电动汽车电池包的电池冷却托盘压铸

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  电池冷却托盘压铸为何取代焊接组件
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  冷却托盘中的合金及其限制
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  气孔控制：无泄漏压铸的核心
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  压铸之后 CNC 精加工的位置
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  压铸 vs 机加工板 vs 焊接托盘

冷却托盘位于电池包下方，输送约 20–60 °C 的乙二醇。它必须承压、保持平整，并尽可能轻。早期方案是钎焊冲压板或焊接机加工板。这可行，但零件数量成倍增加。每个钎焊接头都是潜在泄漏路径。

压铸将整个组件合并为一次成型。加强筋、凸台、安装法兰，有时还有内部流道，都在一个型腔中成形。典型托盘不到两分钟即可出模，之后只需去毛刺和加工密封面。

代价是模具。电池包尺寸托盘的模具是一笔不小的投资，因此该路线在量产时才有回报。年产量低于几千件时，机加工或焊接托盘通常更便宜。高于此量，压铸通常在单件成本和一致性上胜出。

还有第二个对热工程师更重要的好处：几何自由度。压铸件可以带锥形壁、螺栓凸台周围的局部加厚，以及沿弯曲电池包轮廓的加强筋。冲压板不增加零件就做不到。

大多数托盘采用 Al-Si 合金压铸：A380、ADC12 或 AlSi10MnMg。A380 和 ADC12 充填薄壁能力强，尺寸稳定性好。当托盘是结构盘、冷却板单独用螺栓固定时，它们是默认选择。

当托盘本身是结构件且可能进行热处理时，选择 AlSi10MnMg。它可进行 T5 或 T7 处理，提高屈服强度而不过多损失延伸率。这对承受碰撞或振动载荷的托盘很重要。

导热系数常被列为选材标准。实际上，冷却液负责热传输，合金只需将热量从电芯界面传递几毫米。壁厚和接触面积的影响，远大于合金之间 10–15% 的导热系数差异。

腐蚀才是真正的约束。如果表面未加保护，乙二醇混合液会侵蚀铝。湿侧进行阳极氧化或转化膜处理是标准做法。含铜合金避免与冷却液直接接触。

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  A380 / ADC12铸造性最佳，薄壁，非结构盘
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  AlSi10MnMg可热处理，结构托盘，延伸率更高
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  壁厚典型 2.5–4 mm；低于 2 mm 充填风险上升
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  湿侧表面装配前阳极氧化或转化膜处理

穿透托盘壁的针孔会将冷却液泄漏到电池包上。这会导致短路和热事件。因此气孔是最重要的工艺变量，从熔炼到成品每个阶段都要与之斗争。

第一个杠杆是气体。熔体中的溶解氢在金属凝固时变成缩孔。用氩气或氮气除气，加上受控的熔体温度，可在压射前降低氢含量。保温炉停留时间过长会重新吸收气体。

第二个杠杆是充填。高压压铸将金属快速推入型腔，可能卷入空气。真空辅助压铸在压射前对型腔抽真空，让气体有处可去。对于长流程的托盘，真空辅助几乎是必须的。

第三个杠杆是凝固。厚截面最后凝固，从较薄的相邻区域抽取金属，形成缩孔。均匀壁厚和合理布置的溢流槽将最后凝固区从密封面移到切除区域。

压铸件出模时大多数特征约为 ±0.3 mm。这对 外壁没问题，对密封槽则不够。密封面、O 形圈槽、螺纹孔和安装孔都在压铸后加工。

这是决定托盘能否承压的环节。配合面的平面度、槽深和表面粗糙度都来自机加工。在我们的五轴加工中心上，关键特征保持 ±0.005 mm，密封面 Ra 0.8–1.6 μm。

机加工还去除密封面的铸造表皮，露出干净金属供密封使用。表皮下方任何残余气孔都会在此暴露，因此用于耐压托盘的铸件通常在机加工前进行 X 射线检测或压力测试。

一个陷阱：装夹。大型薄壁托盘在工装夹具压力下会变形。如果夹具挤压零件，加工面只在夹紧时是平的。我们采用低压装夹，并在松开后检查平面度，而不是在切削过程中。