電気自動車バッテリーエンクロージャ用5083-Oアルミニウムプレート

バッテリーエンクロージャーが 5083-O を使用する理由

電気自動車のバッテリー エンクロージャはハイブリッド コンポーネントです。モジュールの質量を支え、石の衝撃や下からの衝突荷重に耐え、水や埃から密閉し、多くの場合、熱管理のためのコールド プレートとしても機能します。焼きなまし O 焼き戻しのアルミニウム-マグネシウム 5xxx プレートは、トレイ、蓋、サイド フレームに使用される深絞り、プレス、ロール成形形状に十分な強度と十分な伸びを兼ね備えているため、軽量でこれらの要件すべてに応えます。-柔らかい焼き戻しプレートは、硬い焼き戻しプレートのようなヘミング加工や狭い半径のフランジ加工にも耐えます。{6}}

組成と焼き戻し特性

合金 5083 には、マンガンとクロムが添加された 4.0 ～ 4.9 % のマグネシウムが含まれており、O 焼き戻しでは、材料は意図的なひずみ硬化を行わずに完全に焼きなまされます。

最低条件は 5083-O プレートに対する ASTM B209 要件であり、機械試験は ASTM E8/E8M または ISO 6892-1 に従い、ヨーロッパでは EN 485-2 の同等の試験が行われます。バッテリートレイの一般的な納入厚さは 1.5 mm ～ 6 mm、幅は工場の仕上げラインに応じて最大約 2200 mm です。

エンクロージャの形成

焼鈍された焼き戻しは、その成形エンベロープのために選択されます。深絞りタブとプレスエンドプレートは、シート厚さの 2 ～ 3 倍の絞り半径で製造されます。曲げ半径が厚さの 1 倍未満である場合は、曲げゾーンで材料の加工が急速に硬化するため、試行して検証する必要があります。-スプリングバックは重大であり、金型の補正または最終加工前の応力除去焼きなましによって処理されます。-部品が形成されて溶接される場合、ソフトテンパーにより溶接接合部の残留応力も軽減され、シール フランジの歪みが制限されます。

参加オプション

摩擦撹拌溶接は、この合金のバッテリー エンクロージャに推奨される接合プロセスです。これは固体状態のプロセスであるため、熱処理可能な合金に影響を与えるような溶融、多孔性、熱影響部の軟化は発生しません。{{1}{2}}正しい工具設計と移動速度により、5083 の接合効率は親金属の強度に近づくか、それに匹敵します。{5}フレームやブラケットには 5183 または 5356 フィラーを使用した MIG 溶接も一般的であり、治具の品質が管理される薄い蓋の高速シールにはレーザー溶接が使用されます。-接着接合および自己穿孔リベットは、密閉された断熱界面が必要な場合、または異種材料が接合される場合に使用されます。-

設計と検証のチェック

5083-O のバッテリー エンクロージャの開発では 4 つのチェックが重要です。モジュールの質量と衝突荷重のケースにおける構造剛性、下部トレイの衝突挙動、冷却面の熱接触と平坦性、IP 定格の水と防塵のテストに対するシール性能です。マテリアルの選択は、4 つすべてと相互作用します。 H111 や H116 などのわずかに高い調質は構造を強化しますが、成形エンベロープを小さくするため、設計者は通常、同じ筐体内の絞り加工部品には O 調質を使用し、平らなまたは軽く成形された部材には H111 を使用します。

ガルバニック保護も考慮する必要があります。5083 はガルバニックシリーズの下位に位置し、電解液の存在下で鋼または炭素繊維複合材料に直接ボルトで固定された場合、アノードとして機能します。混合材料の接合部では、絶縁ワッシャー、シーラント、および制御されたコーティング スキームが通常の方法です。-

よくある質問

Q:バッテリーエンクロージャに6061-T6を使用してみてはいかがでしょうか?
A: 6061-T6 は降伏強度が高くなりますが、伸びがはるかに低いため、深絞りトレイは形成されません。溶接された熱影響部も強度の大部分を失います。

Q:5083-O は車体下部のバッテリー ボックスとして十分な強度がありますか?
A: はい、ジオメトリにリブ、折り曲げフランジ、内部バルクヘッドが使用されている場合は可能です。柔らかい焼き戻しは延性とエネルギー吸収に貢献し、剛性は焼き戻しではなく設計によってもたらされます。

Q:5083-O で最良の接合が得られる溶接プロセスはどれですか?
A: 摩擦撹拌溶接です。溶融が回避されるため、気孔や熱影響部の軟化が回避されます。{0}}

Q:MIG溶接にはどのような溶加材が使用されますか?
A: 最大接合強度の場合は 5183、使用可能なフィラーの場合は 5356。

Q:冷却プレートの平面度はどのように制御されますか?
A: 図面上で平坦度公差を指定し、歪みのバランスをとるために溶接の順序を計画し、必要に応じて応力除去焼きなましまたは溶接後の機械加工パスを実行します。{{1}{1}{2}

Q:5083-O は陽極酸化できますか?
A: 腐食防止のために陽極酸化処理を行うことはできますが、5xxx 合金は 6xxx 合金よりも暗い皮膜を生成するため、陽極酸化処理は通常、装飾的ではなく機能的に使用されます。