Il-batterija hija l-komponent ewlieni ta' vettura elettrika, u l-prestazzjoni tagħha tiddetermina l-indikaturi tekniċi bħall-ħajja tal-batterija, il-konsum tal-enerġija, u l-ħajja tas-servizz tal-vettura elettrika. It-trej tal-batterija fil-modulu tal-batterija huwa l-komponent ewlieni li jwettaq il-funzjonijiet ta' ġarr, protezzjoni, u tkessiħ. Il-pakkett modulari tal-batterija huwa rranġat fit-trej tal-batterija, imwaħħal max-chassis tal-karozza permezz tat-trej tal-batterija, kif muri fil-Figura 1. Peress li huwa installat fil-qiegħ tal-karozzerija tal-vettura u l-ambjent tax-xogħol huwa ħarxa, it-trej tal-batterija jeħtieġ li jkollu l-funzjoni li jipprevjeni l-impatt tal-ġebel u t-titqib biex jipprevjeni li l-modulu tal-batterija jiġrilu ħsara. It-trej tal-batterija huwa parti strutturali importanti tas-sigurtà tal-vetturi elettriċi. Dan li ġej jintroduċi l-proċess tal-iffurmar u d-disinn tal-moffa tat-trejs tal-batteriji tal-liga tal-aluminju għall-vetturi elettriċi.
Figura 1 (Trej tal-batterija tal-liga tal-aluminju)
1 Analiżi tal-proċess u disinn tal-moffa
1.1 Analiżi tal-ikkastjar
It-trej tal-batterija tal-liga tal-aluminju għall-vetturi elettriċi jidher fil-Figura 2. Id-dimensjonijiet ġenerali huma 1106mm × 1029mm × 136mm, il-ħxuna bażika tal-ħajt hija ta' 4mm, il-kwalità tal-ikkastjar hija ta' madwar 15.5kg, u l-kwalità tal-ikkastjar wara l-ipproċessar hija ta' madwar 12.5kg. Il-materjal huwa A356-T6, Saħħa tat-tensjoni ≥ 290MPa, saħħa tar-rendiment ≥ 225MPa, titwil ≥ 6%, ebusija Brinell ≥ 75~90HBS, jeħtieġ li jissodisfa l-issiġillar tal-arja u r-rekwiżiti IP67&IP69K.
Figura 2 (Trej tal-batterija tal-liga tal-aluminju)
1.2 Analiżi tal-proċess
L-ikkastjar bil-magna tal-ikkastjar bi pressjoni baxxa huwa metodu speċjali ta' ikkastjar bejn l-ikkastjar bil-pressjoni u l-ikkastjar bil-gravità. Mhux biss għandu l-vantaġġi li juża forom tal-metall għat-tnejn, iżda għandu wkoll il-karatteristiċi ta' mili stabbli. L-ikkastjar bil-magna tal-ikkastjar bi pressjoni baxxa għandu l-vantaġġi ta' mili b'veloċità baxxa minn isfel għal fuq, veloċità faċli biex tikkontrolla, impatt u tixrid żgħir tal-aluminju likwidu, inqas gagazza tal-ossidu, densità għolja tat-tessut u proprjetajiet mekkaniċi għoljin. Taħt l-ikkastjar bil-magna tal-ikkastjar bi pressjoni baxxa, l-aluminju likwidu jimtela bla xkiel, u l-ikkastjar jissolidifika u jikkristallizza taħt pressjoni, u jista' jinkiseb ikkastjar bi struttura densa għolja, proprjetajiet mekkaniċi għoljin u dehra sabiħa, li huwa adattat għall-iffurmar ta' ikkastjar kbir b'ħitan irqaq.
Skont il-proprjetajiet mekkaniċi meħtieġa mill-ikkastjar, il-materjal tal-ikkastjar huwa A356, li jista' jissodisfa l-ħtiġijiet tal-klijenti wara t-trattament T6, iżda l-fluwidità tat-tferrigħ ta' dan il-materjal ġeneralment teħtieġ kontroll raġonevoli tat-temperatura tal-moffa biex tipproduċi ikkastjar kbir u rqiq.
