Vỏ pin và tấm dập bằng nhôm: Kiểm soát chất lượng chính cho hệ thống lưu trữ năng lượng

Vỏ pin hợp kim nhôm 3003/3005 yêu cầu khả năng kéo sâu được kiểm soát, độ ổn định về kích thước và khả năng hàn-không có khuyết tật để chịu được sự thay đổi áp suất bên trong trong các ứng dụng EV và ESS. Công nghệ APOLLO Hạ Môn sản xuất vỏ pin và tấm che bằng nhôm tùy chỉnh bằng cách sử dụng phương pháp dập chính xác, hàn laser, kiểm tra rò rỉ khí heli và hệ thống kiểm soát chất lượng PPAP Cấp 3.

 

 

 

Lựa chọn vật liệu: Thuộc tính nhôm 3003-H14 và 3005 Dưới sự kiểm soát sản xuất ISO 9001

 

Vỏ pin nhôm được sử dụng trong bộ pin lithium{0}}ion yêu cầu sự cân bằng giữa khả năng định hình, độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn và hiệu suất cách điện.

Các vật liệu phổ biến nhất là hợp kim nhôm 3003-H14 và 3005. Hàm lượng mangan của chúng cải thiện độ ổn định cấu trúc trong quá trình kéo sâu trong khi vẫn duy trì mật độ thấp.

 

Vật liệu	Yếu tố hợp kim chính	Độ bền kéo	Độ giãn dài	Tỉ trọng	Ứng dụng điển hình
Nhôm 3003-H14	Hợp kim Al{0}}Mn	140-180 MPa	3-8%	2,73 g/cm³	Vỏ pin EV, vỏ pin ESS
Nhôm 3005	Hợp kim Al-Mn-Mg	150-200 MPa	4-10%	2,72 g/cm³	Vỏ pin có độ bền-cao
Đồng C1100	Cu Lớn hơn hoặc bằng 99,90%	205-275 MPa	Lớn hơn hoặc bằng 35%	8,96 g/cm³	Linh kiện dẫn điện của pin
Đồng thau C2680	Hợp kim Cu-Zn	300-450 MPa	20-40%	8,47 g/cm	Thiết bị đầu cuối và các bộ phận điện được dán tem

 

Đối với cấu trúc pin lưu trữ hình trụ, lăng trụ và năng lượng, độ dày vật liệu thường dao động từ 0,5 mm đến 1,5 mm, tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế gói.

 

Quá trình vẽ sâu phải được kiểm soát:

Lực giữ trống: 30-120kN tùy theo kích thước vỏ
Tỷ lệ vẽ: thường nhỏ hơn hoặc bằng 2,0 đối với-bản vẽ giai đoạn đầu tiên
Giảm độ dày của tường: được kiểm soát trong vòng 10-20%
Dung sai kích thước: thường là ± 0,05mm, các vùng quan trọng lên tới ± 0,01mm
Độ nhám bề mặt: Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 0,8μm đối với bề mặt bịt kín

 

 

Vỏ pin nhôm rất nhạy cảm với điều kiện dòng nguyên liệu. Biến dạng quá mức gây ra các vết nứt nhỏ, trong khi áp lực không đủ sẽ tạo ra nếp nhăn.

Các khuyết tật thường gặp và phương pháp kiểm soát:

 

Loại khiếm khuyết	Nguyên nhân gốc rễ	Kiểm soát kỹ thuật
nứt tường	Ứng suất kéo quá mức trong quá trình vẽ	Bán kính khuôn và bôi trơn được tối ưu hóa
Làm mỏng đáy	Dòng nguyên liệu không đồng đều	Mô phỏng bản vẽ lũy tiến
Vết xước bề mặt	Ô nhiễm khuôn hoặc bôi trơn kém	Hệ thống làm sạch tự động
Độ lệch kích thước	Hồi phục sau khi hình thành	Thiết kế kiểm tra và bồi thường CMM
Xé nhôm	Kích thước trống không phù hợp	Phân tích DFM trước khi gia công

 

Apollo sử dụng khuôn dập liên tục, khuôn gia công chính xác và hệ thống kiểm tra CMM để xác minh các kích thước quan trọng trước khi sản xuất hàng loạt.

