Pin là thành phần cốt lõi của một chiếc xe điện và hiệu suất của nó xác định các chỉ số kỹ thuật như thời lượng pin, tiêu thụ năng lượng và tuổi thọ của xe điện. Khay pin trong mô -đun pin là thành phần chính thực hiện các chức năng mang, bảo vệ và làm mát. Bộ pin mô -đun được sắp xếp trong khay pin, được cố định trên khung xe qua khay pin, như trong Hình 1. Vì nó được lắp đặt ở dưới cùng của thân xe và môi trường làm việc rất khắc nghiệt, khay pin Cần có chức năng ngăn chặn tác động và thủng bằng đá để ngăn chặn mô -đun pin bị hỏng. Khay pin là một phần cấu trúc an toàn quan trọng của xe điện. Sau đây giới thiệu quá trình hình thành và thiết kế khuôn của các khay pin hợp kim nhôm cho xe điện.
Hình 1 (khay pin hợp kim nhôm)
1 Phân tích quy trình và Thiết kế khuôn
1.1 Phân tích đúc
Khay pin hợp kim nhôm cho xe điện được thể hiện trong Hình 2. Kích thước tổng thể là 1106mm × 1029mm × 136mm, độ dày tường cơ bản là 4mm, chất lượng đúc là khoảng 15,5kg và chất lượng đúc sau khi xử lý khoảng 12,5kg. Vật liệu này là A356-T6, cường độ kéo ≥ 290MPa, cường độ năng suất ≥ 225MPa, kéo dài ≥ 6%, độ cứng của Brinell ≥ 75 ~ 90hbs, cần đáp ứng độ căng của không khí và yêu cầu IP67 & IP69K.
Hình 2 (khay pin hợp kim nhôm)
1.2 Phân tích quá trình
Đúc chết áp suất thấp là một phương pháp đúc đặc biệt giữa đúc áp lực và đúc trọng lực. Nó không chỉ có những ưu điểm của việc sử dụng khuôn kim loại cho cả hai, mà còn có các đặc điểm của việc làm đầy ổn định. Đúc chết áp suất thấp có những ưu điểm của việc làm đầy tốc độ thấp từ dưới lên trên, dễ kiểm soát tốc độ, tác động nhỏ và giật gân nhôm lỏng, xỉ oxit ít hơn, mật độ mô cao và tính chất cơ học cao. Đúng áp suất thấp, nhôm chất lỏng được lấp đầy trơn tru, và việc đúc củng cố và kết tinh dưới áp suất, và đúc với cấu trúc dày đặc cao, tính chất cơ học cao và có thể thu được .
Theo các tính chất cơ học theo yêu cầu của đúc, vật liệu đúc là A356, có thể đáp ứng nhu cầu của khách hàng sau khi xử lý T6, nhưng tính trôi chảy của vật liệu này thường đòi hỏi phải kiểm soát hợp lý nhiệt độ khuôn để tạo ra các vật đúc lớn và mỏng.
1.3 Hệ thống đổ
Theo quan điểm của các đặc điểm của các vật đúc lớn và mỏng, nhiều cổng cần được thiết kế. Đồng thời, để đảm bảo việc lấp đầy nhôm lỏng, các kênh làm đầy được thêm vào ở cửa sổ, cần phải loại bỏ bằng cách xử lý hậu kỳ. Hai sơ đồ quy trình của hệ thống rót được thiết kế trong giai đoạn đầu và mỗi sơ đồ được so sánh. Như được hiển thị trong Hình 3, Sơ đồ 1 sắp xếp 9 cổng và thêm các kênh cho ăn ở cửa sổ; Sơ đồ 2 sắp xếp 6 cổng đổ từ bên cạnh đúc được hình thành. Phân tích mô phỏng CAE được thể hiện trong Hình 4 và Hình 5. Sử dụng kết quả mô phỏng để tối ưu hóa cấu trúc khuôn, cố gắng tránh tác động bất lợi của thiết kế khuôn đối với chất lượng đúc, giảm xác suất sử dụng các khuyết tật và rút ngắn chu kỳ phát triển của đúc.
