Litium-ion-batterikabinetter på elektriske kjøretøy har gått fra stål til aluminium av én dominerende årsak: Hvert kilogram som fjernes fra pakningsstrukturen er et kilogram som kan brukes på celler. Innenfor aluminiumsfamilien har 3003 blitt standard arklegering for kasser, skuffer og deksler fordi den kombinerer tilstrekkelig styrke med den dype-trekkeatferden som et-kapsling trenger.
Hvorfor 3003 passer til batterikabinetter
3003 inneholder 1,0-1,5 % mangan, som øker styrken over de ulegerte 1xxx-kvalitetene uten tap av formbarhet som følger med høyere magnesiumtilsetninger. Tettheten er omtrent 2,73 g/cm3 mot omtrent 7,85 g/cm3 for stål, så en substitusjon ved lik stivhet fjerner godt over halvparten av massen. Termisk ledningsevne på rundt 190 W/(mK) i glødet tilstand bidrar til å spre varmen bort fra celleflikene, og legeringen er ikke-varmebehandles, så det kreves ingen bråkjøling eller aldringstrinn etter forming.
Egenskaper og temperamentvalg
| Temperament | Strekk/utbytte, MPa (typisk) | Forlengelse | Typisk bruk i pakke |
|---|---|---|---|
| O | 110 / 40 | Omtrent 30 % | Dyp-tegnede bokser i ett-stykke |
| H14 | 152 / 145 | Rundt 8 % | Bretter, sideplater, deksler |
| H24 | 152 / 145 | Høyere enn H14 | Formede paneler som trenger bøybarhet |
| H18 | 185 / 175 | Lav | Flate skillevegger, ingen forming |
Kjemi og mekaniske krav til arket følger ASTM B209 og GB/T 3880.2-2012, med dimensjoner og toleranser i GB/T 3880.3. Kapslinger er vanligvis spesifisert i H14 for stivhet ved moderat bøyning, eller i O-temperering der kassen er dypttrukket i en enkelt operasjon og lokal tynning må kontrolleres.
Forming, sveising og tetting
Dyptrekking er avhengig av den høye forlengelsen av det glødede temperamentet og på en sjenerøs formradius; tynning i hjørnene er den vanlige grensen, og veggtykkelse kalles normalt ut i det tynneste området. Lasersveising av 3003 deksler og brett er praktisk fordi legeringen ikke inneholder flyktige lav-elementer, og mangantilsetningen gir sveisemetallstyrke nær hovedmetallet. Filler 4043 brukes til MIG- og TIG-arbeid. Enhver post-sveiseanodisering må ta hensyn til det faktum at 3003 anodiserer til en litt grå tone.
Korrosjon, kjølevæskekontakt og sikkerhet
Batteripakker fungerer med kjøleplater, glykol-vannkjølevæske og mulig kondens, så arket er normalt spesifisert med et konverteringsbelegg eller et anti-kondenseringsbelegg på innsiden. 3003 motstår mildt alkaliske og nøytrale vandige medier, men er ikke en marin legering; der vei-salteksponering er kontinuerlig, erstattes 5052 med synlige undervognspaneler. Aluminium er ikke-magnetisk, noe som betyr noe for de magnetiske sensorene og samleskinnerutingen inne i en pakke.
Ofte stilte spørsmål
Q:Hvorfor brukes 3003 til litiumbatterier i stedet for stål?
A: Tettheten er omtrent 2,73 g/cm3 mot 7,85 g/cm3 for stål, og mangan-lagerlegeringen kan trekkes dypt inn i en- kasse, slik at en pakkestruktur mister mer enn halvparten av massen ved samme tykkelse.
Q:Hvilket temperament er best for dypt-trukne batteribokser?
A: O-temperamentet, fordi dets forlengelse på ca. 30 % gjør at etuiet kan dannes i ett trekk. Deler som kun er bøyd og sveiset leveres normalt i H14 eller H24 i stedet.
Q:Er 3003 egnet for lasersveising?
A: Ja. Den har ingen lavt-flyktige legeringselementer, sveiser rent med laser- og lysbueprosesser, og 4043 fyllstoff brukes til MIG- og TIG-arbeid på deksler og brett.
Q:Reduserer aluminium batteriets kjøleytelse?
A: Nei, det forbedrer det. Termisk ledningsevne på ca. 190 W/(mK) er langt høyere enn stål, så varmen fra tapper og samleskinner spres mer effektivt inn i kjøleplaten.
Q:Hvilken arktykkelse brukes til batterikapslinger?
A: De fleste deksler og brett er mellom ca. 0,8 mm og 3 mm, med tykkelse valgt fra stivhet, sveiseflensbredde og dyp-tynning i stedet for kun fra trykkbelastning.