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电池托盘结构设计更需“因材施教”
钢、铝材质在强度、抗疲劳、弹性模量、抗拉、抗压、抗剪、抗弯等特性参数方面,存在非常大的差异。采用金属合金技术,确实在某些方面,例如强度特性方面,较纯铝,获得非常明显的提升。但是,单一特性的强化,并不仅*本质特性转移和完全变化。尤其在车辆工程中,动、静态载荷下,特性差异,表现的更加明显。
所以说,在结构设计中,尽管功能是完全相同的零件,铝合金结构也不能等同于钢结构设计。 电池托盘加工流水线。杭州汽车电池托盘 市场
在通常情况下,对于这些先进的铝合金材料,制造工艺一般不推荐甚至禁止使用熔焊进行连接。但是搅拌摩擦焊可以焊接所有系列的铝合金[2-3] (图2),从方法上彻底解决了铝合金材料的焊接问题。图2. 不同系列铝合金材料可焊性对比铝合金特殊的物理性质决定,铝合金焊接难度大。因为铝合金表面有一种熔点为2060℃非常难熔的氧化膜;采用传统的熔化焊接方法,焊接时易产生气孔,还会造成焊接面产生裂纹;甚至容易造成产品变形;热导率大,焊接过程中还造成焊接接头软化。
中国搅拌摩擦焊中心赛福斯特,研发的搅拌摩擦焊技术,完全解决了铝合金的特殊物理性质造成的困扰。搅拌摩擦焊采取的是一种先进的固相连接工艺,与传统的熔化焊接方法相比较 ,搅拌摩擦焊具有晶粒细小 ,疲劳性能、拉伸性能和弯曲性能良好、无尘烟、无气孔、无飞溅、节能、无需焊丝、焊接时不需使用保护气体、焊接后残余应力和变形小等优点。几乎成为一种完全为铝合金材质定制的焊接技术。
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注意事项
1.铝合金压铸件除油处理后,应立即进行氧化,不应放置过久。铝件制作氧化膜时,要全部浸入电解液中,槽电压从头至尾要平稳一致,同一批产品,必须完全一致,这一点即使在染色时亦应遵循。
2.在阳极氧化过程中,电解质中溶液的铝、铜、铁等不断增加,影响铝铸件的光泽等。当铝含量大于24克/升,铜大于0.02克/升,铁含量大于2.5克/升时,电解液应考虑更换。
3.购买原料要选择纯度高的产品,因一般杂质稍多效果不佳。
4.铝中不能含杂质:含硅超过2.5%,底膜显灰色。含镁超过2%,染色带暗淡。含锰色调嫩,但不鲜艳。含铜色调带钝,含铁、镍、铬太多时色彩沉闷。
电池本体的密度非常高,做为承载电池模组的电池托盘或壳体,一直是处在重载荷状态之中。铝的疲劳性能只有钢的一半,弹性模量*有钢的三分之一。
如果托盘吊耳承载超限,或不同吊耳受力差值大、不均匀,面对车辆复杂的路况,动态性能更加恶劣。铝材质在高振动、高应力集中状态下,更容易出现疲劳状态,导致开裂、变形。
所以说,托盘在吊耳位置、内框架梁结构,出现开裂等故障现象,甚至模组固定点脱落现象,也就不足为奇了。
托盘的铝制吊耳固定点应数量多,而且布置均匀。 电池托盘智能装配生产线。。
CTP方案优点:
1)能量密度:提高5%--10%
2)成本: 部件数量减少,单个电池包成本降低
3)布置空间方面:减少或取消模组结构,需求的布置空间变少,可以在同样尺寸托盘装入更多电芯,提供更多电量;减小了Z向空间需求,为低车高提供了更多想象空间。
CTP方案缺点:
1)热管理性能:模组结构可起到热失控时的隔离作用,但无模组方案中电芯热失控管理难度加大
2)装配方面:电芯粘胶到托盘上的工艺要求高,单个电池包装配时间长
3)售后维修性:由于电芯胶粘到底板,电芯损坏时返修难度大,可能需要整包更换;不能像模组电池包可定位特定模组进行单个模组的更换
4)梯次利用:模组可方便的用于梯次利用,对于坏的模组可进行筛选和剔除;但无模组电芯梯次利用难度大
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