一种电池组水冷带的连续挤压生产工艺的制作方法

一种电池组水冷带的连续挤压生产工艺，属于电池组水冷带生产技术领域。

背景技术

水冷带是一种用于新能源电动汽车对供电系统动力电池进行液体热交换的微通道扁管，动力电池冷却性能的好坏，直接影响电池的效率，同时也会影响到电池寿命和使用安全，一般电池单元的最高温度可达到60°左右，增加水冷带的应用，可以实现电池低温快速加热，高温快速冷却，并将电池最高温度控制在35℃以下，满足高速+快充连续行驶。

这种用于电池冷却的水冷带，技术含量非常高，生产难度极大，生产过程主要难度有超高的挤压比，超高的尺寸精度，还得具备良好的气密性等；产品自身主要特点是：外形宽，厚度薄，壁薄，筋小，孔少等，最薄的尺寸壁厚和筋厚才20多丝，目前市场上大多还属于研发阶段，没有成型的工艺。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够连续稳定挤出水冷带，且挤出的水冷带质量稳定，合格率高的电池组水冷带的连续挤压生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该电池组水冷带的连续挤压生产工艺，其特征在于：挤压机包括用于输送铝材的槽轮、槽轮一侧的模腔以及设置在槽轮和模腔之间的导料板，导料板为与槽轮同轴的弧形，模腔内设有模具，模具包括相连接的上模和下模以及设置在上模内的模芯，上模上设置有进料孔，下模上设置有成型孔，进料孔与成型孔连通，模芯设置在进料孔中部，模芯后侧间隔设置有多个型芯齿；

包括如下步骤：

步骤1），对模具加热至450~500℃，并使模具维持恒温；

步骤2），槽轮通过摩擦输送铝材，并通过摩擦使铝材温度升至500~530℃，其中每相邻的两根铝材喂入的最大时间间隔t的计算方法如下：

，

其中，l为导料板靠近模腔的一端与模腔之间的距离；d为槽轮的直径；n为槽轮的转速，单位为r/s；

步骤3），通过收线机对加工的水冷带牵引，牵引速度为20~30m/min。

优选的，步骤1）中所述的模具通过马弗炉加热至500℃并维持恒温。

优选的，所述的水冷带的截面为长方形，水冷带内沿长度方向间隔均布有多个通道，水冷带截面的长度为45~60mm，宽度为1.5~2.5mm，通道的宽度为4~5mm，水冷带的壁厚为0.25~0.3mm。

优选的，步骤2）中所述的导料板靠近模腔一端与模腔的距离为4~6cm，每相邻的两根铝材喂入的最大时间间隔t的计算方法如下：

，

，

。

优选的，步骤3）中所述的收线机的牵引速度为24~26m/min。

优选的，所述的进料孔的截面为扁平口，且进料孔的进料端为由端部至中部直径逐渐减小的锥形的进料部。

优选的，所述的进料孔的截面沿长度方向的两端均为中部内凹的弧形形成进料部，进料部的半径为50mm。

优选的，所述的进料孔601的中部设置有模芯安装筒602，模芯前部安装在模芯安装筒602内。

优选的，所述的下模的中部设置有匀料槽，匀料槽的两端为直径大于中部宽度的圆形。

优选的，所述的成型孔的前侧设置有长条状的钨钢槽，钨钢槽内嵌有钨钢，钨钢上设置有与成型孔形状相同的通孔。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、本电池组水冷带的连续挤压生产工艺保证了相邻两个铝材喂入的时间间隔，避免了时间间隔过长导致中间空区太多，出现产品气密性不合格的问题，也避免了时间间隔太短导致连续喂料，出现堵塞挤不出来的问题，通过收线机牵引，上模和下模相配合避免挤压出来的产品存在塌边、进料不足等缺陷，实现了水冷带连续稳定的挤压，挤压出的产品外形美观，合格率高。

2、通过槽轮的槽壁与铝材的摩擦使铝材升温，充分利用了摩擦产生的热量，降低了能量消耗，降低了生产成本，也间接消除了摩擦使铝材升温导致温度难以控制的问题。

3、每相邻的两根铝材喂入的最大时间间隔选择大的一个数值作为最长时间间隔，保证了喂料过程中不会出现中间空区太多或连续喂料的问题，而且方便确定喂料的时间间隔。

4、进料孔为锥形，方便向进料孔内送入铝材，进料部的半径为50cm，与常规的半径为20cm的进料部相比，避免了进料不足导致生产出的产品成锯齿状的问题，生产出的产品进料充足饱满。

