การปั๊มกล่องแบตเตอรี่และแผ่นปิดอะลูมิเนียม: การควบคุมคุณภาพที่สำคัญสำหรับระบบจัดเก็บพลังงาน

กล่องแบตเตอรี่อะลูมิเนียมอัลลอยด์ 3003/3005 ต้องมีการควบคุมการวาดแบบลึก ความคงตัวของขนาด และการเชื่อมแบบไร้ข้อบกพร่อง- เพื่อให้ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันภายในในการใช้งาน EV และ ESS Xiamen APOLLO Technology ผลิตกล่องแบตเตอรี่และแผ่นปิดอะลูมิเนียมตามสั่งโดยใช้การปั๊มที่แม่นยำ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ การตรวจสอบการรั่วไหลของฮีเลียม และระบบควบคุมคุณภาพ PPAP ระดับ 3

 

 

 

การเลือกใช้วัสดุ: คุณสมบัติของอะลูมิเนียม 3003-H14 และ 3005 ภายใต้การควบคุมการผลิต ISO 9001

 

เปลือกแบตเตอรี่อะลูมิเนียมที่ใช้ในชุดแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนต้องมีความสมดุลระหว่างความสามารถในการขึ้นรูป ความแข็งแรงทางกล ความต้านทานการกัดกร่อน และประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้า

วัสดุที่พบบ่อยที่สุดคืออลูมิเนียมอัลลอยด์ 3003-H14 และ 3005 ปริมาณแมงกานีสช่วยเพิ่มเสถียรภาพของโครงสร้างในระหว่างกระบวนการวาดแบบลึกในขณะที่ยังคงความหนาแน่นต่ำ

 

วัสดุ	องค์ประกอบโลหะผสมหลัก	ความต้านแรงดึง	การยืดตัว	ความหนาแน่น	การใช้งานทั่วไป
อะลูมิเนียม 3003-H14	อัลลอยด์อัล-Mn	140-180 เมกะปาสคาล	3-8%	2.73 ก./ซม.³	ตัวเรือนแบตเตอรี่ EV, เปลือกแบตเตอรี่ ESS
อลูมิเนียม 3005	อัลลอยด์อัล-Mn-Mg	150-200 เมกะปาสคาล	4-10%	2.72 ก./ซม.³	กล่องใส่แบตเตอรี่ที่มีความแข็งแรงสูง-
C1100 ทองแดง	Cu มากกว่าหรือเท่ากับ 99.90%	205-275 เมกะปาสคาล	มากกว่าหรือเท่ากับ 35%	8.96 ก./ซม.³	ส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่
C2680 ทองเหลือง	Cu-โลหะผสมสังกะสี	300-450 เมกะปาสคาล	20-40%	8.47 ก./ซม	เทอร์มินัลและชิ้นส่วนไฟฟ้าที่มีการประทับตรา

 

สำหรับโครงสร้างแบตเตอรี่ทรงกระบอก ทรงปริซึม และเก็บพลังงาน โดยทั่วไปความหนาของวัสดุจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.5 มม. ถึง 1.5 มม. ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการออกแบบบรรจุภัณฑ์

 

ต้องควบคุมกระบวนการวาดแบบลึก:

แรงยึดเปล่า: 30-120kN ขึ้นอยู่กับขนาดเปลือก
อัตราส่วนการวาด: โดยทั่วไปน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.0 สำหรับการวาดขั้นแรก-
ลดความหนาของผนัง : ควบคุมได้ภายใน 10-20%
พิกัดความเผื่อมิติ: โดยทั่วไป ±0.05 มม. พื้นที่วิกฤติสูงถึง ±0.01 มม
ความหยาบของพื้นผิว: Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ0.8μmสำหรับการปิดผนึกพื้นผิว

 

 

เปลือกแบตเตอรี่อะลูมิเนียมไวต่อสภาวะการไหลของวัสดุ การเสียรูปมากเกินไปทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็ก ในขณะที่แรงกดไม่เพียงพอทำให้เกิดริ้วรอย

