Análise dos principais requisitos para o processo de molde de injeção de armazenamento de energia da tampa de isolamento do chicote elétrico da bateria

Em sistemas de baterias de armazenamento de energia, as coberturas de isolamento de chicotes de fios, como componentes cruciais que garantem a segurança elétrica, fornecem isolamento e suporte estrutural, são amplamente utilizadas em cenários de alta-tensão, como novas baterias de energia para veículos e sistemas de contêineres de armazenamento de energia. Devido à estrutura de precisão, aos altos requisitos de isolamento elétrico e ao espaço limitado de montagem deste componente, sua moldagem por injeção impõe exigências extremamente altas à tecnologia de moldes. Este artigo analisa sistematicamente os principais aspectos técnicos dos processos de moldagem por injeção para coberturas de isolamento de chicotes de fios, incluindo seleção de materiais, projeto de estrutura de molde, layout de porta, projeto de desmoldagem e sistemas de controle de temperatura de molde.

Processo de moldagem por injeção para painéis de isolamento de chicotes elétricos de armazenamento de energia

I. Características do material dos painéis de isolamento do chicote elétrico

Os painéis de isolamento do chicote de fios são feitos principalmente de PBT modificado, PA66, PP e outros plásticos de engenharia, normalmente exigindo as seguintes características:

Alto isolamento (tensão de ruptura maior ou igual a 20kV/mm)

Boa resistência ao calor (temperatura de distorção de calor maior ou igual a 150 graus)

Classificação retardante de chama UL94 V-0

Alta estabilidade dimensional e baixa absorção de água (<0.3%)

Tomando como exemplo o PBT-GF30 (PBT reforçado com 30% de fibra de vidro), sua fluidez é moderada (MFR aproximadamente 10-30 g/10min) e sua taxa de encolhimento é aproximadamente 0,2-0,5%. No entanto, o reforço de fibra de vidro introduz anisotropia, tornando-o propenso a deformações ou tensões internas. Portanto, as propriedades reológicas do material, a janela de temperatura de moldagem e o comportamento de cura devem ser considerados de forma abrangente durante o projeto do molde.

II. Projeto de cavidade de molde e controle de espessura de parede para placas isoladoras de chicote de fios

As placas de isolamento do chicote de fios são, em sua maioria, estruturas-de paredes finas (geralmente com 1,5 a 2,5 mm de espessura), mas algumas áreas, como clipes de fixação, nervuras de isolamento e áreas de posicionamento de ranhuras de fios, precisam ser espessadas. Portanto, a cavidade do molde deve possuir as seguintes características:

Projeto de espessura de parede uniforme: Evite marcas de encolhimento e marcas de câmara fria causadas por mudanças repentinas na espessura local.

Estrutura de nervura razoável: A altura das nervuras de reforço deve ser menor ou igual a 2,5 vezes a espessura da parede principal, e a largura deve ser 0,5 vezes a espessura da parede para evitar espessura excessiva que leve a dificuldades de enchimento ou resfriamento irregular.

Evite cantos vivos: Todos os cantos internos e externos devem ter um raio de 0,5 a 1 mm para evitar concentração de tensão e fluxo deficiente de material.

Projeto de múltiplas-cavidades no mesmo molde (por exemplo, 2/4 de cavidade): é necessário um projeto de canal rigorosamente balanceado para evitar enchimento inconsistente entre cavidades.

III. Layout do portão e projeto do sistema de passagem para placas isoladoras de chicote de fios

Como a estrutura da placa de cobertura tem geralmente mais de 100 mm de tamanho, formato irregular e inclui ranhuras, nervuras de reforço e estruturas de sobreposição, o projeto do portão é crucial. Os pontos principais incluem:

Os canais principais e os canais ramificados devem usar poços de resfriamento totalmente fechados para evitar que material frio entre na cavidade.

Portões-montados lateralmente ou submarinos são comumente usados ​​em estruturas de placas de cobertura, oferecendo vantagens como corte automático e marcas de portão ocultas.

Evite linhas de solda enfraquecidas causadas por injeção-de ponto único: a análise do fluxo do molde CAE é necessária, com vários pontos de injeção ou portas de anel colocadas ao redor de nervuras e ranhuras.

Projeto de tamanho de portão apropriado: tomando o PBT-GF30 como exemplo, recomenda-se uma seção transversal-do portão de 3×1,5 mm. Um tamanho muito pequeno resultará em enchimento insuficiente, enquanto um tamanho muito grande causará encordoamento e empenamento.

