TL;DR

Elektromobiļu (EV) barotāju štancēšana ir aizstājusi tradicionālās vadu sistēmas kā nozares standartu augstsprieguma enerģijas sadalei, galvenokārt pateicoties labākai siltuma efektivitātei, samazinātajai masai un automatizētām montāžas iespējām. Izmantojot paaugstošā spiešana , ražotāji var masveidā ražot sarežģītas ģeometrijas ar stingriem toleranču ierobežojumiem, kas ir būtiski akumulatoru komplektiem un invertoriem.

Galvenie priekšrocības ietver optimizētu telpas izmantošanu kompaktos EV platformās un iespēju integrēt uzlabotas funkcijas, piemēram, stiprinājumu montāžu veidnē. Lēmumu pieņēmējiem pāreja uz štancētiem barotājiem simbolizē pāreju uz mērogotu, defektu brīvu ražošanu, kas tieši atbalsta elektrifikācijas mērķus — palielināt nobraukumu un samazināt ražošanas izmaksas.

Stratēģiskā pāreja: kāpēc elektromobiļiem vajadzīgi štancēti barotāji

Pāreja no elastīgās kabeļu vadu izmantošanas uz stingrām kalētām šinām nav tikai dizaina izvēle; tā ir inženierijas nepieciešamība, ko dara modernu elektriskās transportlīdzekļu arhitektoniskās ierobežojumu dēļ. Tā kā EV bateriju pake un enerģijas elektronika kļūst blīvāka, tradicionālo apaļo kabeļu nepieciešamais telpas tilpums kļūst par slogu. Kalētās šinas, kas ir plakanas ar taisnstūrveida šķēlumu, piedāvā ievērojami labāku iepakošanas faktoru, ļaujot inženieriem vadīt augstspriegumu enerģiju caur šaurām šahtām, kurās nav iespējams izmantot kabeļu kabeli.

Siltuma pārvaldība darbojas kā otrais kritiskais faktors. Plakana šinas virsmas attiecība pret šķēlumu ir labāka nekā apaļa kabeļa, veicinot efektīvāku siltuma izklāšanos. Šī fizikālā īpašība ļauj šinām pārvadīt augstākas strāvas blīvuma vērtības—ko sauc par strāvas izturība —ne pārsniedzot temperatūras ierobežojumus. Augsta veiktspējas elektromobiļos, kuros strāvas pieaugums ļoti ātrā uzlādēšanas vai paātrināšanas laikā var strauji palielināties, šis termiskais rezerves līmenis ir būtisks sistēmas drošībai un kalpošanas ilgumam.

Turklāt perforēti barjeri ļauj automatizētu montāžu, kas ir pamatprincips lielserijas ražošanā. Atšķirībā no kabeļiem, kurus bieži vajag manuāli novietot un pieslēgt, stingros barjerus var pārvietot un novietot ar robotu sistēmām. Šī stingrība samazina savienojumu kļūdu un vibrāciju izraisītu bojājumu risku, tādējādi palielinot augstsprieguma elektriskās sistēmas uzticamību.

Ražošanas procesi: Perforācija vs. Formēšana vs. Ēdināšana

Pareizā ražošanas procesa izvēle lielā mērā ir atkarīga no ražošanas apjoma un detaļas sarežģītības. Lai gan eksistē vairākas metodes, paaugstošā spiešana valda pār augstu apjomu EV ražošanu. Šajā procesā metāla ruļļi tiek padoti caur vairākām stacijām vienā matricas komplektā. Katra stacija veic konkrētu operāciju — griešanu, liekšanu, perforēšanu vai kalšanu — pakāpeniski formējot barjeru. Šī metode nodrošina pastāvīgu atkārtojamību un atbalsta augstu izstrādājumu ātrumu, tādējādi būdama visizdevīgākā risinājuma gadā vairāk nekā 20 000 vienībām.

Zemākiem apjomiem vai ļoti sarežģītām 3D formām, kuras nav viegli iegravēt, CNC stieņa formēšana tiek izmantota. Šis process liek un skuj metāla stieņus sarežģītās konfigurācijās bez dārgas cietās instrumentu iekārtas. Tas ir ideāls prototipēšanai vai zema apjoma veiktspējas transportlīdzekļiem, taču tam trūkst iegravēšanas cikla ātruma. Ķīmiskā ēšana vai lāzera griešana kalpo kā trešais variants, galvenokārt ļoti plānām, sarežģītām barjerām, ko izmanto bateriju moduļu savienojumos, kur mehāniskais spriegums no iegravēšanas varētu deformēt vieglo materiālu.