ข้อบกพร่องทั่วไปและวิธีการควบคุม:

 

ประเภทข้อบกพร่อง	สาเหตุที่แท้จริง	การควบคุมทางวิศวกรรม
ผนังแตกร้าว	ความเค้นดึงมากเกินไประหว่างการวาด	รัศมีแม่พิมพ์และการหล่อลื่นที่ปรับให้เหมาะสม
การทำให้ผอมบางด้านล่าง	การไหลของวัสดุไม่สม่ำเสมอ	การจำลองการวาดภาพแบบก้าวหน้า
รอยขีดข่วนบนพื้นผิว	การปนเปื้อนของแม่พิมพ์หรือการหล่อลื่นไม่ดี	ระบบทำความสะอาดอัตโนมัติ
ส่วนเบี่ยงเบนมิติ	สปริงกลับหลังจากการขึ้นรูป	การตรวจสอบ CMM และการออกแบบการชดเชย
การฉีกขาดของอลูมิเนียม	ขนาดว่างไม่เหมาะสม	การวิเคราะห์ DFM ก่อนใช้เครื่องมือ

 

Apollo ใช้แม่พิมพ์ปั๊มแบบก้าวหน้า แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำ และระบบการตรวจสอบ CMM เพื่อตรวจสอบขนาดที่สำคัญก่อนการผลิตจำนวนมาก

 

 

 

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ Cu-ฝาครอบอัลและอะลูมิเนียมผสานประสิทธิภาพภายใต้ข้อกำหนดด้านแรงดัน

 

แผ่นปิดแบตเตอรี่มีส่วนประกอบการทำงานหลายอย่าง:

ขั้วบวกและขั้วลบ

วาล์วระบายอากาศป้องกันการระเบิด-

พอร์ตการฉีดของเหลว

โครงสร้างปล่อยแรงดันที่ปลอดภัย

อินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อบัสบาร์

กระบวนการเชื่อมส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ เนื่องจากการหลอมละลายหรือรูพรุนที่ไม่สมบูรณ์อาจทำให้เกิดการรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์และแรงดันขัดข้องได้

สำหรับฝาครอบแบตเตอรี่อะลูมิเนียม เทคโนโลยีการเชื่อมทั่วไปได้แก่:

 

เทคโนโลยีการเชื่อม	อินพุตความร้อน	การใช้งานทั่วไป	การควบคุมคุณภาพ
การเชื่อมด้วยเลเซอร์-Al	ความร้อนเฉพาะจุดต่ำ	การปิดผนึกแผ่นปิด	การตรวจสอบการเจาะแนวเชื่อม
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ Cu-Al	ความยากสูงเนื่องจากจุดหลอมเหลวต่างกัน	การเชื่อมต่อเทอร์มินัล	การวิเคราะห์ทางโลหะวิทยา
การเชื่อมต้านทาน	ป้อนความร้อนปานกลาง	การเชื่อมแผ่นบาง	การตรวจสอบกระแสและความดัน
การเชื่อมแบบกระจายโมเลกุล	การเข้าร่วมแบบโซลิดสเตต	ข้อต่อนำไฟฟ้าที่มีความน่าเชื่อถือสูง-	การทดสอบแรงดึงและไฟฟ้า
ต้านทานการประสานเงิน	การเชื่อมต่อการนำไฟฟ้าสูง	ชิ้นส่วนหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า	การทดสอบกำลังรับแรงเฉือน

 

พารามิเตอร์การเชื่อมด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวด:

กำลังเลเซอร์: 800W-3000W ขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุ
ความเร็วในการเชื่อม: 50-300 มม./วินาที
ความลึกของการเจาะ: มากกว่าหรือเท่ากับ 80% ของความหนาของวัสดุ
ความพรุนของรอยเชื่อม: ควบคุมได้ต่ำกว่าขีดจำกัดข้อกำหนดภายใน
ความต้านทานต่อการสัมผัส: โดยทั่วไป<0.1mΩ for conductive joints

