Protótipo de alta fidelidade permite caixas leves para baterias para veículos elétricos

Prototipagem Rápida Acelera Inovação na Estrutura de Baterias de Veículos de Nova Energia — Projeto de Redução de Carregamentos de Caixas de Baterias BYD

Com o crescimento explosivo da demanda global por veículos de nova energia (NEVs), o desempenho das baterias tornou-se um fator competitivo central na indústria. O fabricante de baterias da BYD planejava desenvolver uma caixa de bateria leve de próxima geração, exigindo uma redução de peso de 20% mantendo a resistência estrutural, com validação de projeto a ser concluída em até 6 semanas. O desenvolvimento tradicional de moldes envolve longos prazos de entrega e altos custos, então o cliente optou por prototipagem rápida por meio de usinagem. Como fornecedor nacional líder de prototipagem rápida, a Brightstar assumiu esse projeto fundamental.

• Cronograma apertada: A validação em ciclo completo, do projeto aos testes, deveria ser concluída em até 6 semanas (contra 12+ semanas para as ferramentas tradicionais), com apenas 2 semanas destinadas à Brightstar para a produção de 5 unidades protótipos.
• Requisitos de Precisão: Selar a tolerância de superfície de ≤±0,01mm para evitar vazamento de bateria
• Performance do Material: Os protótipos precisavam imitar as propriedades mecânicas da liga de alumínio (6061-T6) de produção em massa (resistência à tração ≥310MPa).

A Brightstar implantou usinagem de precisão de 5 eixos (DMG MORI NX Series) com alta precisão dinâmica (±0,01mm), processando diretamente a peça de alumínio para entregar o primeiro protótipo em 5 dias, passando pela inspeção da FAI. Por meio de um projeto orientado por simulação (por exemplo, análise de tensões ANSYS), a estrutura interna das costelas foi otimizada iterativamente, alcançando uma redução de peso de 23% (de 8,5kg para 6,5kg). Após a usinagem, os protótipos passaram por anodização para simular o desempenho anticorrosivo em produção em massa, passando por testes de névoa salina de 500 horas (GB/T 10125-2021) sem falha.

Com a prototipagem rápida da Brightstar, o projeto foi entregue em 4 semanas (33% à frente da meta de 6 semanas do cliente e 66% mais rápido que os métodos tradicionais de ferramentas). O custo da unidade protótipo foi de $1.200 em comparação com $50 mil para ferramentas, alcançando uma redução inicial de 88% e eliminando riscos de modificação do molde.

De acordo com os dados reais do teste do cliente, aredução de peso do gabinete eletrônico (2kg) contribuiu para um sistema de bateria de 15kg de leve, melhorando a autonomia do veículo em 1,2%. Combinado com otimização da densidade de energia das baterias e melhorias no gerenciamento térmico, a autonomia total aumentou 8%.

A prototipagem rápida permite a transformação eficiente e econômica da inovação automotiva em realidade, comprimindo os ciclos de desenvolvimento e reduzindo riscos na produção em massa.