通过MAGMA软件提升新能源汽车电池壳体压铸件的品质

陈国恩发表于2025/3/27 10:10:49 点击：1161 电池壳冷隔气孔缺陷

原标题：广东鸿图：CAE在新能源汽车电池壳体压铸件品质提升中的应用

在铝合金压铸件的生产过程中, 金属液快速喷射进入型腔, 撞击型壁, 必然会产生涡流和卷气。如果排溢系统设计不合理, 会造成溶于铝液中的气体难于排出型腔, 导致铸件内部及表面产生气孔缺陷。新能源汽车的零部件基于减重要求, 多采用结构复杂、壁薄的铝合金压铸件。为了保证铸件力学性能, 必须采用热处理工艺。如果铸件含气量高, 在热处理中会造成铸件表面气泡, 力学性能差, 不能满足技术要求, 从而造成报废, 为企业带来极大的浪费。

由于新能源汽车的减重要求, 其电池壳体一般采用质量轻、易加工成型、高温耐腐蚀性高、良好的传热性和导电性的铝合金压铸件。该铸件的技术要求高, 压铸机台吨位过大, 在压铸试制过程中出现的问题较多。以某新能源汽车电池壳为例, 运用CAE对原方案进行模拟, 通过铸造模拟软件MAGMA Software分析电池壳体在压铸过程中产生缺陷的原因, 采用合理的排溢系统和抽真空工艺, 能有效避免冷隔、气孔缺陷。

图文结果

某电池壳体的结构见图1, 质量为14.1kg, 材质为AlSi10MgMn。铸件外轮廓尺寸为801 mm×726mm×145.5mm, 壁厚比较均匀, 最大为5mm, 最小为2mm, 主体壁厚为3.5mm, 内腔有规律地布置加强筋。

图1 电池壳体的结构图

图2 冷隔缺陷图

图3 B、C区气孔缺陷图

图4 C区螺纹通孔缺陷

图5 铸件填充的CAE分析

A区的冷隔是由于该位置是铸件填充末端, 容易产生气体包卷, 改善的方案为:新增渣包2, 渣包口3加厚1mm。B区和C区的大平面机加工后气孔外露缺陷是由于型壁包卷气体造成的, 改善方案为:渣包口4往中间加宽5mm, 加厚1mm;溢流道5位置加宽加深, 见图6a。针对C区螺纹通孔1加工后出现烂牙, 改善方案为:加速该区域的填充, 在不影响使用功能的前提下, 对铸件结构进行变更, 在该区域的前端增加两条筋条, 见图6b。