 

 

วาล์วป้องกันการระเบิด-เป็นส่วนประกอบด้านความปลอดภัยที่สำคัญในระบบแบตเตอรี่ลิเธียม

 

การตรวจสอบการผลิตโดยปกติจะรวมถึง:

การทดสอบแรงดันระเบิด

การทดสอบการรั่วของฮีเลียม

การตรวจสอบการเจาะแนวเชื่อม

การวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาแบบตัดขวาง-

การตรวจสอบการปั่นจักรยานด้วยความร้อน

ข้อกำหนดทั่วไป:

 

รายการทดสอบ	ข้อกำหนดทางวิศวกรรม
อัตราการรั่วไหลของฮีเลียม	น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1×10⁻⁶ Pa·m³/s
การทดสอบแรงดันระเบิด	ตามข้อกำหนดแบตเตอรี่
การเจาะทะลุ	ความหนามากกว่าหรือเท่ากับ 80%
การตรวจสอบการเชื่อมด้วยภาพ	ไม่มีรอยแตก ฟิวชั่นไม่สมบูรณ์ หรือกระเด็นมากเกินไป
การเก็บกักแรงดัน	มีความเสถียรหลังจากการปั่นด้วยความร้อน

 

ขอการประเมินและใบเสนอราคา DFM ฟรี

 

 

การตรวจสอบความหนาแน่นของก๊าซโดยใช้สเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียม

 

ผู้ผลิตแบตเตอรี่ต้องการประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เชื่อถือได้ เนื่องจากแม้แต่การรั่วไหลในระดับจุลภาคก็สามารถเร่งการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์และลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้

การตรวจจับการรั่วไหลของมวลฮีเลียมสเปกโตรเมทรีให้ความไวที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับการทดสอบแรงดันอากาศทั่วไป

 

วิธีการตรวจสอบ	ความสามารถในการตรวจจับ	แอปพลิเคชัน
การทดสอบการแช่น้ำ	ความไวต่ำ	การตรวจสอบการปิดผนึกขั้นพื้นฐาน
การทดสอบการสลายตัวของแรงดันอากาศ	ความไวปานกลาง	การคัดกรองการผลิต
การทดสอบสเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียม	น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10⁻⁶ Pa·m³/s	การตรวจสอบการปิดผนึกฝาครอบแบตเตอรี่ EV

 

Apollo รวมการทดสอบการรั่วไหลเข้ากับการควบคุมคุณภาพการผลิตเพื่อตรวจสอบโครงสร้างการปิดผนึกที่สำคัญทุกรายการ

 

 

ลูกค้ายานยนต์จำเป็นต้องมีเอกสารอนุมัติการผลิตที่ครบถ้วนก่อนส่งมอบจำนวนมาก

 

แพ็คเกจ PPAP ระดับ 3 ทั่วไปประกอบด้วย:

ภาพวาดทางวิศวกรรม

ใบรับรองวัสดุ

แผนภาพกระบวนการไหล

พีเอฟเอ็มอีเอ

แผนการควบคุม

การวิเคราะห์ระบบการวัด (MSA)

การศึกษาความสามารถ (Cp/Cpk)

รายงานการตรวจสอบตัวอย่าง

บันทึกการอนุมัติการผลิตเบื้องต้น

 

สำหรับส่วนประกอบโครงสร้างแบตเตอรี่ EV ความสามารถด้านมิติมักมีเป้าหมาย:

Cpk มากกว่าหรือเท่ากับ 1.33 สำหรับมิติทั่วไป

Cpk มากกว่าหรือเท่ากับ 1.67 สำหรับขนาดการปิดผนึกที่สำคัญ

อพอลโลดำเนินงานภายใต้:

ระบบการจัดการคุณภาพยานยนต์ IATF 16949

ระบบการจัดการคุณภาพ ISO 9001

การปฏิบัติตาม RoHS

การปฏิบัติตาม REACH

 

 