Hình 3 (so sánh hai sơ đồ quy trình cho áp suất thấp
Hình 4 (so sánh trường nhiệt độ trong quá trình làm đầy)
Hình 5 (So sánh các khiếm khuyết độ xốp co ngót sau khi hóa rắn)
Kết quả mô phỏng của hai sơ đồ trên cho thấy nhôm chất lỏng trong khoang di chuyển lên khoảng tương đương song song, phù hợp với lý thuyết làm đầy bằng nhôm chất lỏng, và các phần xốp co ngót mô phỏng của việc đúc là được giải quyết bằng cách tăng cường làm mát và các phương pháp khác.
Ưu điểm của hai sơ đồ: Đánh giá từ nhiệt độ của nhôm chất lỏng trong quá trình làm đầy mô phỏng, nhiệt độ của đầu xa của đúc được hình thành bởi sơ đồ 1 có độ đồng nhất cao hơn so với sơ đồ 2, có lợi cho việc lấp đầy khoang . Việc đúc được hình thành bởi Sơ đồ 2 không có dư lượng cổng như Sơ đồ 1. Độ xốp co ngót tốt hơn so với Sơ đồ 1.
Nhược điểm của hai sơ đồ: vì cổng được sắp xếp trên đúc được hình thành trong sơ đồ 1, sẽ có một dư lượng cổng trên đúc, sẽ tăng khoảng 0,7KA so với đúc ban đầu. Từ nhiệt độ của nhôm chất lỏng trong sơ đồ 2 mô phỏng, nhiệt độ của nhôm lỏng ở đầu xa đã thấp và mô phỏng nằm dưới trạng thái lý tưởng của nhiệt độ khuôn, do đó khả năng dòng của nhôm lỏng có thể không đủ Trạng thái thực tế, và sẽ có một vấn đề khó khăn trong việc đúc đúc.
Kết hợp với phân tích các yếu tố khác nhau, Sơ đồ 2 được chọn làm hệ thống rót. Theo quan điểm của các thiếu sót của sơ đồ 2, hệ thống rót và hệ thống sưởi được tối ưu hóa trong thiết kế khuôn. Như được hiển thị trong Hình 6, riser tràn được thêm vào, có lợi cho việc lấp đầy nhôm lỏng và giảm hoặc tránh sự xuất hiện của các khiếm khuyết trong đúc đúc.
Hình 6 (Hệ thống đổ tối ưu hóa)
1.4 Hệ thống làm mát
Các bộ phận và khu vực chịu căng thẳng có yêu cầu hiệu suất cơ học cao cần phải được làm mát đúng cách hoặc được cho ăn để tránh độ xốp co ngót hoặc nứt nhiệt. Độ dày thành cơ bản của đúc là 4mm, và sự hóa rắn sẽ bị ảnh hưởng bởi sự phân tán nhiệt của chính khuôn. Đối với các bộ phận quan trọng của nó, một hệ thống làm mát được thiết lập, như trong Hình 7. Sau khi hoàn thành việc làm đầy, chuyển nước để làm mát và thời gian làm mát cụ thể cần được điều chỉnh tại vị trí đổ để đảm bảo rằng chuỗi hóa rắn là Được hình thành từ đầu từ đầu cổng đến đầu cổng, và cổng và riser được củng cố ở cuối để đạt được hiệu ứng thức ăn. Phần có độ dày thành dày hơn áp dụng phương pháp làm mát nước vào chèn. Phương pháp này có tác dụng tốt hơn trong quá trình đúc thực tế và có thể tránh độ xốp co ngót.
Hình 7 (Hệ thống làm mát)
1.5 Hệ thống ống xả
Vì khoang kim loại đúc chết áp suất thấp được đóng lại, nó không có độ thấm không khí tốt như khuôn cát, cũng không hết Nhôm và chất lượng đúc. Khuôn đúc áp suất thấp có thể được cạn kiệt thông qua các khoảng trống, rãnh xả và phích cắm ống xả trên bề mặt chia tay, đẩy thanh, v.v.
