Ինչու՞ է բարձր տոնաժային ալյումինե մետաղահալվածքի մեքենան անհրաժեշտ EV մեքենաների մարտկոցների պահոցների համար

Այն մասշտաբի խնդիրը, որը փոխեց արդյունաբերությունը

Էլեկտրական տրանսպորտի մեքենաների մարտկոցների կառուցվածքները չեն համարվում փոքր մասեր: Սովորաբար էլեկտրական տրանսպորտի մեքենայի մարտկոցի կառուցվածքը մեկ մետրից ավելի է երկարությամբ և լայնությամբ, ունի բարդ ներքին ձևավորումներ, ամրացման կետեր և սառեցման անցակեղեվներ: Այս տեսակի երկրաչափական ձևավորումը մեկ մասով լիցքավորելու համար անհրաժեշտ է մեքենա, որը կարող է ավելի շատ աշխատանք կատարել, քան պարզապես մուտքագրման ձուլման մեջ մոլդը փակել բավարար ուժով: Այն պահանջում է հազարավոր տոննա չափով կապման հզորություն, լցման համակարգեր, որոնք կարող են լցնել մեծ խոռխերը՝ մինչև ալյումինը սկսի սառչել, և ջերմային կառավարման համակարգ, որը ամբողջ գործընթացը պահում է կայուն:

Էլեկտրական տրանսպորտի մեքենաների մարտկոցների կառուցվածքների համար բարձր տոննաժի ալյումինե ձուլման մեքենաների օգտագործման աճը ոչ թե մի միտում է, այլ մասնավոր մասի ֆիզիկական պահանջների ուղղակի պատասխանն է: 2500 տոննայից պակաս ցանկացած մեքենա պարզապես չի կարող պահել այդ չափի մոլդը փակ լիցքավորման ճնշման տակ, որը անհրաժեշտ է դրա լցման համար:

Ինչ է նշանակում «բարձր տոննաժ» այս համատեքստում

Ալյումինե մետաղահերմանային լցման աշխարհում բարձր տոնաժը սկսվում է մոտավորապես 2000 տոննայից և այնուհետև մեծանում է: EV մեքենաների բատարեակների տուփերի համար օգտագործվող մեքենաները սովորաբար ունեն 2500–6000 տոննա տոնաժ, իսկ ամենամեծ ինտեգրված լցման գործարանների մեջ որոշները հասնում են 10 000 տոննայի և ավելի շատի:

Տոնաժի թիվը վերաբերում է մուրճավորման ուժին՝ այն ճնշման չափին, որով մեքենան պահում է մոլդի երկու կեսերը փակ լցման ընթացքում: Ալյումինը լցվում է 100–200 ՄՊա ճնշման տակ . Այդ ճնշումը ազդում է մոլդի մակերեսների վրա՝ փորձելով դրանք բացել: Եթե մուրճավորման ուժը բավարար չէ, մոլդը մի փոքր բացվում է, ինչը հանգեցնում է ավելցուկային մետաղի (ֆլեշ) առաջացման, չափսերի սխալների և ծանր դեպքերում՝ մասնակի կամ ամբողջությամբ մասի ձախողման:

Բատարեակի տուփի համար, որի պրոյեկտավորված մակերեսը կարող է լինել 1,5 քառ. մետր կամ ավելի, լցման ընթացքում մոլդը բացելու փորձող ընդհանուր ուժը ահռելի է: 2500 տոննա տոնաժով մեքենան ապահովում է 25 000 կՆ մուրճավորման ուժ . Դա բավարար է այդ չափսի ձուլման մատրիցը փակ պահելու համար, սակայն շատ սահմանափակ չափով։ Ինչքան ավելի մեծ են կապսուլները և ավելի ինտեգրված, այնքան ավելի մեծ է անհրաժեշտ ճնշման ուժը։

Ինչու՞ են բատարեակների կապսուլները պահանջում այլ ավտոմոբիլային ձուլակտորներից ավելի շատ

Ավտոմոբիլային ձուլակտորներ, ինչպես օրինակ՝ շարժիչների մարմինները և փոխանցման տուփերը, տարիներ շարունակ արտադրվել են 1500 տոննայանոց և 2000 տոննայանոց մեքենաներով։ Բատարեակների կապսուլները տարբերվում են։ Դրանք ավելի մեծ են, ավելի բարակ և ունեն ավելի բարդ ներքին երկրաչափություն։ Տիպիկ EV բատարեակի կապսուլի պատերի հաստությունը հաճախ 2,0 մմ կամ ավելի պակաս է . Դա զգալիորեն բարակ է շարժիչի մարմնի պատերից, որոնց հաստությունը կարող է լինել 3 մմ կամ ավելի։

