알루미늄 배터리 케이스 및 커버 플레이트 스탬핑: 에너지 저장 시스템의 핵심 품질 관리

3003/3005 알루미늄 합금 배터리 케이스는 EV 및 ESS 애플리케이션의 내부 압력 변화를 견딜 수 있도록 제어된 딥 드로잉, 치수 안정성 및 결함{2}}없는 용접이 필요합니다. Xiamen APOLLO Technology는 정밀 스탬핑, 레이저 용접, 헬륨 누출 검사 및 PPAP 레벨 3 품질 관리 시스템을 사용하여 맞춤형 알루미늄 배터리 케이스와 커버 플레이트를 제조합니다.

 

 

 

재료 선택: ISO 9001 제조 관리에 따른 3003-H14 및 3005 알루미늄 특성

 

리튬-이온 배터리 팩에 사용되는 알루미늄 배터리 쉘에는 성형성, 기계적 강도, 내부식성 및 전기 절연 성능 간의 균형이 필요합니다.

가장 일반적인 재료는 3003-H14 및 3005 알루미늄 합금입니다. 망간 함량은 낮은 밀도를 유지하면서 딥 드로잉 공정 중 구조적 안정성을 향상시킵니다.

 

재료	주요 합금 요소	인장강도	연장	밀도	일반적인 응용
3003-H14 알루미늄	Al-Mn 합금	140-180MPa	3-8%	2.73g/cm3	EV 배터리 하우징, ESS 배터리 쉘
3005 알루미늄	Al-Mn-Mg 합금	150-200MPa	4-10%	2.72g/cm3	고강도-배터리 인클로저
C1100 구리	Cu 99.90% 이상	205-275MPa	35% 이상	8.96g/cm3	배터리 전도성 부품
C2680 황동	Cu-Zn 합금	300-450MPa	20-40%	8.47g/cm2	단자 및 스탬프 전기 부품

 

원통형, 각형 및 에너지 저장 배터리 구조의 경우 재료 두께는 일반적으로 팩 설계 요구 사항에 따라 0.5mm~1.5mm 범위입니다.

 

딥 드로잉 공정은 다음과 같이 제어되어야 합니다.

블랭크 홀더 힘: 쉘 크기에 따라 30-120kN
드로잉 비율: 일반적으로 첫 번째-단계 드로잉의 경우 2.0 이하
벽 두께 감소: 10-20% 이내로 제어
치수 공차: 일반적으로 ±0.05mm, 중요 영역 최대 ±0.01mm
표면 거칠기: 밀봉 표면의 경우 Ra 0.8μm 이하

 

 

알루미늄 배터리 쉘은 재료 흐름 조건에 민감합니다. 과도한 변형은 미세 균열을 일으키고, 압력이 부족하면 주름이 발생합니다.

일반적인 결함 및 제어 방법:

 

결함 유형	근본 원인	엔지니어링 제어
벽 균열	드로잉 중 과도한 인장 응력	최적화된 다이 반경 및 윤활
바닥이 얇아짐	고르지 못한 재료 흐름	프로그레시브 드로잉 시뮬레이션
표면 긁힘	다이 오염 또는 윤활 불량	자동 청소 시스템
치수 편차	성형 후 스프링백	CMM 검사 및 보상 설계
알루미늄 찢어짐	부적절한 공백 크기	툴링 전 DFM 분석

 

Apollo는 프로그레시브 스탬핑 다이, 정밀 가공 다이 및 CMM 검사 시스템을 사용하여 대량 생산 전에 중요한 치수를 확인합니다.

 

 

 

압력 요구 사항 하에서 레이저 용접 Cu{0}}Al 및 알루미늄 커버 접합 성능

 

배터리 커버 플레이트에는 여러 기능 구성 요소가 통합되어 있습니다.

양극 및 음극 단자

방폭-벤트 밸브

액체 주입 포트

안전 압력 방출 구조

부스바 연결 인터페이스

용접 공정은 불완전한 융착이나 기공으로 인해 전해액 누출 및 압력 불량이 발생할 수 있으므로 배터리 안전성에 직접적인 영향을 미칩니다.

알루미늄 배터리 커버의 경우 일반적인 접합 기술은 다음과 같습니다.

 

용접 기술	열 입력	일반적인 응용	품질 관리
레이저 용접 Al-Al	낮은 국부적 열	커버 플레이트 씰링	용접 침투 검사
레이저 용접 Cu{0}}Al	녹는점이 다르기 때문에 난이도가 높습니다.	터미널 연결	금속 조직 분석
저항용접	중간 열 입력	얇은 시트 접합	전류 및 압력 모니터링
분자확산용접	솔리드-접합	높은-신뢰성 전도성 조인트	인장 및 전기 테스트
저항 실버 브레이징	고전도 연결	전기 접점 부품	전단 강도 테스트

 

레이저 용접 매개변수에는 엄격한 제어가 필요합니다.