1.3 Sistema ta' tferrigħ
Minħabba l-karatteristiċi tal-ikkastjar kbir u rqiq, jeħtieġ li jiġu ddisinjati diversi bibien. Fl-istess ħin, sabiex jiġi żgurat il-mili bla xkiel tal-aluminju likwidu, jiżdiedu kanali tal-mili fit-tieqa, li jeħtieġ li jitneħħew permezz ta' wara l-ipproċessar. Żewġ skemi ta' proċess tas-sistema tat-tferrigħ ġew iddisinjati fl-istadju bikri, u kull skema ġiet imqabbla. Kif muri fil-Figura 3, l-iskema 1 tirranġa 9 bibien u żżid kanali tal-għalf fit-tieqa; l-iskema 2 tirranġa 6 bibien li jitferrgħu min-naħa tal-ikkastjar li għandu jiġi ffurmat. L-analiżi tas-simulazzjoni CAE hija murija fil-Figura 4 u l-Figura 5. Uża r-riżultati tas-simulazzjoni biex tottimizza l-istruttura tal-moffa, ipprova tevita l-impatt negattiv tad-disinn tal-moffa fuq il-kwalità tal-ikkastjar, tnaqqas il-probabbiltà ta' difetti fl-ikkastjar, u tqassar iċ-ċiklu tal-iżvilupp tal-ikkastjar.
Figura 3 (Tqabbil ta' żewġ skemi ta' proċess għal pressjoni baxxa)
Figura 4 (Tqabbil tal-kamp tat-temperatura waqt il-mili)
Figura 5 (Tqabbil tad-difetti tal-porożità tat-tinxtor wara s-solidifikazzjoni)
Ir-riżultati tas-simulazzjoni taż-żewġ skemi ta' hawn fuq juru li l-aluminju likwidu fil-kavità jiċċaqlaq 'il fuq b'mod bejn wieħed u ieħor parallel, li huwa konformi mat-teorija tal-mili parallel tal-aluminju likwidu kollu kemm hu, u l-partijiet ta' porożità simulata tat-tinxtorob tal-ikkastjar huma solvuti billi jissaħħaħ it-tkessiħ u metodi oħra.
Vantaġġi taż-żewġ skemi: Meta wieħed iqis it-temperatura tal-aluminju likwidu waqt il-mili simulat, it-temperatura tat-tarf distali tal-ikkastjar iffurmat mill-iskema 1 għandha uniformità ogħla minn dik tal-iskema 2, li hija favorevoli għall-mili tal-kavità. L-ikkastjar iffurmat mill-iskema 2 m'għandux ir-residwu tal-bieba bħall-iskema 1. Il-porożità tat-tinxtorob hija aħjar minn dik tal-iskema 1.
Żvantaġġi taż-żewġ skemi: Minħabba li l-bieba hija rranġata fuq l-ikkastjar li għandu jiġi ffurmat fl-iskema 1, se jkun hemm residwu tal-bieba fuq l-ikkastjar, li se jiżdied b'madwar 0.7ka meta mqabbel mal-ikkastjar oriġinali. Mit-temperatura tal-aluminju likwidu fil-mili simulat tal-iskema 2, it-temperatura tal-aluminju likwidu fit-tarf distali hija diġà baxxa, u s-simulazzjoni hija taħt l-istat ideali tat-temperatura tal-moffa, għalhekk il-kapaċità tal-fluss tal-aluminju likwidu tista' tkun insuffiċjenti fl-istat attwali, u se jkun hemm problema ta' diffikultà fl-iffurmar tal-ikkastjar.
Flimkien mal-analiżi ta' diversi fatturi, l-iskema 2 intgħażlet bħala s-sistema tat-tferrigħ. Minħabba n-nuqqasijiet tal-iskema 2, is-sistema tat-tferrigħ u s-sistema tat-tisħin huma ottimizzati fid-disinn tal-moffa. Kif muri fil-Figura 6, jiżdied ir-riser tal-overflow, li huwa ta' benefiċċju għall-mili tal-aluminju likwidu u jnaqqas jew jevita l-okkorrenza ta' difetti fil-kkastjar iffurmat.