Pašreizējās progresīvās matricu iestatījumi ietver montāža veidnē iespējas. Līderi ražotāji izmanto sistēmas, kas var ievietot stiprinājumos, pieskrēvēt uzgali vai pat montēt daudzslāņu laminētas sadales sienas tieši stempēšanas presē. Šī integrācija noņem sekundāras operācijas, samazinot apstrādes izmaksas un uzlabojot savienojumu punktu pozicionēšanas precizitāti.

Materiālu zinātne: Vara, Alumīnijs un Divmetāli

Izvēle starp varu un alumīniju ir centrālā kompromisa joma sadales sienas inženierijā. Vars (C11000) paliek zelta standarts elektrovadītspējā, nodrošinot augstāko ampēru tilpumvienībā. Tas ir neatņemams elements šaurās telpās, piemēram, invertieros un vilkmes motoros, kur maksimizēt jaudas blīvumu ir visaugstākā prioritāte. Tomēr, vara ir smaga un dārga, radot grūtības vieglošanas pasākumiem.

Alumīnijs (AA6000 sērija) ir kļuvis par iecienītāko alternatīvu garām attālumiem, piemēram, galvenajiem savienojumiem no akumulatora uz motoru. Lai gan alumīnijam ir aptuveni tikai 60% no vara elektrovadītspējas, tas ir aptuveni par 70% vieglāks. Palielinot šķērsgriezuma laukumu, lai kompensētu zemāko vadītspēju, inženieri var sasniegt tādu pašu elektrisko veiktspēju pusei no vara ekvivalenta svara. Šis masas samazinājums tieši nozīmē lielāku transportlīdzekļa nobraukumu.

Lai aizpildītu plaisu, rūpniecība arvien vairāk balstās uz divmetālu risinājumiem tehnoloģijas, piemēram, berzes maisīšanas metināšana vai ultraskaņas metināšana, savieno vara kontaktus (uzticamiem, oksidācijai izturīgiem savienojumiem) ar alumīnija galvenajām daļām (svara ietaupījumam). Šie hibrīdie barvetni piedāvā abu metālu labākos aspektus, taču prasa specializētus ražošanas partnerus, kas spējīgi pārvaldīt galvaniskās korozijas riskus, kas raksturīgi dažādu metālu saskarē.

Ražošanai paredzēta konstruēšana (DFM) izgrieztajiem barvetniem

Veiksmīga sadales sava izgatavošana sākas zīmēšanas dēlī. Ievērojot ražošanai paredzētā dizaina (DFM) principus, tiek nodrošināts, ka detaļu var droši izspiest bez pārmērīgas rīka nodilšanas vai sabrukšanas. Kritiskais faktors ir minimālais liekuma rādiuss . Lielākajai daļai vara un alumīnija sakausējumu iekšējam liekuma rādiusam jābūt vismaz vienādam ar materiāla biezumu (1T), lai novērstu plaisas liekuma ārējā malā. Maziem rādiusiem tas ir iespējams, taču var prasīt speciālus materiālu veidus vai kalšanas operācijas, kas palielina izmaksas.

Inženieri arī ņem vērā atsperošana —metāla tendenci daļēji atgriezties sākotnējā formā pēc liekšanas. Augsta stipruma sakausējumiem raksturīgāks ir atsprūdis, tādēļ štampos nepieciešams materiālu nedaudz pārliekt, lai sasniegtu galīgo vajadzīgo leņķi. Šīs uzvedības precīza prognozēšana ar simulācijas programmatūru ir kompetenta štamposanas partnera atpazīšanas zīme.

Izolācija un izolēšana ir vienlīdz svarīgi DFM apsvērējumi. Augstsprieguma EV šinu kabeļiem nepieciešama izturīga dielektriskā aizsardzība. Iespējas svārstās no epoksipulru pārklājuma (kas nodrošina augstu temperatūres izturību un vienmērīgu pārklāšanu) līdz siltumšķrāmā caurulēm un laminētām plēvēm. Izolācijas izvēle ietekmē štancēšanas procesu, jo jāpieļauj pārklājuma biezums, un asiem malām jāveic nozaļošana vai apdauzošana, lai novērstu izolācijas pārduršanu.

Iegādes stratēģija: Šinu kabeļu ražotāju novērtēšana

Šinu kabeļu iegāde automašīnu pielietojumos prasa piegādātāju pārbaudi saskaņā ar stingriem kvalitātes standartiem. IATF 16949 sertifikāts ir nekomerciāls; tas apstiprina, ka ražotāja kvalitātes pārvaldības sistēma atbilst automašīnu piegādes ķēdes stingrajiem prasījumiem. Aiz pamata sertifikācijas novērtējiet piegādātāja vertikālo integrāciju. Ideālā gadījumā partnerim vajadzētu iekšēji risināt veidņu dizainu, štancēšanu, pārklājumu un montāžu. Šis kontroles līmenis samazina piegādes laiku un centralizē atbildību par kvalitāti.

