1.6 Verhittingstelsel
Die gietstuk is groot in grootte en dun in wanddikte. In die vormvloei-analise is die vloeitempo van die vloeibare aluminium aan die einde van die vulsel onvoldoende. Die rede is dat die vloeibare aluminium te lank vloei, die temperatuur daal, en die vloeibare aluminium stol vooraf en verloor sy vloeivermoë, koue sluiting of onvoldoende gieting vind plaas, die styger van die boonste matrys sal nie die effek van voeding kan bereik nie. Gebaseer op hierdie probleme, sonder om die wanddikte en vorm van die gietstuk te verander, verhoog die temperatuur van die vloeibare aluminium en die vormtemperatuur, verbeter die vloeibaarheid van die vloeibare aluminium en los die probleem van koue sluiting of onvoldoende gieting op. Oormatige vloeibare aluminiumtemperatuur en vormtemperatuur sal egter nuwe termiese verbindings of krimpporositeit veroorsaak, wat lei tot oormatige vlakgaatjies na gietverwerking. Daarom is dit nodig om 'n gepaste vloeibare aluminiumtemperatuur en 'n gepaste vormtemperatuur te kies. Volgens ervaring word die temperatuur van die vloeibare aluminium beheer teen ongeveer 720 ℃, en die vormtemperatuur word beheer teen 320 ~ 350 ℃.
In die lig van die groot volume, dunwanddikte en lae hoogte van die gietstuk, word 'n verhittingstelsel op die boonste gedeelte van die vorm geïnstalleer. Soos getoon in Figuur 9, wys die vlam in die rigting van die onderkant en sykant van die vorm om die onderste vlak en sykant van die gietstuk te verhit. Volgens die gietsituasie op die perseel, pas die verhittingstyd en vlam aan, beheer die temperatuur van die boonste vormgedeelte teen 320~350 ℃, verseker die vloeibaarheid van die vloeibare aluminium binne 'n redelike reeks, en maak die vloeibare aluminium die holte en stygbuis vul. In werklike gebruik kan die verhittingstelsel die vloeibaarheid van die vloeibare aluminium effektief verseker.
Figuur 9 (Verhittingstelsel)
2. Vormstruktuur en werkbeginsel
Volgens die laedruk-spuitgietproses, gekombineer met die eienskappe van die gietstuk en die struktuur van die toerusting, word die voorste, agterste, linker- en regterkern-trekstrukture op die boonste vorm ontwerp om te verseker dat die gevormde gietstuk in die boonste vorm bly. Nadat die gietstuk gevorm en gestol is, word die boonste en onderste vorms eers oopgemaak, en dan word die kern in 4 rigtings getrek, en uiteindelik druk die boonste plaat van die boonste vorm die gevormde gietstuk uit. Die vormstruktuur word in Figuur 10 getoon.
Figuur 10 (Vormstruktuur)
Geredigeer deur May Jiang van MAT Aluminium
Plasingstyd: 11 Mei 2023
