EV аккумуляторы үшін дәл метал шөмілу: Масштабты түрде маңызды компоненттерді өндіру

ҚЫСҚАША

Электромобильдердің аккумуляторлары үшін дәлме-дәл метал тегістеу — бұл микрон деңгейіндегі дәлдікті талап ететін шинналар, аккумулятор қораптары мен ток жинағыштар сияқты бөлшектерді массалық өндіру үшін маңызды жоғары жылдамдықты өндірістік процес. Механикалық өңдеуден айырмашылығы, ол масштабтау мен материалдың пайдаланылуы жағынан ештеңеге тең бола алмайды және заманауи электромобильдерге қажетті миллиондаған аккумуляторлық ұяшықтар үшін стандарт болып табылады. Негізгі технологияларға күрделі коннекторлар үшін прогрессивті матрицамен тегістеу және сыйымдылықтардың герметикалығын қамтамасыз ету үшін терең тарту арқылы тегістеу кіреді, бәрі техникалық тазалық стандарттарына қатаң бағыну талап етеді.

Электромобильдердің аккумулятор экожүйелеріндегі метал тегістеудің маңызды рөлі

Электр автомобильдер (EV) нарығы массалық пайдалануға жету үшін жылдам дамып келе жатқан сайын, мыңдаған тәжірибелік үлгілер жасаудан миллиондаған сенімді, бірдей өнімдер шығаруға бағытталған өндірістік қысым ауысады. Дәл осы көлем үшін дәлме-дәл өлшемділік пен жоғары жылдамдықты өндірісті ұштастыратындықтан, дәл метал штампылау басым өндіріс әдісіне айналды.

CNC механикалық өңдеу мен құю әдістері төмен көлемдегі немесе конструкциялық қолданыстарда орнын алады, бірақ аккумулятор компоненттері үшін жоғары көлемдегі метал штампылау цикл уақытын қамтамасыз ете алмайды. Жоғары жылдамдықты штампылау престі бір минутта жүздеген күрделі бөлшектерді шығара алады, бұл бір аккумулятор блогындағы мыңдаған жеке ұяшықтарға сұранысты қанағаттандыру үшін маңызды. Бұл процесс миллионымен қайталанатын циклдар бойынша шиналық жазықтық немесе аккумулятор корпусының жиегі сияқты маңызды элементтердің тұрақты болуын қамтамасыз етеді.

Материалдық тиімділік — бұл тағы бір шешуші фактор. Электромобильдердің аккумуляторларын өндіру мыс пен алюминий сияқты қымбат өткізгіш металдарға күшті тәуелді. Металды штамптау процестері таспалық орналастырудың оптимизацияланған схемалары арқылы материалды пайдалануды максималдандырады, бұл қосымша емес, керісінше технологиялық әдістерге қарағанда қалдықтарды айтарлықтай азайтады. Бұл тиімділік тек экономикалық артықшылық ғана емес, сонымен қатар көміртегі іздерін азайтуға бағытталған жеткізу тізбегіндегі тұрақтылық талабы болып табылады.

Негізгі штампталған бөлшектер: Шиналар, Корпустар және Коннекторлар

Аккумуляторлық қорап электромобиль үшін жүрек рөлін атқарады, ал штампталған бөлшектер — бұл оның жүйке жүйесі мен сүйек жүйесі. Бұл бөлшектердің күрделілігі қарапайым металл иілуінен анағұрлым асып түседі; олар жоғары тоқтар мен жылу жүктемелерін басқару үшін күрделі геометрияларды талап етеді.

Шиналар мен Өзара байланыстар

Шиналар батарея модульдері мен инвертор арасында энергияны тасымалдайтын негізгі өткізгіштер болып табылады. Жоғары дәлдікті тегістеу әдісі жуан мыс немесе алюминий жолақтардан, жиі батарея пакетінің тар кеңістіктерінде орналасу үшін күрделі иілулерді қамтитындай етіп осы шиналарды жасайды. Күрделі «Ток жинағыш блоктар» (CCA) және «Элементтермен байланысу жүйелері» (CCS) контактілердің кедергісін төмендету үшін мүлде жазық болуы қажет шиналарға сүйенеді. Ауытқу пайда болса, ыстық нүктелер туындап, батареяның пайдалы әсер коэффициентін төмендетуі немесе қауіпсіздікке қауіп-қатер тудыруы мүмкін.

Батареялар мен қораптар

Цилиндрлік және призматикалық ұяшықтар үшін "қақпақ" — бұл бірінші қорғаныс сызығы. Олар, әдетте, металл үлгісі герметикалық, стакан тәрізді пішінге ие болатындай етіп матрицаға созылатын терең тарту тегістеу әдісі арқылы жасалады. Жоғары дәлдікті терең тарту мүмкіндіктері ішкі қысым мен электролитті ұстап тұру үшін құрылымдық беріктікті сақтай отырып, энергия тығыздығын максималдандыру үшін қабырғаларды жұқартуға мүмкіндік береді.

