PACK制造工艺系列:新能源电池包箱盖制造与成型工艺
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本合集上期内容,我们介绍了箱盖的材质和类型。箱盖的制造工艺直接决定了其可靠性和成本,本文将聚焦钣金折弯工艺、冲压成型工艺和复合材料成型工艺三大主流箱盖成型技术。
01 钣金折弯工艺
钣金加工是指针对金属薄板(通常在6mm以下)的一种综合冷加工工艺。电池包箱盖一般相通过钣金折弯成型,再借助激光焊接将缝隙进行满焊,然后喷涂防腐蚀、绝缘涂层。
包括:剪切,冲裁,折弯,焊接,铆接,模具成型及表面处理等
常用材料:SPCC、冷轧板,5系铝合金
应用场景:钣金工艺成本低,效率高;例如五菱宏光MINI EV电池包通过液压折弯机制造的0.8mm厚铝板件,单件成本可控制在 50元以内。
▲ 铝合金箱盖被热失控电芯高温射流熔穿
由于箱盖面积较大,一般需要配合冲压成型加工一定数量的加强筋,既能提高刚度,也能避免箱盖表面积水。
02 冲压成型工艺
冲压工艺通过模具对金属板材施加压力,快速成型复杂结构,成型效率高。
常用材料:DC01(相当于国标Q195和Q215)、镀锌板、铝合金(如6061-T6)
应用场景:模具精度高(±0.1mm),易保证气密性(适合IP67防水要求);例如宁德时代CTP电池包钢制箱盖经1200吨冲压机成型,表面镀锌处理,成本较铝制降低40%,应用于大众MEB平台。
03 复合材料成型工艺
复合材料种类较多,其成型工艺主要可以分为以下类型:
电池包复合材料箱盖一般以树脂为基体材料,碳纤维或玻璃纤维作为增强材料,通过模压或注塑等成型工艺进行制造。复合材料箱盖成型工艺需根据成型效率、成本控制等因素综合考虑。
(1)RTM(Resin Transfer Molding,树脂传递模塑)与高压树脂传递模塑(HP-RTM)
主要组成:干态纤维布、液态树脂
成型过程:
预成型:将碳纤维织物按设计铺层,真空吸附定型。
合模锁紧:模具闭合后抽真空排除空气。
高压注胶:混合头将树脂与固化剂高压注入模腔(HP-RTM压力更高)
固化脱模:高温(120-150℃)下快速固化,脱模后修边处理。
区别:RTM适合简单结构的箱盖,HP-RTM注射压力和工艺效率更高,高压(10-60 bar)充模,可显著提升纤维含量,适用于较复杂的箱盖的成型(如加强筋、IP防护设计)
应用案例:特斯拉Model 3电池箱盖采用HP-RTM工艺,碳纤维预成型体注入环氧树脂,减重40%
(2)SMC(Sheet Molding Compound,片状模塑料成型)
成型过程:
材料准备:SMC片材(树脂含量30%-40%)按尺寸裁切。
铺料叠层:将SMC片材叠放于模具中,预压紧实。
高温高压固化:模具加热至130-160℃,保压10-15分钟。
脱模后处理:表面打磨、喷涂防护层。
应用案例:原料损失小,表面光洁,易于后处理;例如大众MEB平台电池包盖板采用SMC,厚度3mm,抗压强度达200MPa
(3)LFT-D(Long Fiber reinforced Thermoplastics,长纤维增强热塑性复合材料模压成型)
成型过程:
熔融混炼:树脂与纤维在挤出机中混合,形成预制棒。
定量切断:将预制棒切割为所需长度。
模压成型:放入模具中加热至200-230℃,保压5-10分钟。
冷却脱模:水冷定型,表面喷涂防刮涂层。
应用案例:特斯拉Cybertruck电池箱盖采用LFT-D工艺,碳纤维增强PP材料,抗冲击性提升3倍
(4)PCM(Prepreg Compression Molding,预浸料模压成型)
成型过程:
铺层设计:根据箱盖结构裁剪预浸料,手工或机械铺放。
真空封装:覆盖真空袋,抽真空排除气泡。
热压固化:模具加热至130℃,保压2小时。
后加工:CNC切割边缘,表面阳极氧化处理。
应用案例:质量轻、耐腐蚀、比强度高、稳定性好;例如蔚来ET5电池箱盖采用玻璃纤维PCM,厚度5mm,成本较HP-RTM降低20%
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原文标题 : PACK制造工艺系列:新能源电池包箱盖制造与成型工艺
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