Baterie je základní součástí elektrického vozidla a její výkon určuje technické ukazatele, jako je výdrž baterie, spotřeba energie a životnost elektrického vozidla. Zásobník baterie v modulu baterie je hlavní součástí, která provádí funkce přenášení, ochrany a chlazení. Modulární baterie je uspořádána do zásobníku baterie, připevněné na podvozku automobilu pomocí baterie, jak je znázorněno na obrázku 1. Protože je nainstalována na spodní části těla vozidla a pracovní prostředí je drsné, zásobník baterie je drsný musí mít funkci zabránit dopadu kamene a propíchnutí, aby se zabránilo poškození modulu baterie. Zásobník baterií je důležitou bezpečnostní strukturální součástí elektrických vozidel. Následující zavádí proces formování a návrh plísní zásobníků baterií hliníku pro elektrická vozidla.
Obrázek 1 (zásobník baterie z hliníkové slitiny)
1 Analýza procesů a návrh plísní
1.1 analýza lití
Hliníková slitinová baterie pro elektrická vozidla je znázorněna na obrázku 2. Celkové rozměry jsou 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, základní tloušťka stěny je 4 mm, kvalita lití je asi 15,5 kg a kvalita lití po zpracování je asi 12,5 kg. Materiál je A356-T6, pevnost v tahu ≥ 290MPa, výnosná pevnost ≥ 225MPa, prodloužení ≥ 6%, tvrdost Brinell ≥ 75 ~ 90 hb, musí splňovat požadavky na vzduchu a požadavky IP67 a IP69K.
Obrázek 2 (zásobník baterie z hliníkové slitiny)
1.2 Analýza procesu
Odlévání nízkého tlaku je speciální metoda lití mezi tlakovým odléváním a gravitačním odléváním. To má nejen výhody používání kovových forem pro obou, ale také má vlastnosti stabilního náplně. Odlévání nízkého tlaku má výhody nízké rychlostní náplně zdola nahoru, snadno kontrolovatelné rychlosti, malého dopadu a rozstříknutí kapalného hliníku, menšího oxidového strusky, vysoké hustoty tkáně a vysokých mechanických vlastností. Při odlévání nízkého tlaku je kapalný hliník naplněn hladce a lití ztuhne a krystalizuje pod tlakem a odlitím s vysokou hustou strukturou, lze získat vysoké mechanické vlastnosti a krásný vzhled, což je vhodné pro vytváření velkých tenkých stěn odlitků .
Podle mechanických vlastností vyžadovaných odléváním je odlitkový materiál A356, který může uspokojit potřeby zákazníků po ošetření T6, ale lití plynulost tohoto materiálu obecně vyžaduje přiměřenou kontrolu teploty formy, aby se vytvořily velké a tenké odlitky.
1.3 Systém nalévání
S ohledem na charakteristiky velkých a tenkých odlitků je třeba navrhnout více bran. Současně, aby se zajistilo hladké plnění kapalného hliníku, se v okně přidávají plnící kanály, které je třeba odstranit následkem zpracování. V rané fázi byly navrženy dva procesní schémata lijícího systému a každé schéma bylo porovnáno. Jak je znázorněno na obrázku 3, schéma 1 uspořádá 9 bran a přidává kanály krmení v okně; Schéma 2 uspořádá 6 bran nalévaných ze strany lití, které mají být vytvořeny. Analýza simulace CAE je znázorněna na obrázku 4 a na obrázku 5. Pomocí výsledků simulace optimalizujte strukturu formy, pokuste se vyhnout nepříznivému dopadu návrhu plísní na kvalitu odlitků, snižovat pravděpodobnost odlitků a zkrátit vývojový cyklus odlitků.
Obrázek 3 (Porovnání dvou procesních schémat pro nízký tlak
Obrázek 4 (Porovnání teplotního pole během plnění)
Obrázek 5 (Porovnání defektů pórovitosti smrštění po ztuhnutí)
Výsledky simulace výše uvedených dvou schémat ukazují, že kapalný hliník v dutině se pohybuje přibližně paralelně, což je v souladu s teorií paralelního plnění kapalného hliníku jako celku, a simulované části poréznosti odlitků jsou vyřešeno posilováním chlazení a jinými metodami.
Výhody obou schémat: Soudě podle teploty kapalného hliníku během simulovaného náplně má teplota distálního konce odlitku vytvořeného schématem 1 než teplota schématu 2, která vede k plnění dutiny . Odlévání vytvořené schématem 2 nemá zbytky brány, jako je schéma 1. Porozita smrštění je lepší než u schématu 1.
Nevýhody obou schémat: protože brána je uspořádána na lití, aby se vytvořila ve schématu 1, na odlitku bude zbytek brány, které se ve srovnání s původním odlitkem zvýší asi 0,7Ka. Z teploty kapalného hliníku v simulovaném plnění schématu 2 je teplota kapalného hliníku na distálním konci již nízká a simulace je v ideálním stavu teploty formy, takže průtoková kapacita kapalného hliníku může být nedostatečná v skutečný stav a bude problém s potížemi při lisování.
V kombinaci s analýzou různých faktorů byl schéma 2 vybráno jako systém nalévání. S ohledem na nedostatky schématu 2 jsou v návrhu formy optimalizovány lijící systém a vytápěcí systém. Jak je znázorněno na obrázku 6, přidá se přepadová stoupačka, což je prospěšné pro plnění kapalného hliníku a snižuje nebo se vyhýbá výskytu defektů ve tvarovaných odlitcích.