Figura 6 (Sistema ta' tferrigħ ottimizzata)
1.4 Sistema tat-tkessiħ
Il-partijiet li jġorru stress u ż-żoni b'rekwiżiti għoljin ta' prestazzjoni mekkanika tal-ikkastjar jeħtieġ li jitkessħu jew jiġu mitmugħa kif suppost biex tiġi evitata l-porożità tat-tinxtorob jew il-qsim termali. Il-ħxuna bażika tal-ħajt tal-ikkastjar hija ta' 4mm, u s-solidifikazzjoni se tkun affettwata mid-dissipazzjoni tas-sħana tal-moffa nnifisha. Għall-partijiet importanti tagħha, tiġi stabbilita sistema ta' tkessiħ, kif muri fil-Figura 7. Wara li jitlesta l-mili, għaddi l-ilma biex jiksaħ, u l-ħin speċifiku tat-tkessiħ jeħtieġ li jiġi aġġustat fis-sit tat-tferrigħ biex jiġi żgurat li s-sekwenza tas-solidifikazzjoni tiġi ffurmata mit-tarf 'il bogħod tal-bieb sat-tarf tal-bieb, u l-bieb u r-riser jiġu ssolidifikati fit-tarf biex jinkiseb l-effett tat-tmigħ. Il-parti bi ħxuna tal-ħajt eħxen tadotta l-metodu taż-żieda tat-tkessiħ tal-ilma mal-inserit. Dan il-metodu għandu effett aħjar fil-proċess attwali tal-ikkastjar u jista' jevita l-porożità tat-tinxtorob.
Figura 7 (Sistema tat-tkessiħ)
1.5 Sistema tal-egżost
Peress li l-kavità tal-metall tal-ikkastjar bi pressjoni baxxa hija magħluqa, m'għandhiex permeabilità tajba għall-arja bħall-forom tar-ramel, u lanqas ma toħroġ permezz ta' risers fl-ikkastjar tal-gravità ġenerali, l-egżost tal-kavità tal-ikkastjar bi pressjoni baxxa jaffettwa l-proċess tal-mili tal-aluminju likwidu u l-kwalità tal-ikkastjar. Il-moffa tal-ikkastjar bi pressjoni baxxa tista' toħroġ permezz tal-lakuni, skanalaturi tal-egżost u tappijiet tal-egżost fil-wiċċ tal-firda, vireg tal-push eċċ.
Id-disinn tad-daqs tal-egżost fis-sistema tal-egżost għandu jkun favorevoli għall-egżost mingħajr tifwir, sistema tal-egżost raġonevoli tista' tipprevjeni l-ikkastjar minn difetti bħal mili insuffiċjenti, wiċċ maħlul, u saħħa baxxa. Iż-żona tal-mili finali tal-aluminju likwidu matul il-proċess tat-tferrigħ, bħall-mistrieħ tal-ġenb u r-riser tal-moffa ta' fuq, jeħtieġ li tkun mgħammra b'gass tal-egżost. Minħabba l-fatt li l-aluminju likwidu jiċċirkola faċilment fid-distakk tat-tapp tal-egżost fil-proċess attwali tal-ikkastjar die bi pressjoni baxxa, li jwassal għas-sitwazzjoni fejn it-tapp tal-arja jinġibed 'il barra meta l-moffa tinfetaħ, ġew adottati tliet metodi wara diversi tentattivi u titjib: Il-Metodu 1 juża t-tapp tal-arja sinterizzat tal-metallurġija tat-trab, kif muri fil-Figura 8(a), l-iżvantaġġ huwa li l-ispiża tal-manifattura hija għolja; Il-Metodu 2 juża t-tapp tal-egżost tat-tip ħjata b'distakk ta' 0.1 mm, kif muri fil-Figura 8(b), l-iżvantaġġ huwa li l-ħjata tal-egżost tiġi mblukkata faċilment wara l-isprej taż-żebgħa; Il-Metodu 3 juża t-tapp tal-egżost maqtugħ bil-wajer, id-distakk huwa 0.15~0.2 mm, kif muri fil-Figura 8(c). L-iżvantaġġi huma effiċjenza baxxa fl-ipproċessar u spiża għolja fil-manifattura. Jeħtieġ li jintgħażlu tappijiet differenti tal-egżost skont l-erja attwali tal-ikkastjar. Ġeneralment, tappijiet tal-ventilazzjoni sinterizzati u maqtugħin bil-wajer jintużaw għall-kavità tal-ikkastjar, u t-tip ta' ħjata jintuża għar-ras tal-qalba tar-ramel.
