Prototipo de alta fidelidad permite carcasas ligeras para baterías para vehículos eléctricos

El prototipado rápido acelera la innovación en la estructura de baterías de vehículos de nueva energía——Proyecto de aligeramiento de cajas de baterías de BYD

Con el crecimiento explosivo de la demanda global de vehículos de nueva energía (NEV), el rendimiento de las baterías se ha convertido en un factor competitivo clave en la industria. El fabricante de baterías de BYD planeaba desarrollar una carcasa ligera de próxima generación que requeriría una reducción de peso del 20% manteniendo la resistencia estructural, con la validación del diseño que debía completarse en un plazo de 6 semanas. El desarrollo tradicional de moldes implica largos plazos de entrega y altos costes, por lo que el cliente optó por prototipado rápido mediante mecanizado. Como proveedor líder nacional de prototipado rápido, Brightstar emprendió este proyecto fundamental.

• Plazo ajustado: La validación de ciclo completo desde el diseño hasta las pruebas debía completarse en 6 semanas (frente a 12+ semanas para las herramientas tradicionales), dedicándose solo 2 semanas a Brightstar para producir 5 prototipos.
• Requisitos de precisión: Sella la tolerancia superficial de ≤±0,01 mm para evitar fugas de batería
• Rendimiento del material: Los prototipos debían imitar las propiedades mecánicas de la aleación de aluminio (6061-T6) de producción en masa (resistencia a la tracción ≥310MPa).

Brightstar desplegó mecanizado de precisión de 5 ejes (DMG MORI NX Series) con alta precisión dinámica (±0,01 mm), procesando directamente la pieza de aluminio para entregar el primer prototipo en 5 días, superando la inspección de la FAI. Mediante un diseño basado en simulación (por ejemplo, análisis de tensiones ANSYS), la estructura interna de las costillas se optimizó iterativamente, logrando una reducción de peso del 23% (de 8,5 kg a 6,5 kg). Después del mecanizado, los prototipos fueron anodizados para simular el rendimiento anticorrosión en producción masiva, superando las pruebas de niebla salina de 500 horas (GB/T 10125-2021) sin fallos.

Con la prototipado rápida de Brightstar, el proyecto se entregó en 4 semanas (un 33% por delante del objetivo de 6 semanas del cliente y un 66% más rápido que los métodos tradicionales de herramientas). El coste de la unidad prototipo fue de 1.200 dólares frente a los 50.000 dólares de las herramientas, logrando una reducción inicial del 88% y eliminando los riesgos de modificación del molde.

Según los datos reales de la prueba del cliente, lareducción de peso en la caja electrónica (2 kg) contribuyó a un aligeramiento total del sistema de batería de 15 kg, mejorando la autonomía del vehículo en un 1,2 %. Combinado con la optimización de la densidad energética de la batería y mejoras en la gestión térmica, la autonomía total aumentó un 8%.

El prototipado rápido permite una transformación eficiente y rentable de la innovación automovilística en realidad, comprimiendo los ciclos de desarrollo y reduciendo riesgos a la producción en masa.