 

 

 

Hàn laze Cu{0}}Vỏ nhôm và Al kết hợp hiệu suất dưới yêu cầu về áp suất

 

Tấm nắp pin tích hợp nhiều bộ phận chức năng:

Thiết bị đầu cuối tích cực và tiêu cực

van thông hơi chống cháy nổ-

Cổng phun chất lỏng

Cấu trúc giải phóng áp suất an toàn

Giao diện kết nối thanh cái

Quá trình hàn ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn của pin vì phản ứng tổng hợp không hoàn toàn hoặc các lỗ rỗng có thể gây rò rỉ chất điện phân và mất áp suất.

Đối với vỏ pin bằng nhôm, các công nghệ ghép nối phổ biến bao gồm:

 

Công nghệ hàn	Đầu vào nhiệt	Ứng dụng điển hình	Kiểm soát chất lượng
Hàn laze Al-Al	Nhiệt cục bộ thấp	Niêm phong tấm bìa	Kiểm tra thâm nhập mối hàn
Hàn laze Cu-Al	Độ khó cao do điểm nóng chảy khác nhau	Kết nối thiết bị đầu cuối	Phân tích kim loại
Hàn điện trở	Đầu vào nhiệt trung bình	Nối tấm mỏng	Giám sát dòng điện và áp suất
Hàn khuếch tán phân tử	Kết nối trạng thái rắn-	Các mối nối dẫn điện có độ tin cậy cao-	Kiểm tra độ bền kéo và điện
Hàn bạc kháng chiến	Kết nối có độ dẫn cao	Bộ phận tiếp xúc điện	Kiểm tra độ bền cắt

 

Các thông số hàn laser yêu cầu kiểm soát chặt chẽ:

Công suất laser: 800W-3000W, tùy theo độ dày vật liệu
Tốc độ hàn: 50-300mm/s
Độ sâu thâm nhập: Lớn hơn hoặc bằng 80% độ dày vật liệu
Độ xốp của mối hàn: được kiểm soát dưới giới hạn thông số kỹ thuật nội bộ
Điện trở tiếp xúc: thông thường<0.1mΩ for conductive joints

 

 

Van chống cháy nổ-là một bộ phận an toàn quan trọng trong hệ thống pin lithium.

 

Xác nhận sản xuất thường bao gồm:

Kiểm tra áp suất nổ

Kiểm tra rò rỉ khí heli

Kiểm tra thâm nhập mối hàn

Phân tích kim loại mặt cắt ngang-

Xác nhận chu trình nhiệt

Yêu cầu điển hình:

 

Mục kiểm tra	Yêu cầu kỹ thuật
Tốc độ rò rỉ khí heli	Nhỏ hơn hoặc bằng 1×10⁻⁶ Pa·m³/s
Kiểm tra áp suất nổ	Theo đặc điểm kỹ thuật của bộ pin
Sự xuyên thấu của mối hàn	Độ dày lớn hơn hoặc bằng 80%
Kiểm tra mối hàn bằng mắt	Không có vết nứt, sự kết hợp không hoàn chỉnh hoặc sự bắn tung tóe quá mức
Duy trì áp suất	Ổn định sau khi đạp xe nhiệt

 

Yêu cầu đánh giá và báo giá DFM miễn phí

 

 

Kiểm tra độ kín khí bằng phương pháp khối phổ Helium

 

Các nhà sản xuất pin yêu cầu hiệu suất bịt kín đáng tin cậy vì ngay cả sự rò rỉ cực nhỏ cũng có thể đẩy nhanh quá trình xuống cấp chất điện phân và giảm tuổi thọ của pin.

Phát hiện rò rỉ khối phổ khí helium mang lại độ nhạy cao hơn so với thử nghiệm áp suất không khí thông thường.

 

Phương pháp kiểm tra	Khả năng phát hiện	Ứng dụng
Thử nghiệm ngâm nước	Độ nhạy thấp	Xác minh niêm phong cơ bản
Kiểm tra suy giảm áp suất không khí	Độ nhạy trung bình	Sàng lọc sản xuất
Kiểm tra khối phổ helium	Nhỏ hơn hoặc bằng 10⁻⁶ Pa·m³/s	Xác nhận niêm phong nắp pin EV

 

Apollo tích hợp việc kiểm tra rò rỉ vào kiểm soát chất lượng sản xuất để xác minh mọi cấu trúc bịt kín quan trọng.

