動(dòng)力鋰離子電池鋁殼封裝工藝

汽車(chē)動(dòng)力鋰電池鋁殼產(chǎn)品材質(zhì)為鋁3003，因?yàn)檫@種材料具有很容易加工成形、高溫耐腐蝕性、良好的傳熱性和導(dǎo)電性。3003鋁合金的動(dòng)力鋰電池鋁殼(除殼蓋外)可一次拉伸成形，相關(guān)于不銹鋼殼，可以省去盒底焊接工藝。

3003重要是鋁錳合金，重要合金元素為錳。鋁和錳的沸點(diǎn)溫度相差不大，在進(jìn)行焊接時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榻饘僭責(zé)龘p而導(dǎo)致焊縫質(zhì)量下降等問(wèn)題。

3003鋁合金材料密度小、材質(zhì)軟，具有易于動(dòng)力鋰電池鋁殼整體拉伸成形等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被很多公司用于電池封裝。鋁合金的密度比傳統(tǒng)的不銹鋼封裝材料小很多。

為了新增續(xù)航里程，新能源電動(dòng)汽車(chē)要大量的鋰離子電池組合模塊，每個(gè)模塊都是由若干個(gè)電池盒組合而成，這樣，每個(gè)電池盒的質(zhì)量大小對(duì)整個(gè)電池模塊的質(zhì)量影響很大，為了減輕電池質(zhì)量，采用3003鋁合金材料來(lái)制作電池殼體是必然的選擇。

1)模具結(jié)構(gòu)及工藝優(yōu)化技術(shù)

由于鋁合金的壓鑄具有高溫高壓的特點(diǎn)，壓鑄過(guò)程中金屬液的充填形態(tài)與鑄件致密度、氣孔率、表面粗糙度等品質(zhì)因素密切相關(guān)。且充型過(guò)程在封閉型腔中進(jìn)行，難以實(shí)現(xiàn)可視化。關(guān)于充型過(guò)程能否順利進(jìn)行，澆排系統(tǒng)是否合理，壓鑄過(guò)程中是否裹氣等過(guò)程數(shù)據(jù)比較難以獲得。基于實(shí)際的壓鑄工藝過(guò)程，在獲得材料熱性能參數(shù)及物理性能參數(shù)，利用有限元方法建立壓鑄模型進(jìn)行分析壓鑄件的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及合金凝固情況，研究其充型規(guī)律，優(yōu)化澆鑄系統(tǒng)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果要預(yù)測(cè)壓鑄件的氣孔、冷隔以及縮孔等缺陷。

另外，利用有限元方法還可以動(dòng)態(tài)展示模具的充型過(guò)程以及模具溫度場(chǎng)變化。利用溫度場(chǎng)模擬結(jié)果，提取出模具型腔表面重要節(jié)點(diǎn)的溫度場(chǎng)變化曲線(xiàn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行分析并計(jì)算節(jié)點(diǎn)熱應(yīng)力，判斷模具所受的熱沖擊，最終判斷壓鑄模具型腔表面的熱裂紋情況。

所以，必須通過(guò)有限元軟件對(duì)新能源汽車(chē)用變速器殼體進(jìn)行壓鑄工藝的的模擬優(yōu)化，確定帶有內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)的變速器殼體壓鑄模具的最佳開(kāi)設(shè)澆口部位和最后成型部位，并在最后成型處開(kāi)設(shè)大排氣快，解決冷隔和氣孔問(wèn)題。另外，對(duì)壓鑄過(guò)程進(jìn)行模流分析，以確定液態(tài)金屬流動(dòng)情況、凝固情況以及模具的熱應(yīng)力情況。

2)溫度控制技術(shù)

新能源用鋁合金變速器殼體壓鑄過(guò)程的溫度控制重要是關(guān)于澆鑄溫度和模具溫度的控制。鋁合金變速器殼體壓鑄過(guò)程中，溫度控制對(duì)填充過(guò)程的熱狀態(tài)及加工效率等方面存在重要影響，是獲得優(yōu)良鑄件的重要因素。一般而言，澆鑄溫度不宜過(guò)高，亦不宜過(guò)低。澆鑄溫度若過(guò)高，液態(tài)合金在高速的用途下，易出現(xiàn)紊流、渦流、包氣等現(xiàn)象，從而影響填充質(zhì)量。但是澆鑄溫度若過(guò)低，也會(huì)出現(xiàn)成分不均勻，流動(dòng)性差，影響填充條件，使鑄件出現(xiàn)缺陷。

模具的溫度是壓鑄工藝中又一重要的因素。模溫過(guò)高，合金冷卻溫度降低，細(xì)晶層厚減薄，晶粒較粗大，故強(qiáng)度有所下降。另外還易出現(xiàn)收縮凹陷。模溫過(guò)低時(shí)，表層冷凝后又被高速液流破碎，出現(xiàn)表層缺陷，甚至不能成型。模溫對(duì)模具壽命影響甚大，激烈的溫度變化，形成復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，頻繁的應(yīng)力交變導(dǎo)致模具龜裂。