Figura 8 (3 tipi ta' tappijiet tal-egżost adattati għal ikkastjar die bi pressjoni baxxa)
1.6 Sistema ta' tisħin
L-ikkastjar huwa kbir fid-daqs u rqiq fil-ħxuna tal-ħajt. Fl-analiżi tal-fluss tal-moffa, ir-rata tal-fluss tal-aluminju likwidu fl-aħħar tal-mili mhijiex biżżejjed. Ir-raġuni hija li l-aluminju likwidu huwa twil wisq biex jiċċirkola, it-temperatura tinżel, u l-aluminju likwidu jissolidifika minn qabel u jitlef il-kapaċità tal-fluss tiegħu, iseħħ għeluq kiesaħ jew tferrigħ insuffiċjenti, ir-riser tal-die ta' fuq mhux se jkun jista' jikseb l-effett tat-tmigħ. Abbażi ta' dawn il-problemi, mingħajr ma tinbidel il-ħxuna tal-ħajt u l-għamla tal-ikkastjar, tiżdied it-temperatura tal-aluminju likwidu u t-temperatura tal-moffa, tittejjeb il-fluwidità tal-aluminju likwidu, u tissolva l-problema ta' għeluq kiesaħ jew tferrigħ insuffiċjenti. Madankollu, temperatura eċċessiva tal-aluminju likwidu u t-temperatura tal-moffa se jipproduċu ġunzjonijiet termali ġodda jew porożità li tinxtorob, li tirriżulta f'toqob tal-pinen eċċessivi wara l-ipproċessar tal-ikkastjar. Għalhekk, huwa meħtieġ li tintgħażel temperatura xierqa tal-aluminju likwidu u temperatura xierqa tal-moffa. Skont l-esperjenza, it-temperatura tal-aluminju likwidu hija kkontrollata għal madwar 720 ℃, u t-temperatura tal-moffa hija kkontrollata għal 320 ~ 350 ℃.
Minħabba l-volum kbir, il-ħxuna rqiqa tal-ħajt u l-għoli baxx tal-ikkastjar, sistema ta' tisħin hija installata fuq il-parti ta' fuq tal-moffa. Kif muri fil-Figura 9, id-direzzjoni tal-fjamma tħares lejn il-qiegħ u l-ġenb tal-moffa biex issaħħan il-pjan tal-qiegħ u l-ġenb tal-ikkastjar. Skont is-sitwazzjoni tat-tferrigħ fuq il-post, aġġusta l-ħin tat-tisħin u l-fjamma, ikkontrolla t-temperatura tal-parti ta' fuq tal-moffa f'320~350 ℃, tiżgura l-fluwidità tal-aluminju likwidu f'medda raġonevoli, u ħalli l-aluminju likwidu jimla l-kavità u r-riser. Fl-użu attwali, is-sistema ta' tisħin tista' tiżgura b'mod effettiv il-fluwidità tal-aluminju likwidu.
Figura 9 (Sistema tat-tisħin)
2. L-istruttura tal-moffa u l-prinċipju tax-xogħol
Skont il-proċess tal-ikkastjar bil-pressjoni baxxa, flimkien mal-karatteristiċi tal-ikkastjar u l-istruttura tat-tagħmir, sabiex jiġi żgurat li l-ikkastjar iffurmat jibqa' fil-moffa ta' fuq, l-istrutturi tal-ġbid tal-qalba ta' quddiem, ta' wara, tax-xellug u tal-lemin huma ddisinjati fuq il-moffa ta' fuq. Wara li l-ikkastjar jiġi ffurmat u ssolidifikat, il-forom ta' fuq u ta' isfel jinfetħu l-ewwel, u mbagħad il-qalba tinġibed f'4 direzzjonijiet, u fl-aħħar il-pjanċa ta' fuq tal-moffa ta' fuq timbotta 'l barra l-ikkastjar iffurmat. L-istruttura tal-moffa hija murija fil-Figura 10.
Figura 10 (Struttura tal-moffa)
Editjat minn May Jiang minn MAT Aluminum
Ħin tal-posta: 11 ta' Mejju 2023