4. Otimização do projeto do sistema de desmoldagem do isolador de chicote de fios

Considerando o formato complexo da placa de cobertura e as inúmeras peças de encaixe-de encaixe, o projeto de desmoldagem deve equilibrar eficiência e integridade estrutural. Os pontos principais incluem:

Uma combinação de ejetor angular e estrutura de extração de núcleo lateral-: adequada para projetos com ranhuras rebaixadas. A precisão do controle-do curso de tração principal deve ser<0.1mm.

O ângulo do ejetor angulado deve ser controlado entre 8 graus e 15 graus para evitar emperramento ou deslizamento insuficiente.

**Design de ângulo de inclinação razoável:** Maior ou igual a 1,5 graus para superfícies externas e Maior ou igual a 2 graus para furos internos, especialmente importante para materiais reforçados com fibra de vidro para evitar arranhões na superfície.

**Layout do pino ejetor:** Pinos ejetores distribuídos uniformemente para evitar impulso concentrado causando deformação da peça. Para áreas planas maiores, recomenda-se uma estrutura-de placa de pressão.

** V. Sistema de controle de temperatura de precisão para moldes isoladores de chicote de fios:**

**A placa de cobertura é relativamente fina e sensível às flutuações de temperatura de moldagem, especialmente em materiais reforçados com fibra de vidro, onde as diferenças de temperatura podem facilmente causar empenamento.** Portanto, o sistema de controle de temperatura do molde deve ter as seguintes características de projeto:

**Sistema-de circuito de água com cobertura total:** Garanta uma temperatura uniforme da cavidade, especialmente melhorando os canais de resfriamento em áreas de costelas ou áreas com reforço denso.

**Controle de circuito independente:** para moldes com múltiplas{0}cavidades ou estruturas de formato irregular, devem ser usadas diversas unidades de controle de temperatura, com um desvio de temperatura menor ou igual a 2 graus .

**Seleção do meio de controle de temperatura:** Recomenda-se um controlador de temperatura do molde combinado com controle de temperatura da água de 85 ~ 120 graus. Se o material exigir alta cristalinidade, é necessário aquecer o óleo acima de 140 graus.

** A introdução de tecnologia de resfriamento rápido (como resfriamento de água de frequência variável + inserções de liga de alta condutividade térmica) pode encurtar o ciclo de moldagem em 15-25%.

VI. Requisitos de vida útil e manutenção do molde para placas de isolamento de chicote de fios

As baterias de armazenamento de energia normalmente precisam atender a uma classificação de proteção IP67 ou superior. Como componente de proteção, a placa de cobertura requer alta precisão dimensional e a ranhura do anel de vedação deve estar livre de rebarbas. Portanto, os requisitos de vida útil e precisão do molde são os seguintes:

Seleção do aço do molde: são recomendados materiais de alta-dureza e resistentes à corrosão-, como S136 e H13.

Precisão de usinagem de molde: Rugosidade da superfície da cavidade Ra <0,4μm, superfície de vedação Ra <0,2μm.

Controle de precisão de guia de molde móvel e molde fixo Menor ou igual a ± 0,005 mm para garantir a precisão da montagem.

Plano de manutenção regular: limpe a superfície do molde após 5.000 ciclos de injeção e substitua os pinos ejetores e os controles deslizantes de extração do núcleo- facilmente desgastados após 10.000 ciclos.

O processo de molde de injeção para placas de isolamento de chicote de fios requer alta precisão e projeto coordenado em múltiplas dimensões, incluindo materiais, estrutura, desmoldagem e controle de temperatura. Através da simulação CAE sistemática, construção otimizada de moldes e estratégias rigorosas de controle de temperatura, a consistência do produto e a eficiência da moldagem podem ser significativamente melhoradas, garantindo a segurança e a confiabilidade dos sistemas de armazenamento de energia. No futuro, com a miniaturização e modularização dos dispositivos de armazenamento de energia, os requisitos de moldagem de precisão para tampas separadoras se tornarão ainda mais rigorosos, necessitando de atualizações contínuas e de inteligência dos processos de moldagem por injeção. Ao controlar rigorosamente esses principais requisitos de processo, a Donghao Plastics pode produzir chicotes de baterias e tampas separadoras de armazenamento de energia de alta-qualidade e alto{4}}desempenho, atendendo às necessidades dos clientes em vários campos de aplicação e aumentando ainda mais sua competitividade.