 

 

Khách hàng ô tô yêu cầu phải có đầy đủ tài liệu phê duyệt sản xuất trước khi giao hàng loạt.

 

Gói PPAP cấp 3 điển hình bao gồm:

Bản vẽ kỹ thuật

Giấy chứng nhận vật liệu

Sơ đồ quy trình

PFMEA

Kế hoạch kiểm soát

Phân tích hệ thống đo lường (MSA)

Nghiên cứu năng lực (Cp/Cpk)

Báo cáo kiểm tra mẫu

Hồ sơ phê duyệt sản xuất ban đầu

 

Đối với các thành phần cấu trúc pin EV, khả năng kích thước thường nhắm tới:

Cpk Lớn hơn hoặc bằng 1,33 cho kích thước chung

Cpk Lớn hơn hoặc bằng 1,67 đối với các kích thước bịt kín quan trọng

Apollo hoạt động dưới:

Hệ thống quản lý chất lượng ô tô IATF 16949

Hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001

Tuân thủ RoHS

tuân thủ REACH

 

 

Sản xuất tích hợp từ phát triển dụng cụ đến sản xuất hàng loạt

 

Xiamen Apollo cung cấp các giải pháp sản xuất OEM cho vỏ pin EV, vỏ pin ESS và tấm vỏ nhôm.

 

Quy trình sản xuất bao gồm:

Kiểm tra vật liệu đầu vào

Thiết kế khuôn và phân tích DFM

Nhôm vẽ sâu

Gia công thứ cấp CNC

Hàn laser và niêm phong

Xử lý bề mặt

Kiểm tra kích thước

Kiểm tra rò rỉ

nộp PPAP

Giao hàng sản xuất hàng loạt

 

 

 

Năng lực sản xuất	Đặc điểm kỹ thuật
Vật liệu	Hợp kim nhôm 3003-H14, 3005
Dung sai dập	±0,01mm vùng tới hạn
Công nghệ hàn	Hàn laser, hàn điện trở
Thiết bị kiểm tra	CMM, hệ thống đo quang học
Kiểm tra rò rỉ	Khối phổ khí heli
Hệ thống chất lượng	IATF 16949, ISO 9001
Xác nhận sản xuất	PPAP cấp độ 3
Thời gian dẫn nguyên mẫu	20-30 ngày
Thời gian sản xuất hàng loạt	15-20 ngày

 

 

Thiết kế vỏ pin đòi hỏi sự hợp tác giữa các kỹ sư vật liệu, kỹ sư kết cấu và đội sản xuất.

 

Apollo hỗ trợ:

Phân tích DFM giai đoạn đầu-

Tối ưu hóa lựa chọn vật liệu

Đánh giá tính khả thi của khuôn dập

Xác nhận quá trình hàn

Sản xuất nguyên mẫu

Kiểm soát chất lượng sản xuất hàng loạt

 

Đối với những khách hàng đang phát triển nền tảng pin mới, việc trao đổi thông tin kỹ thuật sớm sẽ giúp giảm chu kỳ sửa đổi dụng cụ và rủi ro sản xuất.

 

 

Nhà sản xuất vỏ pin nhôm có thể cung cấp mức PPAP nào cho các dự án EV?

Apollo cung cấp tài liệu PPAP cấp 3, bao gồm PFMEA, Kế hoạch kiểm soát, MSA, phân tích năng lực và báo cáo kiểm tra kích thước.

 

mất bao lâuvỏ pin nhôm tùy chỉnhdụng cụ và lấy mẫu mất?

Việc lấy mẫu nguyên mẫu và dụng cụ thông thường cần 20-30 ngày, tùy thuộc vào độ phức tạp của vỏ và yêu cầu xác nhận.

 

Làm thế nào để kiểm tra rò rỉ hàn vỏ pin trước khi sản xuất hàng loạt?

Vỏ pin được xác nhận thông qua kiểm tra rò rỉ khối phổ kế khí heli, kiểm tra mối hàn và kiểm tra hiệu suất áp suất.