A batería é o compoñente principal dun vehículo eléctrico e o seu rendemento determina os indicadores técnicos como a duración da batería, o consumo de enerxía e a vida útil do vehículo eléctrico.A bandexa da batería do módulo da batería é o principal compoñente que realiza as funcións de transporte, protección e arrefriamento.O paquete de batería modular está disposto na bandexa da batería, fixada no chasis do coche a través da bandexa da batería, como se mostra na figura 1. Dado que está instalada na parte inferior da carrocería do vehículo e o ambiente de traballo é duro, a bandexa da batería debe ter a función de evitar o impacto e perforación das pedras para evitar que o módulo da batería sexa danado.A bandexa da batería é unha parte estrutural de seguridade importante dos vehículos eléctricos.A continuación preséntase o proceso de conformación e o deseño do molde das bandexas de baterías de aliaxe de aluminio para vehículos eléctricos.
Figura 1 (bandexa de batería de aliaxe de aluminio)
1 Análise de procesos e deseño de moldes
1.1 Análise do casting
A bandexa da batería de aliaxe de aluminio para vehículos eléctricos móstrase na figura 2. As dimensións xerais son 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, o grosor da parede básica é de 4 mm, a calidade de fundición é de aproximadamente 15,5 kg e a calidade de fundición despois do procesamento é de aproximadamente 12,5 kg.O material é A356-T6, resistencia á tracción ≥ 290MPa, límite de fluencia ≥ 225MPa, alongamento ≥ 6%, dureza Brinell ≥ 75~90HBS, é necesario cumprir os requisitos de estanqueidade e IP67 e IP69K.
Figura 2 (bandexa de batería de aliaxe de aluminio)
1.2 Análise de procesos
A fundición a presión a baixa presión é un método de fundición especial entre a fundición a presión e a fundición por gravidade.Non só ten as vantaxes de usar moldes metálicos para ambos, senón que tamén ten as características de recheo estable.A fundición a presión a baixa presión ten as vantaxes de recheo a baixa velocidade de abaixo cara arriba, velocidade fácil de controlar, pequeno impacto e salpicaduras de aluminio líquido, menos escoura de óxido, alta densidade de tecidos e altas propiedades mecánicas.Baixo fundición a presión a baixa presión, o aluminio líquido énchese suavemente e a fundición solidifica e cristaliza a presión e pódese obter a fundición cunha estrutura de alta densidade, propiedades mecánicas elevadas e aspecto fermoso, o que é axeitado para formar grandes fundicións de paredes delgadas. .
Segundo as propiedades mecánicas requiridas pola fundición, o material de fundición é A356, que pode satisfacer as necesidades dos clientes despois do tratamento T6, pero a fluidez do vertido deste material xeralmente require un control razoable da temperatura do molde para producir pezas de fundición grandes e finas.
1.3 Sistema de vertedura
Tendo en conta as características das fundicións grandes e delgadas, é necesario deseñarse varias portas.Ao mesmo tempo, para garantir o recheo suave de aluminio líquido, engádense canles de recheo na xanela, que deben eliminarse mediante o procesamento posterior.Na fase inicial deseñaron dous esquemas de proceso do sistema de vertedura e comparáronse cada esquema.Como se mostra na Figura 3, o esquema 1 dispón 9 portas e engade canles de alimentación na fiestra;esquema 2 dispón 6 portas derramando desde o lado da fundición que se vai formar.A análise de simulación CAE móstrase na Figura 4 e na Figura 5. Use os resultados da simulación para optimizar a estrutura do molde, tentar evitar o impacto negativo do deseño do molde na calidade das pezas de fundición, reducir a probabilidade de defectos de fundición e acurtar o ciclo de desenvolvemento. de fundicións.
Figura 3 (Comparación de dous esquemas de proceso para baixa presión
Figura 4 (Comparación de campos de temperatura durante o recheo)
Figura 5 (Comparación dos defectos de porosidade de contracción despois da solidificación)
Os resultados da simulación dos dous esquemas anteriores mostran que o aluminio líquido na cavidade móvese cara arriba aproximadamente en paralelo, o que está en liña coa teoría do recheo paralelo do aluminio líquido no seu conxunto, e as partes de porosidade de contracción simulada da fundición son resolto reforzando o arrefriamento e outros métodos.
Vantaxes dos dous esquemas: a xulgar pola temperatura do aluminio líquido durante o recheo simulado, a temperatura do extremo distal da fundición formada polo esquema 1 ten unha uniformidade superior á do esquema 2, o que favorece o recheo da cavidade. .A fundición formada polo esquema 2 non ten o residuo de porta como o esquema 1. A porosidade de contracción é mellor que a do esquema 1.
Desvantaxes dos dous esquemas: debido a que a porta está disposta na fundición que se vai formar no esquema 1, haberá un residuo de porta na fundición, que aumentará uns 0,7 ka en comparación coa fundición orixinal.a partir da temperatura do aluminio líquido no esquema 2 de recheo simulado, a temperatura do aluminio líquido no extremo distal xa é baixa e a simulación está baixo o estado ideal da temperatura do molde, polo que a capacidade de fluxo do aluminio líquido pode ser insuficiente en o estado real, e haberá un problema de dificultade na moldaxe de fundición.
Combinado coa análise de varios factores, escolleuse o esquema 2 como sistema de vertedura.Tendo en conta as deficiencias do esquema 2, o sistema de vertedura e o sistema de calefacción están optimizados no deseño do molde.Como se mostra na Figura 6, engádese o elevador de desbordamento, o que é beneficioso para o recheo de aluminio líquido e reduce ou evita a aparición de defectos nas fundicións moldeadas.