5、匀料槽两端为直径大于中部宽度的圆形，不需要在下模上打定位销，打定位销的模具当定位销松动时可能导致水冷带壁厚不均匀，匀料槽中间储料少，可以使水冷带两端的半圆弧形储料丰富，更好地为两侧储备了铝料。

6、钨钢能够耐高温、耐磨损，防止高温的铝材流入时摩擦下模，提高了模具的使用寿命，同时钨钢可更换，当钨钢损坏后只需要更换钨钢即可，不需要更换整个下模，降低了成本，且制作方便。

附图说明

图1为挤压机的主视结构示意图。

图2为上模的主视示意图。

图3为图2中a-a方向的剖视示意图。

图4为下模的主视示意图。

图5为水冷带的主视示意图。

图中：1、槽轮2、铝材3、导向轮4、模腔401、挑料杆5、导料板6、上模601、进料孔602、模芯安装筒7、下模701、匀料槽702、钨钢槽703、成型孔8、水冷带801、隔板802、通道。

具体实施方式

图1~5是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~5对本发明做进一步说明。

采用conform连续挤压机对铝材2进行挤压成型，挤压机包括用于输送铝材2的槽轮1、槽轮1一侧的模腔4以及设置在槽轮1和模腔4之间的导料板5，导料板5为与槽轮1同轴的弧形，模腔4内设有模具，模具包括相连接的上模6和下模7以及设置在上模6内的模芯，上模6上设置有进料孔601，下模7上设置有成型孔703，进料孔601与成型孔703连通，模芯设置在进料孔601中部，模芯后侧间隔设置有多个型芯齿。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

具体的：如图1所示：槽轮1的右侧中部设置有水平的模腔4，模具设置在模腔4内，槽轮1正上方设置有导向轮3，导料板5设置在模腔4进料端的上侧，且导料板5为与槽轮1同轴设置的弧形，导料板5的内与槽轮1侧部间隔设置。铝材2通过槽轮1输送，导向轮3从上侧将铝材2压紧在槽轮1内，导料板5对铝材进行导向，保证铝材2位于槽轮1内并随槽轮1同步移动。

模腔4的进料端下部设置有挑料杆401，挑料杆401的端部伸入槽轮1的槽内，挑料杆401为由右至左逐渐向上的弧形，从而能够使经槽轮1输送的铝材2进入到模腔4内。

模腔4为水平设置的圆筒状，模腔4内设置有模具，模具包括通过可拆卸连接的上模6和下模7，上模6和下模7均为与模腔4同轴的圆柱状，上模6和下模7通过螺纹连接，还可以通过螺栓固定连接。

如图2~3所示：上模6为圆筒状，上模6的中部设置有轴向的进料孔601，进料孔601为扁平状的长孔。进料孔601的进料端设置有由端部至中部逐渐减小的锥形的进料部，使铝材2更加顺畅的进入到上模6内。进料孔601进料端沿长度方向的两侧均为中部内凹的弧形，形成进料部，弧形的进料部的半径为50cm，能够保证进料充足，避免出现进料不足，导致生产出的产品成锯齿状的问题。

进料孔601的出料端设有由端部至中部逐渐减小的锥形的出料部，且进料孔601宽度方向的两侧为中部外凸的弧形，从而形成出料部。

进料孔601的中部设置有模芯安装筒602，模芯安装筒602的沿进料孔601宽度方向的两侧与上模6固定连接。模芯前部安装在模芯安装筒602的安装孔内，模芯后部伸入下模7内。模芯上设置有定位台阶，模芯通过定位台阶与上模6定位，保证模芯位置精确，安装方便，模芯的后侧等间距设置有多个型芯齿，型芯齿的截面为方形，从而使水冷带8上形成多个等间距的方形空腔。

