Greining á framleiðsluferli rafhlöðuhylkja úr áli: Hvernig á að velja á milli CNC, steypu, málmplötu og útpressunarferla?

Með hraðri þróun nýrra orkutækja, orkugeymslukerfa, samskiptabúnaðar og rafeindatækja í iðnaði hafa álhús orðið mikilvægur hluti af rafeindabúnaði. Fyrir ýmsar gerðir af rafhlöðum og orkugeymslurafhlöðum veitir húsið ekki aðeins vélræna vernd heldur þarf það einnig að uppfylla kröfur um hitaleiðni, rafsegulvörn, vatnsheld, tæringarþol og léttleika.

 

Algeng forrit á markaðnum eru álhylki fyrir EV litíum rafhlöðupakka, álhylki fyrir rafhlöður í bifreiðum og álhylki fyrir Powerwall litíum rafhlöðupakka sem notuð eru í orkugeymslukerfi heima. Þessar vörur hafa mismunandi kröfur um burðarstyrk, víddarnákvæmni og framleiðslukostnað húsnæðisins, sem gerir val á hentugu framleiðsluferli mikilvægt.

 

Álblöndur búa yfir kostum eins og léttri þyngd, framúrskarandi hitaleiðni, sterkri tæringarþol og góðri vinnsluhæfni, og er því mikið notað við framleiðslu á LFP rafhlöðu álhylkjum, rafhlöðuhúsum og iðnaðarstýribúnaðarhúsum.

 

 

 

Eins og er nær framleiðsla á álhúsum aðallega eftirfarandi fjórum ferlum:

CNC nákvæmni vinnsla
Málmbeygja
Útpressun úr áli
Háþrýstisteypa-

Mismunandi ferlar henta fyrir mismunandi vöruuppbyggingu, framleiðslukvarða og fjárhagskröfur.

 

Almennt séð:

CNC vinnsla er æskileg fyrir litla-lotu frumgerð og há-nákvæmni vörur; stórir undirvagnar eða stjórnskápar í -stærð henta fyrir málmplötur; langir ræmur-laga hitakössur og stjórnunarhús henta fyrir útpressunarferli; stórar-vörur með flókna uppbyggingu henta betur fyrir steypuferli.

 

 

CNC vinnsla er dæmigert frádráttarframleiðsluferli þar sem CNC vélar eru notaðar til að skera æskilega uppbyggingu úr einni álblokk.

Stærstu kostir þessa ferlis eru:

 

Mikil-víddarnákvæmni
Mikið byggingarfrelsi
Frábær yfirborðsgæði
Hentar fyrir flóknar þrívíddar-byggingar

 

CNC vinnsla er oft notuð til að framleiða hús fyrir há- rafeindatæki og há-rafhlöðukerfi. Til dæmis:

Álhylki fyrir bíll LiFePO4 rafhlöðupakka
Álhylki fyrir rafbíla LiFePO4 rafhlöðupakka
Nákvæmni prófunartækjahús
Iðnaðar sjálfvirkni stjórnandi húsnæði

Algeng efni eru 6061-T6 og 7075 álblöndur.

 

Í hönnunarferlinu ætti að hafa eftirfarandi í huga:

Fullkomið rétt horn er ekki hægt að ná fyrir innri horn; Djúp holur og djúp holrúm auka erfiðleika við vinnslu; Margar klemmuaðgerðir hafa áhrif á nákvæmni og auka kostnað.

Þess vegna hentar CNC vinnsla betur fyrir-virðisaukandi-vörur og lítil-lotuframleiðsluverkefni.

Málmbeygja: Hagkvæm lausn fyrir stór rafhlöðuhylki

Vinnsla á málmplötum felur aðallega í sér leysisskurð, stimplun og beygju til að framleiða vörur.

 

Einkenni þess eru ma:

Mikil efnisnýting; Lágur moldkostnaður; Hentar fyrir stóra byggingarhluta; Stutt framleiðslulota.

Margir orkugeymsluskápar, rafhlöðuskápar og varaaflkerfi nota málmplötur.

 

Til dæmis:

Álhylki fyrir mótorskipti blýsýru rafhlöðupakka
Álhylki fyrir 12V LiFePO4 rafhlöðupakka Primatic Type Cell álskel
(Orkugeymsla rafhlöðuskápur iðnaðarrafmagnsdreifingarhúsnæði)

Sérstaklega skal huga að beygjuradíus, suðuaflögun og snittari tengingarstyrk við hönnun á málmplötum.

Vegna þess að yfirborð úr málmplötum er viðkvæmt fyrir suðumerkjum og beygjudælingum, eru dufthúðunar- eða málningaraðferðir venjulega notaðar við eftir-meðhöndlun til að fá betra útlit.
 

 

Álútpressun er ferli til að mynda samfellt þversniðssnið með því að þrýsta upphituðum álstöngum í gegnum mót.