Figura 6 (Sistema de vertido optimizado)
1.4 Sistema de refrixeración
As pezas que soportan tensións e as áreas con altos requisitos de rendemento mecánico das pezas de fundición deben ser arrefriadas ou alimentadas adecuadamente para evitar a porosidade de contracción ou a fisuración térmica.O grosor básico da parede da fundición é de 4 mm e a solidificación verase afectada pola disipación de calor do propio molde.Para as súas partes importantes, configúrase un sistema de refrixeración, como se mostra na Figura 7. Despois de completar o recheo, pase auga para arrefriar e o tempo de arrefriamento específico debe axustarse no lugar de vertedura para garantir que a secuencia de solidificación sexa. formado dende o extremo da porta ata o extremo da porta, e a porta e o riser solidifícanse ao final para lograr o efecto de alimentación.A peza cun grosor de parede máis groso adopta o método de engadir refrixeración por auga á inserción.Este método ten un mellor efecto no proceso de fundición real e pode evitar a porosidade de contracción.
Figura 7 (Sistema de refrixeración)
1.5 Sistema de escape
Dado que a cavidade do metal de fundición a baixa presión está pechada, non ten boa permeabilidade ao aire como os moldes de area, nin se esgota a través de elevadores na fundición por gravidade xeral, o escape da cavidade de fundición a baixa presión afectará o proceso de recheo de líquido. aluminio e a calidade das fundicións.O molde de fundición a presión a baixa presión pódese esgotar a través dos ocos, ranuras de escape e tapóns de escape na superficie de separación, varilla de empuxe, etc.
O deseño do tamaño do escape no sistema de escape debe ser propicio para o escape sen desbordar, un sistema de escape razoable pode evitar que as fundicións teñan defectos como o recheo insuficiente, a superficie solta e a baixa resistencia.A área de recheo final do aluminio líquido durante o proceso de vertedura, como o resto lateral e o vértice do molde superior, debe estar equipada con gases de escape.Tendo en conta o feito de que o aluminio líquido flúe facilmente na brecha do tapón de escape no proceso real de fundición a presión a baixa presión, o que leva á situación de que o tapón de aire se extrae ao abrir o molde, adoptanse tres métodos despois varios intentos e melloras: o método 1 usa un tapón de aire sinterizado de metalurxia en po, como se mostra na Figura 8 (a), a desvantaxe é que o custo de fabricación é alto;O método 2 utiliza un tapón de escape de tipo costura cun espazo de 0,1 mm, como se mostra na Figura 8 (b), a desvantaxe é que a costura de escape se bloquea facilmente despois de pulverizar pintura;O Método 3 usa un tapón de escape cortado por cable, a distancia é de 0,15 ~ 0,2 mm, como se mostra na Figura 8(c).As desvantaxes son a baixa eficiencia de procesamento e o alto custo de fabricación.Hai que seleccionar diferentes tapóns de escape segundo a área real da fundición.Xeralmente, os tapóns de ventilación sinterizados e cortados por fíos úsanse para a cavidade da fundición e o tipo de costura úsase para a cabeza do núcleo de area.
Figura 8 (3 tipos de tapóns de escape axeitados para fundición a presión a baixa presión)
1.6 Sistema de calefacción
A fundición é de gran tamaño e de espesor de parede fino.Na análise do fluxo do molde, o caudal do aluminio líquido ao final do recheo é insuficiente.O motivo é que o aluminio líquido é demasiado longo para fluír, a temperatura baixa e o aluminio líquido solidificase por adiantado e perde a súa capacidade de fluír, se pecha en frío ou se produce un vertido insuficiente, o ascendente da matriz superior non poderá alcanzar o efecto da alimentación.En base a estes problemas, sen cambiar o grosor da parede e a forma da fundición, aumenta a temperatura do aluminio líquido e a temperatura do molde, mellora a fluidez do aluminio líquido e resolve o problema de pechado en frío ou vertido insuficiente.Non obstante, a temperatura excesiva do aluminio líquido e a temperatura do molde producirán novas unións térmicas ou porosidade de contracción, o que provocará orificios planos excesivos despois do procesamento de fundición.Polo tanto, é necesario seleccionar unha temperatura de aluminio líquido adecuada e unha temperatura de molde adecuada.Segundo a experiencia, a temperatura do aluminio líquido contrólase nuns 720 ℃ e a temperatura do molde contrólase entre 320 e 350 ℃.
Tendo en conta o gran volume, o espesor de parede fino e a baixa altura da fundición, instálase un sistema de calefacción na parte superior do molde.Como se mostra na Figura 9, a dirección da chama está cara ao fondo e ao lado do molde para quentar o plano inferior e o lado da fundición.Segundo a situación de vertido no lugar, axuste o tempo de quentamento e a chama, controle a temperatura da parte superior do molde a 320 ~ 350 ℃, garantice a fluidez do aluminio líquido nun rango razoable e faga que o aluminio líquido enche a cavidade. e riser.No uso real, o sistema de calefacción pode garantir eficazmente a fluidez do aluminio líquido.
Figura 9 (Sistema de calefacción)
2. Estrutura do molde e principio de funcionamento
Segundo o proceso de fundición a baixa presión, combinado coas características da fundición e a estrutura do equipo, para garantir que a fundición formada permaneza no molde superior, as estruturas de tracción do núcleo frontal, traseira, esquerda e dereita son deseñado no molde superior.Despois de formar e solidificar a fundición, ábrense primeiro os moldes superior e inferior, e despois tira do núcleo en 4 direccións e, finalmente, a placa superior do molde superior empuxa a fundición formada.A estrutura do molde móstrase na Figura 10.
Figura 10 (Estrutura do molde)
Editado por May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicación: 11-maio-2023