레이저 출력: 800W-3000W, 재료 두께에 따라 다름
용접 속도: 50-300mm/s
침투 깊이: 재료 두께의 80% 이상
용접 다공성: 내부 규격 한계 이하로 제어
접촉 저항: 일반적으로<0.1mΩ for conductive joints

 

 

방폭-밸브는 리튬 배터리 시스템의 중요한 안전 부품입니다.

 

제조 검증에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.

파열 압력 테스트

헬륨 누출 테스트

용접 침투 검사

단면 금속 조직 분석-

열 순환 검증

일반적인 요구 사항:

 

테스트 항목	엔지니어링 요구 사항
헬륨 누출율	1×10⁻⁶ Pa·m³/s 이하
파열 압력 테스트	배터리 팩 사양에 따르면
용접 침투	두께 80% 이상
육안 용접 검사	균열, 불완전 융착 또는 과도한 스패터 없음
압력 유지	열 순환 후에도 안정적

 

무료 DFM 평가 및 견적 요청

 

 

헬륨 질량 분석법을 사용한 기밀 검사

 

미세한 누출이라도 전해질 저하를 가속화하고 배터리 수명을 단축시킬 수 있으므로 배터리 제조업체는 안정적인 밀봉 성능을 요구합니다.

헬륨 질량 분석법 누출 감지는 기존 기압 테스트에 비해 더 높은 감도를 제공합니다.

 

검사방법	탐지 능력	애플리케이션
물 침수 테스트	낮은 감도	기본 밀봉 검증
기압 감퇴 테스트	중간 감도	생산심사
헬륨 질량 분석기 테스트	10⁻⁶ Pa·m³/s 이하	EV 배터리 커버 밀봉 검증

 

Apollo는 누출 테스트를 생산 품질 관리에 통합하여 모든 중요한 밀봉 구조를 검증합니다.

 

 

자동차 고객은 대량 배송 전에 완전한 생산 승인 문서를 요구합니다.

 

일반적인 PPAP 레벨 3 패키지에는 다음이 포함됩니다.

엔지니어링 도면

자재 인증서

프로세스 흐름도

PFMEA

제어 계획

측정 시스템 분석(MSA)

능력 연구(Cp/Cpk)

샘플 검사 보고서

최초생산승인기록

 

EV 배터리 구조 부품의 경우 치수 기능은 일반적으로 다음을 목표로 합니다.

Cpk 일반 치수의 경우 1.33 이상

Cpk 임계 밀봉 치수의 경우 1.67 이상

Apollo는 다음과 같이 운영됩니다.

IATF 16949 자동차 품질 경영 시스템

ISO 9001 품질경영시스템

RoHS 준수

REACH 준수

 

 

툴링 개발부터 양산까지 통합 생산

 

Xiamen Apollo는 EV 배터리 케이스, ESS 배터리 쉘 및 알루미늄 커버 플레이트에 대한 OEM 제조 솔루션을 제공합니다.

 

생산 워크플로에는 다음이 포함됩니다.

자재 입고 검사

금형 설계 및 DFM 분석

알루미늄 딥 드로잉 스탬핑

CNC 2차 가공

레이저 용접 및 밀봉

표면 처리

치수검사

누출 테스트

PPAP 제출

양산납품

 

 

 

제조능력	사양
재료	3003-H14, 3005 알루미늄 합금
스탬핑 공차	±0.01mm 임계 영역
용접 기술	레이저 용접, 저항 용접
검사장비	CMM, 광학 측정 시스템
누출 테스트	헬륨 질량 분석법
품질 시스템	IATF 16949, ISO 9001
생산 검증	PPAP 레벨 3
프로토타입 리드타임	20-30일
대량 생산 리드타임	15-20일

 

 

배터리 인클로저 설계에는 재료 엔지니어, 구조 엔지니어 및 제조 팀 간의 협력이 필요합니다.

 

Apollo는 다음을 지원합니다.

초기-단계 DFM 분석

재료 선택 최적화

스탬핑 다이 타당성 검토

용접 공정 검증

프로토타입 제작

대량생산 품질관리

 

새로운 배터리 플랫폼을 개발하는 고객의 경우 초기 엔지니어링 커뮤니케이션은 툴링 수정 주기와 생산 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

 

 

알루미늄 배터리 케이스 제조업체는 EV 프로젝트에 어떤 PPAP 수준을 제공할 수 있나요?

Apollo는 PFMEA, 제어 계획, MSA, 기능 분석 및 치수 검사 보고서를 포함한 PPAP 레벨 3 문서를 제공합니다.

 

얼마나 오래 합니까?맞춤형 알루미늄 배터리 쉘툴링 및 샘플링이 필요합니까?

일반적인 툴링 및 프로토타입 샘플링에는 쉘 복잡성 및 검증 요구 사항에 따라 20~30일이 소요됩니다.

 

양산 전 배터리 커버 용접 누출 테스트는 어떻게 진행되나요?

배터리 커버는 헬륨 질량 분석계 누출 테스트, 용접 검사 및 압력 성능 테스트를 통해 검증됩니다.