Þetta ferli er sérstaklega hentugur fyrir:

 

Stjórnarhús
LED ljósabúnaður
Samskiptabúnaður
Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS)

Fyrir vörur sem krefjast góðrar hitaleiðni getur útpressun beint myndað hitaleiðni ugga á sniðhönnunarstigi.

 

Eins og er mikið notað í:

Álhylki fyrir rafhlöðupakka fyrir rafhjól
Álhylki fyrir Li-ion rafmagnshjólarafhlöðupakka
Álhylki fyrir EV Electric Bus LiFePO4 rafhlöðupakka

Extrusion tækni hefur eftirfarandi kosti:

Lægri myglukostnaður;
Mikil framleiðslu skilvirkni;
Frábær anodizing áhrif;
Hentar fyrir miðlungs-lotuframleiðslu.

 

Hins vegar er takmörkun þess að vöruþversnið- verður að vera í samræmi; þannig getur það ekki framleitt flóknar þrívíddar-byggingar.

 

Ennfremur, eftir útpressun, þarf enn að skera sniðið, bora, tappað og CNC vélað að hluta til; kostnaður við þessa aukavinnslu þarf einnig að taka inn í matið.

 

 

Deyjasteypuferlið notar háþrýsting til að sprauta bráðnu áli í stálmót til að mynda rafhlöðuna.

Helstu kostir þess eru:

 

Lágur einingakostnaður;
Mikil burðarvirki;
Hentar fyrir fjöldaframleiðslu;
Frábær vatnsheldur árangur.

Mörg rafhlöðuhylki í nýjum orkutækjum og orkugeymslukerfi eru framleidd með deyjasteypuferlinu.

 

Algengar umsóknir eru:

Álhylki fyrir Soft Pack LiFePO4 endurhlaðanlega rafhlöðu
Álhylki fyrir Primary Lithium Iron Battery LiFeS2
Uppbyggingaríhlutir fyrir rafhlöðueiningu
Vatnsheld raftækjahús utandyra

Mótasteypa gerir kleift að móta eitt-stykki styrktarribbeina, uppsetningarpósta og flókna mannvirki, sem dregur verulega úr fjölda hluta og samsetningarþrepum.

 

Hins vegar, vegna hærra kísilinnihalds í steypu-álblendi, eru rafskautsáhrif þeirra almennt ekki eins góð og 6061 eða 6063 efni. Þess vegna eru dufthúð, rafskaut eða málun oftar notuð.

 

Fyrir verkefni þar sem árleg eftirspurn fer yfir nokkur þúsund einingar hefur steypa venjulega verulegan kostnaðarhagnað.

 

 

 

Á undanförnum árum, með örum vexti orkugeymslu og nýrra orkutækjamarkaða, hefur ál rafhlöðutækni einnig haldið áfram að þróast.

 

Algengar umsóknir eru:

Álskel fyrir litíum járnfosfat rafhlöður

Lithium prismatic frumur (álskel)

LFP prismatísk frumur (álskel)

Prismatísk LFP frumur (álskel)

Lithium prismatic rafhlaða (álskel)

 

Í samanburði við hefðbundnar stálskeljarlausnir bjóða álskeljar upp á:

Léttari þyngd;
Betri hitaleiðni;
Aðlögunarhæfni við meiri orkuþéttleika;
Betri tæringarþol.

Þess vegna eru álskel umbúðir mikið notaðar á prismatískum litíum rafhlöðumarkaði.

 

 

Eins og er er mikill fjöldi rafhlöður og orkugeymirafhlöður á markaðnum með prismatískum frumubyggingum.

Dæmigerðar vörur innihalda:

 

Lithium cell rafhlaða álskel
Li cell ál skel
Lithium cell rafhlaða álskel
Lithium cell rafhlaða álskel
Lithium iron cell álskel
Samsung prismatísk frumur með álskel
Álskel fyrir Samsung li ion rafhlöðu álskel

 

Fermetra álskeljarbyggingin bætir ekki aðeins plássnýtingu heldur eykur einnig skilvirkni einingasamsetningar og frammistöðu hitauppstreymis og heldur þannig mikilvægri stöðu í nýjum orkubíla- og orkugeymsluiðnaði.

 

 

 

Fyrir vöruhönnuði og innkaupaverkfræðinga má íhuga eftirfarandi meginreglur:

 

Ef varan er á R&D sannprófunarstigi ætti að forgangsraða CNC vinnslu.

Ef varan er stór skápur eða orkugeymsla er vinnsla á plötum venjulega -hagkvæmari.

Ef varan hefur langa, þrönga uppbyggingu og krefst hitaleiðnihönnunar, ætti fyrst að íhuga útpressun úr áli.

Ef verkefnið er komið inn á fjöldaframleiðslustigið og hefur flókna uppbyggingu og miklar verndarkröfur, er steypa oft sanngjarnari kostur.

 

Að velja rétta ferlið getur ekki aðeins dregið úr framleiðslukostnaði, heldur einnig bætt afköst vörunnar, stytt þróunarlotur og aukið samkeppnishæfni markaðarins.