Жолаушылар және терминалдар

Пакеттің мыңдаған жалғаулары шағарылған терминдер, тілдер және клиптерді пайдаланады. Бұл компоненттер көбінесе коррозияны болдырмау үшін және көліктің 10-15 жылғы қызмет ету мерзімі бойы тұрақты өткізгіштікті қамтамасыз ету үшін «сәйкес келетін пин» конструкцияларын немесе нарықтық қаптама талаптарын (мысалы, күміс немесе қалайы) қамтиды. Бұл әлсіз бөлшектерді үлкен көлемде шағару үшін жоғары жылдамдықты прогрессивті матрицалар қолданылады.

Материалдар ғылымы: Мыс, Алюминий және Клад металлдар

Дұрыс материалды таңдау өткізгіштік, салмақ және құнның арасында теңгерім болып табылады. Дәлме-дәл шағару кәсіпорындары EV қолданбалары үшін арнайы бапталған әртүрлі құймаларды өңдеуге шебер болуы керек.

Мыс (C11000/C10100): Өткізгіштік үшін алтын стандарт. Мыс жоғары ток жолдары үшін маңызды, бірақ ауыр және қымбат. Мысты шағару үшін құрғақтықты болдырмау үшін және таза шеттерді қамтамасыз ету үшін арнайы құрал-жабдық қаптамалары қажет.

Алюминий (3003/6061): Жоғары беріктік-салмақ қатынасы үшін таңдалады. Алюминий шиналар салмағы маңызды қолданыстарда барлау кең тарала бастады. Алайда, алюминийді тегістеу серпімділік сияқты қиындықтар туғызады, оны бақылау үшін күрделі матрица инженериясы қажет.

Қабатты және екіметаллдар: Материалдардағы инновациялар мыс-қапталған алюминий сияқты қабатты металдарға әкелді. Бұл гибридті материалдар мыстың беттік өткізгіштігін және алюминийдің негізгі салмағын үнемдеуді ұсынады. Бұл материалдарды тегістеу қабаттардың пішінделу процесі кезінде бөлінуін болдырмау үшін дәл саңылау бақылауын талап етеді.

Алдыңғы қатарлы өндіру процестері: Терең созу мен біртіндеп матрицалау

Батарея бөлшектері үшін қажетті геометрияларды жасау дұрыс тегістеу әдісін таңдауды талап етеді. Таңдау жиі жобаның құнын, жылдамдығын және іске асырылуы мүмкіндігін анықтайды.

Прогрессивті штамптау

Бұл процесс шиналар, коннекторлар және шығыс рамалар үшін негізгі технология болып табылады. Металл жолақ бір пышақтағы бірнеше станциялар арқылы өтеді, онда әрбір станция нақты кесу, иілу немесе пішіндеу операциясын орындайды. Жолақ пышақтан шыққан кезде бөлшек дайын болады. Прогрессивті пышақпен құю минутына 1000-нан астам соққы жылдамдықта өндірілуі қажет күрделі, көпфункционалды бөлшектер үшін ерекше тиімді.

Терең штамптау

Негізінен аккумулятор қораптары мен терең корпус үшін қолданылатын бұл процесс металл материалын пышақ қуысына созу арқылы жүргізіледі. Ол қарапайым иілу емес, радиалды кернеу мен материал ағынымен жұмыс істеуі себепті прогрессивті құюдан өзгеше. Терең созу прогрессивті пышақтар орындай алмайтын герметик, саңылаусыз ыдыстар жасау үшін маңызды.

Прототиптен массалық өндіріске дейін

Дизайн идеясынан миллиондаған бөлшектерге өту — маңызды кезең. Өндірушілер керекті құрал-жабдыққа инвестициялау алдында жиі прототиптер үшін жұмсақ құрал-жабдық немесе лазерлік кесуден бастайды. Мыналар сияқты серіктестер Shaoyi Metal Technology жедел үлгілеуден бастап жоғары көлемді өндіріске дейінгі кеңінен мүмкіндік беретін шешімдер ұсыну арқылы осы саңылауды жабу. 600 тоннаға дейінгі престік мүмкіндіктері бар, олар ірі құрылымдық бөлшектер мен күрделі көп оқпандалы қалыптарды өңдеп, ИАТФ 16949 стандартын сақтай отырып массалық өндіріске үздіксіз өтуін қамтамасыз ете алады.

Инженерлік шақырыстар: Дәлдік, Жылу және Тазалық

Электрлік автомобильдердің батареяларын өндіру дәстүрлі автомобильдік штамповкаға қарағанда әлдеқайда қатаң шектеулерді енгізеді. Жоғары кернеулі жүйелермен жұмыс істегенде қате мүмкіндігі шынымен болмағандай.