Thiết kế kích thước ống xả trong hệ thống ống xả nên có lợi cho việc xả khí mà không bị tràn, một hệ thống ống xả hợp lý có thể ngăn chặn các vật thể như các khiếm khuyết như làm đầy đủ, bề mặt lỏng lẻo và cường độ thấp. Khu vực làm đầy cuối cùng của nhôm chất lỏng trong quá trình đổ, chẳng hạn như phần còn lại bên và riser của khuôn trên, cần được trang bị khí thải. Theo quan điểm thực tế là nhôm chất lỏng dễ dàng chảy vào khoảng cách của phích cắm ống xả trong quá trình đúc chết áp suất thấp thực tế, dẫn đến tình huống phích cắm không khí được rút ra khi khuôn được mở Một số nỗ lực và cải tiến: Phương pháp 1 sử dụng phích cắm không khí thiêu kết luyện kim, như trong Hình 8 (a), nhược điểm là chi phí sản xuất cao; Phương pháp 2 sử dụng phích cắm ống xả loại đường may với khoảng cách 0,1 mm, như trong Hình 8 (b), nhược điểm là đường may dễ dàng bị chặn sau khi phun sơn; Phương pháp 3 sử dụng phích cắm ống xả cắt dây, khoảng cách là 0,15 ~ 0,2 mm, như trong Hình 8 (c). Những nhược điểm là hiệu quả xử lý thấp và chi phí sản xuất cao. Các phích cắm ống xả khác nhau cần được chọn theo khu vực thực tế của đúc. Nói chung, các phích cắm thông hơi thiêu kết và cắt dây được sử dụng cho khoang đúc, và loại đường may được sử dụng cho đầu lõi cát.
Hình 8 (3 loại ống xả phù hợp cho đúc chết áp suất thấp)
1.6 Hệ thống sưởi ấm
Việc đúc có kích thước lớn và độ dày tường mỏng. Trong phân tích dòng khuôn, tốc độ dòng của nhôm chất lỏng ở cuối chất làm đầy là không đủ. Lý do là nhôm chất lỏng quá dài để chảy, nhiệt độ giảm và nhôm chất lỏng củng cố trước và mất khả năng dòng chảy của nó, việc đóng lại hoặc không đủ đổ, riser của khuôn trên sẽ không thể đạt được ảnh hưởng của việc cho ăn. Dựa trên những vấn đề này, mà không thay đổi độ dày thành và hình dạng của đúc, làm tăng nhiệt độ của nhôm lỏng và nhiệt độ khuôn, cải thiện tính lưu động của nhôm lỏng và giải quyết vấn đề đóng hoặc không đủ. Tuy nhiên, nhiệt độ nhôm và nhiệt độ nhôm quá mức sẽ tạo ra các mối nối nhiệt mới hoặc độ xốp co ngót, dẫn đến các lỗ kim của mặt phẳng quá mức sau khi xử lý đúc. Do đó, cần phải chọn nhiệt độ nhôm lỏng thích hợp và nhiệt độ khuôn thích hợp. Theo kinh nghiệm, nhiệt độ của nhôm lỏng được kiểm soát ở khoảng 720 ℃ và nhiệt độ khuôn được kiểm soát ở 320 ~ 350.
Theo quan điểm của khối lượng lớn, độ dày thành mỏng và chiều cao thấp của đúc, một hệ thống sưởi được lắp đặt ở phần trên của khuôn. Như được hiển thị trong Hình 9, hướng của ngọn lửa đối mặt với phía dưới và mặt của khuôn để làm nóng mặt phẳng dưới cùng và mặt của đúc. Theo tình huống đổ tại chỗ, điều chỉnh thời gian gia nhiệt và ngọn lửa, kiểm soát nhiệt độ của phần khuôn trên ở 320 ~ 350, đảm bảo tính lưu động của nhôm lỏng trong phạm vi hợp lý và làm cho nhôm lỏng lấp đầy khoang và riser. Trong sử dụng thực tế, hệ thống sưởi ấm có thể đảm bảo hiệu quả tính lưu động của nhôm lỏng.
Hình 9 (Hệ thống sưởi)
2. Cấu trúc khuôn và nguyên tắc làm việc
Theo quy trình đúc chết áp suất thấp, kết hợp với các đặc tính của đúc và cấu trúc của thiết bị, để đảm bảo rằng việc đúc được hình thành ở khuôn trên, các cấu trúc kéo lõi phía trước, phía sau, trái và phải là Được thiết kế ở khuôn trên. Sau khi đúc được hình thành và củng cố, các khuôn trên và dưới được mở đầu tiên, sau đó kéo lõi theo 4 hướng, và cuối cùng tấm trên cùng của khuôn trên đẩy ra lớp đúc được tạo thành. Cấu trúc khuôn được thể hiện trong Hình 10.
Hình 10 (Cấu trúc khuôn)
Được chỉnh sửa bởi May Jiang từ Mat Aluminum
Thời gian đăng: Tháng 5-11-2023
