ABB电池业务:3DCC公差分析夯实能源转型的基石
智能公差分析赋能电池制造,助力ABB构建更高效、更可靠的电气化未来
客户简介
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电池与ABB的核心业务——电气化和自动化密不可分。其中包括集成牵引电池为电气化公共交通供电、用作数据中心不间断电源 (UPS) 的电池、用于替代建筑中柴油发动机的电池,以及船上的电池储能系统 (BESS) 。ABB致力于推动电池技术创新,利用其潜力创造一个更清洁、更电气化的世界。

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业务挑战

电池行业正面临着不容忽视的共性难题:安全性、敏捷性、生产效率及环境适配,已成为行业普遍需应对的四大核心业务挑战。深入来看,每一项挑战的破解,都对制造工艺的精雕细琢、生产材料的精益求精提出了严苛要求。而当前行业在应对这些挑战时,缺乏系统性支撑 —— 正因如此,亟需一套完善的精度管理体系:它需深度融入产品全生命周期的数字孪生系统或数字主线中,通过对模型与数据的实时公差分析及优化,为四大挑战的有效应对提供关键支撑。

解决方案

诉求一

电池盒上的孔位较多,而且孔径大小不一,在安装时常因公差分配问题,导致安装不上,或者安装后不稳定等情况。

解决思路

3DCC通过设置不同的装配方案,分析其不同装配工艺下的装配位置度,保证其CPK要求。如图示方案,两个零件均与夹具一个圆销和一个菱销进行定位安装,分别添加四个孔轴浮动约束,依次计算相对位置偏差,确定修改目标范围。

诉求二

电池盒上盖装配合格率、上盖翻遍到箱体立面得间隙,以及安装支架装配合格率和安装顺序等,都在一定程度上带来了电池盒装配干涉和效率问题。

解决思路

3DCC可通过按照设定的装配定位方案进行虚拟装配,分析孔轴装配合格率以及侧边间隙。

诉求三

电池板的平面度可能存在多种因素,所以要综合地、多维度地分析电池板制造变形、装配过程中的挤压,以及平面法向力导致的延展误差等。

解决思路

3DCC具备柔性件分析功能,可分析零件受力变形,并实现零件变形和公差的迭代分析。如图所示,3DCC分析单个电池板在受到平面法向力时的延展误差。

诉求四

电池管理系统上都有很多的高低压连接器,面临针与孔的间隙计算、产品通断性能可靠性,以及插头壳体与密封垫的过盈量等难题。

解决思路

通过多闭环计算分析,综合优化尺寸公差,实现插座壳体与压圈装配后的间隙计算;通过孔轴类闭环计算孔轴的最小间隙,保证产品密封性,解决插头壳体与密封垫的过盈量计算难题。

成果展示
  • 有效解决了电池盒装配干涉的问题,提高了产品生产效率,支撑了其电池业务的敏捷性及上市速度。
  • 针对性地解决了电池平面度、连接器密封性等问题,保障了电池的安全性,综合体上了产品的质量和性能。
  • 有效地融入了ABB长期沉淀的工程公差知识,为将来的产品精度规划系统构建,以及智能公差分析融入到PLM数据主线打下良好基础。
  • 除了提供软件产品外,还为ABB提供实时的技术咨询和计算服务,持续地推动客户构建电池供电的未来。