Բարակ պատերը նշանակում են, որ ալյումինը ավելի արագ է սառչում։ Ավելի արագ սառչելը նշանակում է, որ լցումը պետք է ավարտվի ավելի արագ, մինչ մետաղը սառչի լցման անցուղու կամ խոռաչի հեռավոր ծայրում։ Մեծ, բարակ պատերով խոռաչը արագ լցնելու համար անհրաժեշտ են բարձր լցման արագություն և բարձր լցման ճնշում։ Երկուսն էլ պահանջում են բարձր ճնշման ուժ՝ մատրիցը փակ պահելու համար։

Ինտեգրման միտումը խնդիրը վատացնում է: Արտադրողները շարժվում են դեպի մեկ մասից կատարված մետաղաձուլվածքներ, որոնք մեկ մասի մեջ միավորում են տասնյակ առանձին ստամպավորված և էքստրուդավորված մասեր: Մեկ մասից կազմված մետաղաձուլված մարտկոցի կարապան կարող է փոխարինել 50-ից ավելի առանձին մասերի՝ վերացնելով եռակցումը, ամրացումը և հավաքածուի գործողությունները: Սակայն այդ մեկ մասը մեծ է և ավելի բարդ, քան այն առանձին մասերը, որոնք այն փոխարինում է, ինչը նշանակում է, որ այն պահանջում է նույնիսկ ավելի մեծ սեղմման ուժ և նույնիսկ ավելի ճշգրիտ ներարկման վերահսկում:

Պորոզության խնդիրը, որը կարող է լուծվել միայն բարձր տոննաժով

Պորոզությունը ցանկացած դիե-լցման թշնամին է, սակայն հատկապես վնասակար է բատարեակների տուփերում: Պորոզությունը ստեղծում է թույլ կետեր, որոնք կարող են վտանգել կառուցվածքային ամրությունը բախման ժամանակ: Այն նաև ստեղծում է ճանապարհներ, որոնց միջոցով խոնավությունն ու աղտոտիչները կարող են հասնել բատարեակների բջիջներին:

Բարձր տոնաժային մեքենաները պորոզության հետ մեքենայական երկու եղանակով են աշխատում: Առաջինը՝ բարձր սեղմման ուժը ձուլման ձուլատեղը ավելի խիստ է պահում, ինչը կանխում է օդի ներծծումը լցման ժամանակ ձուլատեղի խոռոչի մեջ: Երկրորդը՝ բարձր տոնաժային մեքենաների լցման համակարգերը նախագծված են ավելի բարձր լցման արագություն ստանալու համար, ինչը նվազեցնում է օդի կապվելու համար անհրաժեշտ ժամանակը:

4000 տոն կշռող մեքենան բատարեակի տուփի ձուլատեղը լցնում է միլիվայրկյաններով ավելի արագ, քան 2500 տոն կշռող մեքենան, պարզապես իր հիդրավլիկ համակարգի մեծության և ավելի հզոր լցման ակումուլյատորի շնորհիվ: Լցման ժամանակի այս տարբերությունը ուղղակիորեն թարգմանվում է ցածր պորոզության և լավագույն մեխանիկական հատկությունների:

Մեծ էլեկտրամոբիլների արտադրող ընկերություն հայտարարել է, որ մետաղաձուլական մեքենայի հզորությունը մեծացնելով 2500 տոննայից մինչև 4400 տոննա մետաղաձուլական մեքենայի օգտագործման դեպքում մետաղաձուլական մասերի խոռոչավորության պատճառով առաջացող մետաղաձուլական մասերի մերժման մակարդակը նվազել է 40%-ով, իսկ մետաղաձուլական մասերի ձգման ամրությունը՝ 12%-ով: Ավելի մեծ հզորությունը ոչ միայն ապահովել է ձուլատակառի փակ մնալը, այլև հնարավորություն է տվել ավելի արագ և ավելի վերահսկվող լցում իրականացնել, որի արդյունքում ստացվել է ավելի խիտ և ամուր մաս:

Ջերմային կառավարման մարտահրավերը

Բատարեային տուփերը ոչ միայն կառուցվածքային պաշտպանիչ կափարիչներ են: Դրանք նաև ջերմային կառավարման բաղադրիչներ են: Շատ նախագծեր ներառում են ներդրված սառեցման անցուղիներ, որոնք հեղուկ են շրջանառեցնում՝ բատարեային ջերմաստիճանը կարգավորելու համար: Այդ անցուղիները ձուլվում են մասի մեջ, ինչը նշանակում է, որ ձուլատակառը պետք է ունենա բարդ միջուկներ և սայլակներ, որոնք ամբողջությամբ պետք է լցվեն:

Այդ արանքները լցնել առանց թերատեղավորման կամ ամբողջական չլցվածության պահանջում է մետաղի ջերմաստիճանի, լցման արագության և ճնշման ճշգրիտ վերահսկում: Բարձր տոնաժավոր մեքենաները սովորաբար սարքավորված են ավելի բարդ ներարկման վերահսկման համակարգերով՝ բազմափուլ լցման պրոֆիլներով, իրական ժամանակում ճնշման մոնիտորինգով և սերվո-վերահսկվող ներարկման շարժիչներով, որոնք կարող են անընդհատ ճշգրտվել:

Մեծ մարտկոցի տուփի ձուլման ձուլատակի ջերմային զանգվածը մեծ է: Ինքը ձուլատակը կարող է կշռել 20 տոննա կամ ավելի: Այդ քանակի պողպատը տաքացնել շահագործման ջերմաստիճանի և այդ ջերմաստիճանը պահել պահանջում է մեքենա, որը սարքավորված է հզոր տաքացման և սառեցման համակարգերով: Բարձր տոնաժավոր մեքենաները նախատեսված են այդպիսի ջերմային բեռնվածության համար, իսկ փոքր մեքենաները՝ ոչ:

Երբ բարձր տոնաժավորությունը չի լինում լուծումը

Բարձր տոնաժը համատարած լուծում չէ: Փոքր լիցքավորումների համար՝ օրինակ, 5 կգ-ից պակաս զանգվածով և 0,5 քառ. մետրից պակաս պրոյեկտավորված մակերեսով, 2500 տոննայանոց մեքենան չափից շատ է: Սարքավորման արժեքը, էներգիայի սպառումը և անհրաժեշտ հարթակի տարածքը դարձնում են այն անգործնական այն մասերի համար, որոնք չեն պետք այդ հզորության մեջ:

Կա նաև սովորման կորը: 4000 տոննայանոց մեքենայի օգտագործումը տարբերվում է 1500 տոննայանոց մեքենայի օգտագործումից: Ներարկման պարամետրերը ավելի զգայուն են, ջերմային կառավարումը ավելի բարդ է, իսկ անվտանգության հարցերը՝ ավելի խստապահանջ: Ոչ բոլոր լեռնահանքային գործարաններն են պատրաստ այդ անցմանը:

Սակայն EV մեքենաների մեջ տեղադրվող մետաղական մասերի համար իրականում այլ տարբերակ չկա: Մասը չափազանց մեծ է, չափազանց բարակ և չափազանց բարդ՝ այն ավելի փոքր սարքավորումներով լիցքավորելու համար և միաժամանակ համապատասխանել ավտոմեքենաների արդյունաբերության որակի և աշխատանքային պահանջներին:

EV մեքենաների մեջ տեղադրվող մետաղական մասերի համար բարձր տոնաժի մեքենաների վերջնական եզրահանգումը

EV մեքենաների բատարեկների տուփերի համար մեծ թավշային ալյումինե մետաղաձուլական մեքենայի հիմնարար բնույթը կախված է ֆիզիկայից։ Մասը մեծ է, պատերը բարակ, լցումը պետք է արագ լինի, իսկ ձուլարանը՝ փակված մնալ։ 2500 տոնից պակաս ցանկացած մեքենա չի կարող միաժամանակ բավարարել բոլոր այդ պահանջները։

Այնպիսի արտադրողներ, ինչպես Zhenli-ն, ճանաչել են այս փոփոխությունը և առաջարկում են սառը խցիկի մեքենաներ՝ կապման ուժերով 1000–4500 տոն, որպեսզի բավարարվեն EV բաղադրիչների արտադրության պահանջները տեխնոլոգիան արագ է զարգանում, իսկ տուփերի մեծացման և ավելի ինտեգրված լինելու հետ մեկտեղ աճում են նաև տոնաժային պահանջները։ Ցանկացած ձեռնարկության համար, որը մտնում է EV մատակարարման շղթայի մեջ, հարցը չէ՝ արդյոք ներդնել մեծ տոնաժի մեքենաներում, այլ՝ որքան շուտ։