Pārejot no izstrādes uz masveida ražošanu, spēja palielināt apjomus ir ļoti svarīga. Daži ražotāji specializējas tikai prototipos, savukārt citi prasa milzīgus minimālos pasūtījuma daudzumus. Partnera atrašana, kas spēj pārvarēt šo plaisu, ir būtiska veiksmīgai palaišanai. Paātriniet savu automobiļu ražošanu ar Shaoyi Metal Technology kompleksie štampēšanas risinājumi , veidojot tiltu no ātras prototipēšanas līdz lielapjomu ražošanai. Izmantojot IATF 16949 sertificētu precizitāti un preses iespējas līdz 600 tonnām, tie nodrošina būtiskas sastāvdaļas, piemēram, balstam plecus un rāmjus, stingri ievērojot globālos OEM standartus.

Visbeidzot, meklējiet „dzīvo palīdzību” iespējas. Labākie piegādātāji darbojas kā jūsu inženieru komandas pagarinājums, piedāvājot DFM atsauksmes jau projektēšanas sākuma stadijā, lai samazinātu veidņu izmaksas un uzlabotu detaļu veiktspēju. Viņiem vajadzētu izmantot simulācijas rīkus, lai pirms tērauda griešanas validētu dizainus, nodrošinot bezproblēmu un kļūdām brīvu pāreju no CAD uz fizisku detaļu.

Secinājums

Kamēr elektromobīļi turpina dominēt automašīnu nozarē, presēto sadales plākšņu loma kļūs tikai nozīmīgāka. Šie komponenti ir EV piedziņas sistēmas artērijas, kas līdzsvaro savstarpēji pretrunīgus prasījumus attiecībā uz jaudas blīvumu, svara samazināšanu un ražošanas mērogojamību. Inženieriem un iepirkumu speciālistiem panākumi ir atkarīgi no izpratnes par materiālu īpašību, presēšanas mehānikas un stratēģiskas partnera izvēles mijiedarbību. Prioritāti piešķirot agrīnai DFM sadarbībai un izvēloties ražotājus ar pārbaudītu automašīnu ražošanas pieredzi, OEM var nodrošināt, ka to enerģijas sadalīšanas sistēmas ir tikpat izturīgas un efektīvas kā paši transportlīdzekļi, ko tās darbina.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādēļ EV tiek izmantotas presētas sadales plāksnes, nevis kabeļi?

Kalēti autobusi piedāvā labāku telpas izmantošanu, uzlabotu siltuma pārvaldību un ir pietiekami stingri, lai atbalstītu automatizētu robotizētu montāžu. Salīdzinājumā ar tradicionālajiem apaļajiem kabeļu harnessiem tie ļauj augstāku strāvas blīvumu (ampacitāti) mazākā platībā, kas ir būtiski blīviem EV bateriju komplektiem.

2. Kāda ir atšķirība starp progresīvo mirstīgo kalēšanu un CNC formas veidošanu?

Progresīvo mirstīgo kalēšana ir augsts ātruma ražošanas process, kas ideāli piemērots lielserijas ražošanai (20 000+ vienības), izmantojot pielāgotu rīku, lai veiktu vairākas darbības vienā gājienā. CNC formas veidošana ir lēnāks, bezrīku process, kas labāk piemērots zemā apjoma prototipiem vai sarežģītām 3D formām, kuras grūti kalēt.

3. Vai alumīnija autobusi var pilnībā aizstāt varu?

Ne gluži. Lai gan alumīnijs ir vieglāks un lētāks, tā vadītspēja ir zemāka nekā vara. Tas ir lielisks galvenajai enerģijas pārsūtīšanai, kur atļauts lielāks šķērsgriezums, taču kompaktās vietās, kur nepieciešama maksimāla jaudas blīvums, piemēram, invertoru iekšpusē, joprojām tiek dotas priekšroka vara izmantošanai.

4. Kas ir IATF 16949 sertifikāts?

IATF 16949 ir globālais tehniskais standarts kvalitātes vadības sistēmām automašīnu rūpniecībā. Tas nodrošina, ka ražotājam ir stabili procesi defektu novēršanai, piegādes ķēdes svārstību samazināšanai un nepārtrauktai uzlabošanai, kas ir obligāti jāievēro Tier 1 un OEM piegādātājiem.