การผลิตแบบครบวงจรตั้งแต่การพัฒนาเครื่องมือไปจนถึงการผลิตจำนวนมาก

 

Xiamen Apollo นำเสนอโซลูชันการผลิตแบบ OEM สำหรับกล่องแบตเตอรี่ EV, เปลือกแบตเตอรี่ ESS และแผ่นปิดอะลูมิเนียม

 

ขั้นตอนการผลิตประกอบด้วย:

การตรวจสอบวัสดุที่เข้ามา

การออกแบบแม่พิมพ์และการวิเคราะห์ DFM

ปั๊มขึ้นรูปอลูมิเนียมลึก

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีรอง

การเชื่อมและการปิดผนึกด้วยเลเซอร์

การรักษาพื้นผิว

การตรวจสอบมิติ

การทดสอบการรั่วไหล

ยื่น PPAP

การส่งมอบการผลิตจำนวนมาก

 

 

 

ความสามารถในการผลิต	ข้อมูลจำเพาะ
วัสดุ	3003-H14, อลูมิเนียมอัลลอยด์ 3005
ความอดทนในการประทับตรา	± 0.01 มม. พื้นที่วิกฤต
เทคโนโลยีการเชื่อม	การเชื่อมด้วยเลเซอร์, การเชื่อมด้วยความต้านทาน
อุปกรณ์ตรวจสอบ	CMM ระบบการวัดด้วยแสง
การทดสอบการรั่วไหล	สเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียม
ระบบคุณภาพ	ไอเอทีเอฟ 16949, ISO 9001
การตรวจสอบการผลิต	พรรคพลังประชารัฐ ระดับ 3
ระยะเวลารอคอยต้นแบบ	20-30 วัน
เวลานำการผลิตจำนวนมาก	15-20 วัน

 

 

การออกแบบเปลือกแบตเตอรี่ต้องอาศัยความร่วมมือระหว่างวิศวกรวัสดุ วิศวกรโครงสร้าง และทีมการผลิต

 

อพอลโลสนับสนุน:

การวิเคราะห์ DFM ในระยะเริ่มต้น

การเพิ่มประสิทธิภาพการเลือกวัสดุ

การตรวจสอบความเป็นไปได้ในการปั๊มแม่พิมพ์

การตรวจสอบกระบวนการเชื่อม

การผลิตต้นแบบ

การควบคุมคุณภาพการผลิตจำนวนมาก

 

สำหรับลูกค้าที่กำลังพัฒนาแพลตฟอร์มแบตเตอรี่ใหม่ การสื่อสารทางวิศวกรรมตั้งแต่เนิ่นๆ จะช่วยลดรอบการปรับเปลี่ยนเครื่องมือและความเสี่ยงในการผลิต

 

 

ผู้ผลิตกล่องแบตเตอรี่อะลูมิเนียมสามารถจัดหา PPAP ระดับใดสำหรับโครงการ EV

Apollo จัดเตรียมเอกสาร PPAP ระดับ 3 รวมถึง PFMEA, แผนการควบคุม, MSA, การวิเคราะห์ความสามารถ และรายงานการตรวจสอบมิติ

 

นานแค่ไหนเปลือกแบตเตอรี่อลูมิเนียมแบบกำหนดเองเครื่องมือและการสุ่มตัวอย่างใช้เวลา?

เครื่องมือทั่วไปและการสุ่มตัวอย่างต้นแบบต้องใช้เวลา 20-30 วัน ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของเชลล์และข้อกำหนดในการตรวจสอบความถูกต้อง

 

การรั่วไหลของการเชื่อมฝาครอบแบตเตอรี่ได้รับการทดสอบก่อนการผลิตจำนวนมากอย่างไร

ฝาครอบแบตเตอรี่ได้รับการตรวจสอบผ่านการทดสอบการรั่วของมวลฮีเลียมสเปกโตรมิเตอร์ การตรวจสอบรอยเชื่อม และการทดสอบประสิทธิภาพแรงดัน