動力鋰離子電池鋁殼封裝工藝

汽車動力鋰電池鋁殼產(chǎn)品材質(zhì)為鋁3003，因為這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。鋁和錳的沸點溫度相差不大，在進(jìn)行焊接時就不會出現(xiàn)因為金屬元素?zé)龘p而導(dǎo)致焊縫質(zhì)量下降等問題。

3003鋁合金材料密度小、材質(zhì)軟，具有易于動力鋰電池鋁殼整體拉伸成形等優(yōu)點，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，新能源電動汽車要大量的鋰離子電池組合模塊，每個模塊都是由若干個電池盒組合而成，這樣，每個電池盒的質(zhì)量大小對整個電池模塊的質(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，壓鑄過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)。且充型過程在封閉型腔中進(jìn)行，難以實現(xiàn)可視化。關(guān)于充型過程能否順利進(jìn)行，澆排系統(tǒng)是否合理，壓鑄過程中是否裹氣等過程數(shù)據(jù)比較難以獲得。基于實際的壓鑄工藝過程，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、溫度場以及合金凝固情況，研究其充型規(guī)律，優(yōu)化澆鑄系統(tǒng)，根據(jù)計算結(jié)果要預(yù)測壓鑄件的氣孔、冷隔以及縮孔等缺陷。

另外，利用有限元方法還可以動態(tài)展示模具的充型過程以及模具溫度場變化。利用溫度場模擬結(jié)果，提取出模具型腔表面重要節(jié)點的溫度場變化曲線，對節(jié)點溫度進(jìn)行分析并計算節(jié)點熱應(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，必須通過有限元軟件對新能源汽車用變速器殼體進(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設(shè)澆口部位和最后成型部位，并在最后成型處開設(shè)大排氣快，解決冷隔和氣孔問題。另外，對壓鑄過程進(jìn)行模流分析，以確定液態(tài)金屬流動情況、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程中，溫度控制對填充過程的熱狀態(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，澆鑄溫度不宜過高，亦不宜過低。澆鑄溫度若過高，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。但是澆鑄溫度若過低，也會出現(xiàn)成分不均勻，流動性差，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。模溫過高，合金冷卻溫度降低，細(xì)晶層厚減薄，晶粒較粗大，故強度有所下降。另外還易出現(xiàn)收縮凹陷。模溫過低時，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。