Зашто је машина за ливање алуминијума са високом тоном од суштинског значаја за корпусе батерија за ЕВ?

Проблем величине који је променио индустрију

Обуви за батерије електричних возила нису мали делови. Типични корпус батеријског пакета за ЕВ је дуг и широк више од једног метра, са сложеним унутрашњим ребрама, тачкама монтаже и каналима за хлађење. Да би се таква геометрија добила у једном делу, потребна је машина која може да уради више од само затварања калупа довољно снажно. Потребан је капацитет за запљачкање измеран у хиљадама тона, системи за убризгавање који могу попунити масивне празнине пре него што алуминијум почне да замрзне и топлотни управљач који одржава цели процес стабилним.

Прелазак ка високотонажним алуминијумским ливкама за кутије батерија за ЕВ није тренд. То је директен одговор на физичке захтеве самог дела. Било шта мање од око 2500 тона једноставно не може да држи калупу те величине затворена под притиском који се захтева за убризгавање.

Шта у овом контексту заправо значи "велика тонажа"

У свету алуминијумског лијечења, велика тонажа почиње негде око 2000 тона и иде горе одавде. Машине које се користе за корпусе батерија за ЕВ обично спадају у опсег од 2500 тона до 6000 тона, а неке од највећих интегрисаних операција ливања гурају у 10.000 тона и даље.

Број тонаже се односи на силу за запртљањеу величину притиска који машина примењује како би две половине калупа биле затворене током убризгавања. Алуминијум се убризгава под притиском од 100 до 200 МПа - Да ли је то истина? Тај притисак делује на површине калупа, покушавајући да их раздвоји. Ако је сила за запљачкање недостатљива, калампир се мало одваја, стварајући блескавицу, димензионе грешке, а у тешким случајевима и потпуну неисправност делова.

За кутију батерије која би могла имати пројектирану површину од 1,5 квадратних метара или више, укупна сила која покушава да отвори калупу током убризгавања је огромна. Машина од 2500 тона пружа 25.000 кН заплетне снаге - Да ли је то истина? То је довољно да се затвара каламбур те величине, али једва. Како се кућишта повећавају и интегришу, захтев за тонажом расте са њима.

Зашто се за кутије за батерије тражи више од других аутомобилских лијечишта

Аутомобилски ливци као што су блокови мотора и кутије за пренос производене су на машинама од 1500 тона и 2000 тона годинама. Кућа за батерије су другачија. Они су већи, танчи и имају сложенију унутрашњу геометрију. Дебљина зида на типичном корпусу батерије за ЕВ је често 2,0 мм или мање - Да ли је то истина? То је знатно танче од блока мотора, који може имати зидове од 3 мм или више.

Тене зидови значи да се алуминијум брже охлађује. Брже хлађење значи да убризгавање мора бити завршено брже, пре него што се метал зацврсти у тркачу или задњем крају шупљине. Да би се брзо попунила велика, танкостенка шупљина, потребна су висока брзина и притисак убризгавања. Оба ова средства захтевају велику снагу за заплене како би се каламп задржао затворен.

Интеграциони тренд погоршава проблем. Произвођачи се крећу према једноделовитим ливкама које у једну компоненту консолидују десетине појединачних штампања и екструзија. У једном комоту батерије може се заменити 50 или више одвојених делова, што елиминише заваривање, запртљање и монтажу. Али тај једини део је већи и сложенији од било ког од појединачних делова које замењује, што значи да захтева још већу снагу за запљакњавање и још прецизнију контролу убризгавања.

Проблем порозности који само велика тонажа може решити

Порозност је непријатељ било које лијечења штампом, али је посебно штетна у корпусима батерија. Порозност ствара слабе тачке које могу угрозити структурни интегритет у случају судара. Такође ствара путеве за влагу и контаминације да стигну до батеријских ћелија.

Машине са високом тонажовом решавају порозност на два начина. Прво, већа сила за заплене држи калуб чврстијим, спречавајући увлачење ваздуха у шупљину током убризгавања. Друго, убризгавни системи на машинама велике тонаже дизајнирани су тако да постижу већу брзину пуњења, што смањује време које је доступно за заробљавање ваздуха.

Машина од 4000 тона може да попуни калупу за кућу батерије за милисекунде брже од машине од 2500 тона, једноставно зато што је њен хидраулички систем већи и његов акумулатор пуцања је снажнији. Та разлика у времену пуњења директно се преводи у мању порозност и боље механичка својства.

Један велики произвођач ЕВ пријавио је да је прелазак са машине од 2500 тона на машину од 4400 тона на програму кућа за батерије смањио скрап повезан са порозношћу за 40% и побољшао чврстоћу тежећи костинг за 12%. Виша тонажа није само задржала калупу затворена, већ је омогућила брже, контролисаније напуњење које је произвело густији, јачи део.

Проблем управљања топлотом

Кућа за батерије нису само структурни кућа. Они су такође компоненте за топлотно управљање. Многи дизајни укључују интегрисане канале за хлађење који циркулишу течношћу како би регулисали температуру батерије. Ови канали су ливени у део, што значи да каламбур има сложена језгра и слајдове који морају бити потпуно напуњени.

За пуњење тих канала без порозности или непуне пуњење захтева прецизна контрола температуре метала, брзине пуњења и притиска. Машине са великим тоном обично долазе са софистициранијим системима за контролу убризгавања вишестепеним профилима напуњавања, мониторинг притиска у реалном времену и серво-контролисаним цилиндрима који се могу прилагодити на лету.

Тхермална маса великог калупа за кућу батерије је значајна. Сам кашаљ може тежити 20 тона или више. Да би се толико челика дошло до оперативне температуре и задржало се тамо, потребна је машина са снажним системима за грејање и хлађење. Машине велике тонаже дизајниране су за такво топлотно оптерећење на начин на који мање машине нису.

Када велика тонажа није решење

Висока тонажа није универзално решење. За мање ливење - рецимо, мање од 5 килограма са пројектованом површином испод 0,5 квадратних метара - машина од 2500 тона је претерано. Цена опреме, потрошња енергије и потребан простор на поду чине га непрактичним за делове којима није потребан тај капацитет.

Такође постоји и крива учења. Коришћење 4000-тонске машине је другачије од управљања 1500-тонском машином. Параметри убризгавања су осетљивији, топлотна управљања су сложенија, а разматрања безбедности су захтевнија. Није свака ливарија спремна за тај прелаз.

Али за кутије за батерије за електричне аутомобиле, заправо нема алтернативне. Део је превише велики, сувише танки и сувише сложени да би се бавио мањом опремом и ипак испуњавао захтеве квалитета и перформанси аутомобилске индустрије.

Конечна линија на високим тонажним машинама за кућа за батерије за ЕВ

Суштина машине за ливање алуминијумских батерија за батерије електричних возила се свезује на физику. Део је велики, зидови су танки, пуњење мора бити брзо, а каламбур мора остати затворен. Било шта мање од 2500 тона не може да испуни све те захтеве истовремено.

Произвођачи као што је Женли су препознали ову промену, нудећи машине за хладну камеру са силама за запртљање од 1000 до 4500 тона како би задовољили потребе за производњом компоненти за ЕВ - Да ли је то истина? Технологија се брзо развија, а захтеви за тонажовом само расту док се кућишта повећавају и интегришу. Уколико је потребно, оваква операција може бити примене. Важно је колико брзо.