如图4所示：下模7为圆柱状，下模7的中部设置有轴向的成型孔703，成型孔703为扁平状的长孔，且成型孔703的长度方向与进料孔601的长度方平行设置并与进料孔601相连通。在本实施例中，成型孔703为竖向设置的长孔。

下模7的前侧设置有匀料槽701，匀料槽701为竖向设置的长孔，成型孔703的进料端与匀料槽701连通，且匀料槽701的长度大于成型孔703的长度。匀料槽701的两端为直径相等的圆形，且两端的圆形的直径大于中部的宽度，保证两端的铝材2充足，避免两端出现工料不足的问题。

成型孔703的而前侧设置有长条状的钨钢槽702，钨钢槽702内嵌有钨钢，钨钢上设置有与成型孔703形状相同的通孔。

如图5所示：水冷带8的横截面为长方体，水冷带8横截面沿长度方向的两端均为中部外凸的圆弧形，水冷带8为管状，水冷带8内沿截面的长度方向间隔均布有多个隔板801，隔板801沿水冷带8截面的宽度方向设置，并将水冷带8分隔成间隔均布的多个通道802，隔板801与水冷带8一体设置。水冷带8的横截面的长度为45~60mm，横截面的宽度为1.5~2.5mm，位于中部的通道802的宽度为4~5mm，位于端部的两个通道802的最大宽度为5.12mm，水冷带8的壁厚为0.25~0.3mm，水冷带8的属于扁平状的管道，横截面的长度与宽度的比值大，壁厚很薄，难以加工。将水冷带8用于新能源汽车上，直接高了新能源汽车的电池的效率。

电池组水冷带的连续挤压生产工艺包括如下步骤：

步骤1），对模具加热至450~500℃，并使模具维持恒温；

通过马弗炉对模具进行加热，将模具加热至450~500℃并维持恒温，优选将模具加热至500℃并维持恒温。通过马弗炉进行温度控制，精度加高，加热性能好。

步骤2），槽轮1通过摩擦输送铝材2，并通过摩擦使铝材2温度升至450~500℃，其中每相邻的两根铝材2喂入的最大时间间隔t的计算方法如下：

，

其中，l为导料板5靠近模腔4的一端与模腔4之间的距离；d为槽轮1的直径；n为槽轮1的转速，单位为r/s；

在本实施例中，槽轮1作为挤压轮，槽轮1由电动机带动旋转，铝材2进入槽轮，由于槽壁的摩擦力作用被牵引到由槽轮1和模腔4形成的弧形挤压墙内，在摩擦力的作用下，铝材温度升高至450~500℃，优选为465℃~475℃，即节省了能源，降低了生产成本，又充分利用了摩擦产生的热量，避免由于摩擦热量导致铝材2温度难以控制的问题。

在本实施例中，槽轮1的直径为300mm，槽轮1的转速为5r/min，导料板5下端与模腔4的距离为4~6cm，铝材2的长度为18cm，则每相邻的两根铝材2喂入的时间间隔t的计算方法如下：

槽轮1的周长c=30cm*3.14=94.2cm，

槽轮1每转一圈的时间为1/n=1/5min=12s，

t1=12s*6cm/94.2cm=0.76s，

t2=12s*4cm/94.2cm=0.51s，

t=max(t1，t2)=0.76s。

即每相邻的两根铝材2的喂入时间小于或等于0.76s，且每相邻的两根铝材2的喂入时间大于或等于0.51s，从而能够保证铝材2的喂料间隔稳定，避免了时间太长中间空去太多，容易导致产品气密性不合格的问题，还能够避免间隔时间太短，连续性喂料，容易导致堵模，挤压不出来的问题。

步骤3），通过收线机对加工的水冷带8牵引，牵引速度为20~30m/min。

模腔4的出料端设置有收线机，通过收线机对挤压出的水冷带8进行牵引，牵引速度为20~30m/min，优选为24~26m/min，使水冷带8离开模具后迅速提高牵引速度，避免挤压出来的产品存在其他缺陷，如塌边，进料不足等。

现有的工艺无法直接生产出上述尺寸的水冷带8，通过对模具结构的改进以及挤出工艺的改进，能够稳定的生产出上述尺寸要求的水冷带8，而且生产的水冷带8质量稳定，成形好，外形美观且标准，壁厚均匀，产品合格率高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。