Техникалық тазалық (VDA 19.1): Ең маңызды жасырын талап, мүмкіндік тазалық. Металдық шыңғылар немесе штамповкалық үдерістен шыққан бөлшектер батареялық модуль ішінде бөлініп қалуы мүмкін, бұл қысқа тұйықталуды және ықтимал жылулық басып алу оқиғасын тудыруы мүмкін. Бөлшектердің өткізгіш бөгелерінен таза болуын қамтамасыз ету үшін VDA 19.1 сияқты тазалық стандарттарын сақтау үшін штамптаушылар қатаң шыңғылау процестері мен жуу жүйелерін қолдануы керек.

Жылу басқаруы: Батарея ұяшықтарымен байланыстың максималды болуы үшін тегістелген салқындату пластиналары мен жылу шашқыштар мүмкіндігінше жазық болуы керек. Ауа саңылаудың бір микронда болуы изолятор ретінде әсер етіп, салқындатудың тиімділігін төмендетеді. Бұл жазықтыққа жету үшін дәл деңгейлер қажет және бөлшектің геометриясын нақты уақыт режимінде бақылау үшін жиі аспапта орнатылған сезгіштер қолданылады.

Сапаны бақылау және растау (Көру жүйелері)

EV саласында «миллионнан бірнеше бөлшек» деген ақаулық деңгейі жиі тым жоғары деп есептеледі; мақсат — нөлге жақын ақаулық. Осыған қол жеткізу үшін қазіргі заманғы тегістеу желілері интеграцияланған көру жүйелерімен жабдықталған.

Бұл жоғары жылдамдықты камера қысымды тоқтатпай-ақ 100% бөлшектердің сызық бойынша өлшемдерін, элементтердің жоғалуын немесе бетіндегі ақауларды тексереді. Автоматты қызметкерлік тексеру жүйелер әрбір коннектор штифінің түзу және әрбір шинасының рұқсат етілген шектерде екендігін жинау алдында тексереді. IATF 16949 сияқты сертификаттармен қамтамасыз етілетін осындай қатаң бақылау автомашина өндірушілерінің сенімі мен іздестірілетін құжаттамасын қамтамасыз етеді.

Қорытынды

Дәл метал штампылау тек қана өндіріс процесі емес, сонымен қатар электрлік көліктердің дәуірін бастауға мүмкіндік беретін негізгі технология. Масштабтылықты, материалдың тиімділігін және микрон деңгейіндегі дәлдікті қамтамасыз ете отырып, штампылау инженерлердің қауіпсізірек, жеңілірек және қуаттырақ аккумуляторларды жобалауына мүмкіндік береді. Өнеркәсібінің дамуымен қатар, аккумулятордың жобалаушылары мен штампылау мамандарының арасындағы ынтымақтастық инновацияның дамуын жалғастырады, энергия сақтау және қозғалыс мүмкіндіктерінің шекарасын итермелейді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. ЭК бөлшектері үшін прогрессивті матрица мен терең штампылау арасындағы айырмашылық қандай?

Прогрессивті өшіру әдісі жоғары жылдамдықпен шиндар мен коннекторлар сияқты күрделі бөлшектерді кесуге, иілуге және пішіндіруге арналған бірнеше станциялар арқылы металл жолақты береді. Керісінше, терең созу әдісі аккумулятор қораптары сияқты қуыс, пішімделген пішіндерді жасау үшін жазық металл босатылымын матрицаға созады. Прогрессивті матрицалар күрделі, жазықтан пішінделген компоненттер үшін ең жақсы, ал цилиндрлі немесе қорап тәрізді қораптар үшін терең созу міндетті.

2. Электромобиль аккумуляторларын өшіру кезінде техникалық тазалық неге маңызды?

Техникалық тазалық маңызды, өйткені өшірілген бөлшектерде қалған өткізгіш металдақ бөлшектер немесе жиектер аккумулятор қорабының ішінде сыртқа тұйықталуға әкелуі мүмкін. Бұл тұйықталулар аккумулятордың істен шығуына немесе қауіпті жылулық бейберекетке әкеп соғуы мүмкін. VDA 19.1 сияқты стандарттар жоғары кернеулі жүйелердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін бөлшектердің өлшемі мен санына қатаң шектеулер белгілейді.

3. Электромобиль аккумулятор компоненттері үшін қандай материалдар ең жиі өшіріледі?

Электр өткізгіштігі мен салмақ сипаттамаларына байланысты мыс пен алюминий ең кең тараған материалдар болып табылады. Негізгі шиналар сияқты жоғары токты қолданбаларда мыс қолданылады, ал жеңілдету және құрылымдық корпус үшін алюминий қолданылады. Өнімділік пен құнын теңестіру үшін мыс пен алюминийдің қабаттарын біріктіретін қоспалы металлдар да танымалдылыққа ие болуда.