Obrázek 6 (optimalizovaný systém nalévání)
1.4 chladicí systém
Části a oblasti a oblasti s vysokým mechanickým výkonem odlitků musí být řádně ochlazeny nebo krmeny, aby se zabránilo porozitě smrštění nebo tepelnému praskání. Základní tloušťka stěny odlitku je 4 mm a tuhnutí bude ovlivněno rozptylem tepla samotné formy. Pro své důležité části je nastaven chladicí systém, jak je znázorněno na obrázku 7. Po dokončení náplně je propuštěna voda, aby se ochladila a specifická doba chlazení je třeba upravit na místě nalévání, aby se zajistilo, že je posloupnost tuhnutí Vytvořené z daleko od konce brány na konec brány a brána a stoupač jsou na konci ztuhnuty, aby se dosáhlo krmiva. Část se silnější tloušťkou stěny přijímá způsob přidávání chlazení vody do vložky. Tato metoda má lepší účinek ve skutečném procesu lití a může se vyhnout porozitě smrštění.
Obrázek 7 (chladicí systém)
1,5 výfukový systém
Vzhledem k tomu, že dutina odlitého kovu s nízkým tlakem je uzavřena, nemá dobrou propustnost vzduchu jako pískové formy, ani se nevyčerpává stoupači v obecném gravitačním odlévání hliník a kvalita odlitků. Forma nízkotlakého lití může být vyčerpána mezerami, drážky výfukových plynů a výfukových zástrček na povrchu rozdělení, tlačné tyče atd.
Konstrukce velikosti výfukového plynu ve výfukovém systému by měla vést k výfukům bez přetékání, rozumný výfukový systém může zabránit odlitkům z defektů, jako je nedostatečná plnění, volný povrch a nízká pevnost. Konečná plnicí plocha kapalného hliníku během procesu nalévání, jako je boční odpočinek a stoupač horní formy, musí být vybavena výfukovým plynem. S ohledem na skutečnost, že kapalný hliník snadno teče do mezery výfukové zátky ve skutečném procesu lití nízkotlakého tlaku, což vede k situaci, kdy je vzduchová zátka vytažena při otevření formy, po otevření formy se přijdou tři metody, jsou přijaty po třech metodách Několik pokusů a vylepšení: Metoda 1 používá vzduchovou zátku s práškovým metalurgií, jak je znázorněno na obrázku 8 (a), nevýhodou je, že výrobní náklady jsou vysoké; Metoda 2 používá výfukovou zátku typu švu s mezerou 0,1 mm, jak je znázorněno na obrázku 8 (b), nevýhodou je, že výfukový šv je snadno blokován po postřiku barvy; Metoda 3 používá výfukovou zátku s drátem, mezera je 0,15 ~ 0,2 mm, jak je znázorněno na obrázku 8 (c). Nevýhody jsou nízká účinnost zpracování a vysoké výrobní náklady. Různé výfukové zátky je třeba vybrat podle skutečné oblasti lití. Obecně se pro dutinu odlitku používají stříhané a drátěné odvzdušňovací zátky a typ švu se používá pro hlavu jádra písku.
Obrázek 8 (3 typy výfukových zástrček vhodných pro odlitky s nízkým tlakem)
1.6 Vytápěcí systém
Odlévání je velké velikosti a je tenké v tloušťce stěny. V analýze toku plísní je průtok kapalného hliníku na konci náplně nedostatečný. Důvodem je to, že kapalný hliník je příliš dlouhý na tok, teplota poklesne a kapalina hliník ztuhne předem a ztrácí schopnost průtoku, dojde k zavřenému nebo nedostatečnému vylévání, nedochází k zamítnutí chladu nebo nedostatečné vylévání, stoupač horní matrice nebude schopen dosáhnout účinek krmení. Na základě těchto problémů, bez změny tloušťky stěny a tvaru odlitku, zvyšuje teplotu kapalného hliníku a teploty formy, zlepšuje plynulost kapalného hliníku a vyřeší problém zavřeného nebo nedostatečného nalévání. Nadměrná teplota kapaliny hliníku a teplota plísní však vytvoří nové tepelné křižovatky nebo poréz na smrštění, což povede k nadměrnému rovinnému dírku po zpracování. Proto je nutné vybrat vhodnou teplotu tekutého hliníku a vhodnou teplotu formy. Podle zkušeností je teplota kapalného hliníku řízena při přibližně 720 ℃ a teplota formy je řízena při 320 ~ 350 ℃.
S ohledem na velký objem, tloušťku tenké stěny a nízkou výšku lití je na horní části formy instalován topný systém. Jak je znázorněno na obrázku 9, směr plamene směřuje k spodnímu a straně formy, aby zahřál spodní rovinu a stranu lití. Podle situace na nalévání na místě upravte dobu vytápění a plamene, ovládejte teplotu horní plísní části na 320 ~ 350 ℃ a stoupač. Ve skutečném použití může topný systém účinně zajistit plynulost kapalného hliníku.
Obrázek 9 (Vytápění)
2. Struktura plísní a pracovní princip
Podle procesu odlévání nízkotlakého tlaku v kombinaci s charakteristikami odlitku a strukturou zařízení, aby se zajistilo, že vytvořené odlévání zůstane v horní formě, vpředu, vzadu, doleva a pravém tahání jádra jsou struktury Navrženo na horní formě. Po vytvoření a ztuhnutí odlitku se nejprve otevřou horní a dolní formy a poté jádro zatáhnou 4 směry a nakonec horní deska horní formy vytlačí vytvořené lití. Struktura formy je znázorněna na obrázku 10.
Obrázek 10 (struktura plísní)
Editoval May Jiang z Mat Aluminium
Čas příspěvku: květen-11-2023
