1- Exigences de tolérance particulières pour les pièces clés

Dans la fabrication de plateaux de batterie EV et de boîtiers de batteries de stockage d'énergie à refroidissement liquide, le contrôle de tolérance des surfaces et interfaces de connexion clés affecte directement l'étanchéité, l'efficacité de la dissipation thermique et la précision de l'assemblage.

a. Surface d'installation de la plaque de refroidissement liquide

La plaque de refroidissement liquide est le composant principal du système de gestion thermique de la batterie. La planéité de sa surface d'installation influence directement l'étanchéité du canal de circulation du liquide de refroidissement. Une planéité hors tolérance peut entraîner une compression inégale du joint en silicone, provoquant des fuites locales ou une augmentation de la résistance thermique.

b. Désalignement des cordons de soudure

Le support de batterie utilise souvent une structure soudée en alliage d'aluminium. Un désalignement des cordons de soudure peut entraîner une concentration de contraintes et réduire la durée de vie en fatigue. En particulier pour les applications exigeant une étanchéité à l'air élevée pour les boîtiers de batteries (comme IP67), le désalignement doit être strictement contrôlé.

c. Trou de positionnement du module de batterie

Le trou de positionnement permet de fixer précisément le module de batterie. Une tolérance excessive peut entraîner un désalignement du module, ce qui peut entraîner une défaillance des connexions électriques ou des risques de vibrations mécaniques. 

d. Position du trou de fixation

Le trou de fixation sert à fixer le boîtier de la batterie au châssis. Un écart de position peut entraîner des contraintes d'assemblage, voire la rupture des boulons.

e. Rectitude des bords du boîtier de la batterie

La rectitude des bords du boîtier de la batterie influence l'assemblage des couvercles supérieur et inférieur et le niveau de protection IP, en particulier pour les boîtiers soudés au laser, où le bord doit servir de référence pour le suivi de la tête laser.

2- Impact des tolérances dimensionnelles sur l'efficacité de la fabrication

L'impact des tolérances dimensionnelles sur l'efficacité de la fabrication se reflète principalement dans l'équilibre entre le flux de production, la maîtrise des coûts et la qualité du produit. Une conception avec des tolérances raisonnables permet non seulement de garantir la fonctionnalité du produit, mais aussi d'optimiser le rythme de production. L'impact d'un contrôle raisonnable des tolérances dimensionnelles sur l'efficacité de la fabrication se reflète principalement dans les aspects suivants :

a. Équilibre entre précision de fabrication et coût de production

· Bien qu'une tolérance dimensionnelle stricte puisse améliorer la précision de l'étanchéité et de l'assemblage, des équipements de fabrication de haute précision et des procédés complexes sont nécessaires, ce qui augmente considérablement les investissements et les délais de fabrication.

· Une recherche excessive de précision peut entraîner une augmentation des coûts de fabrication. Des tolérances strictes doivent être définies pour les pièces fonctionnelles clés, et les tolérances doivent être assouplies de manière appropriée dans les zones non critiques afin de réduire les coûts.

b. Contrôle du taux de reprise et du taux de rebut

· Une conception avec des tolérances raisonnables peut réduire les reprises dues aux écarts dimensionnels.

· La déformation par soudage est le principal problème dans la fabrication des bacs à batteries. L'utilisation du procédé de soudage à froid CMT permet d'optimiser l'apport de chaleur, de réduire la déformation après soudage et de raccourcir le cycle de reprise. c. Production modulaire et standardisée

· Grâce à des composants standardisés, les exigences de tolérance sont concentrées sur les pièces remplaçables localement, réduisant ainsi la difficulté globale de traitement.

· La conception à tolérances standardisées permet également la compatibilité multi-modèles et réduit le besoin de traitement personnalisé.

3- Normes industrielles et applications pratiques du contrôle de la planéité

Pour les bacs à batteries des véhicules à énergies nouvelles, les normes industrielles imposent des exigences strictes :

a. Norme de planéité : La planéité de la surface d’installation de la plaque de refroidissement liquide doit être ≤ 0,2 mm, celle de la plaque de support inférieure ≤ 0,5 mm/m² et l’erreur de planéité du cadre après soudage doit être ≤ 0,8 mm6.

b. Optimisation du processus de fabrication : L’usinage de précision CNC, le soudage à froid CMT et le traitement de vieillissement par vibration (VSR), combinés à la détection en ligne par interféromètre laser, réduisent le risque de déformation.

c. Sélection des matériaux : Il est recommandé d’utiliser des alliages d’aluminium à haute résistance tels que le 6061, avec une limite d’élasticité ≥ 1 180 MPa, en tenant compte à la fois de la légèreté et de la stabilité structurelle.

4- Stratégie d'ajustement des tolérances basée sur les matériaux et les procédés

a. L'innovation des matériaux favorise l'allègement

L'utilisation d'alliages d'aluminium légers à haute résistance (tels que le 6061) et de matériaux composites (matrice d'aluminium renforcée au carbure de silicium), associés à l'anodisation et à un revêtement isolant, permet d'obtenir une réduction de poids de 30 % et d'améliorer la résistance à la corrosion, tout en s'adaptant aux exigences de dissipation thermique des systèmes de refroidissement liquide.

b. La collaboration entre les procédés améliore la précision de fabrication

Le moulage par extrusion monobloc et le soudage par friction-malaxage (FSW) réduisent le nombre de soudures, tandis que le soudage à froid CMT et le soudage laser contrôlent la déformation thermique.

c. La détection par simulation en boucle fermée garantit la fiabilité

La simulation IAO optimise la disposition des nervures de renfort, tandis que le balayage laser et la technologie de détection des fuites d'hélium assurent une surveillance complète du processus. La conception modulaire est compatible avec une tolérance de ± 5 mm, réduisant ainsi les coûts et augmentant l'efficacité.

Nous mettrons régulièrement à jour les informations et technologies relatives à la conception thermique et à l’allègement. Merci de votre intérêt pour Walmate.