ABB：3DCC公差分析夯实电池制造和能源转型的基石

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电池与ABB的核心业务——电气化和自动化密不可分。其电池业务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) 。

根据其官网介绍，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。

ABB的公差设计挑战

首先，ABB作为全球顶尖的电池提供商和电池制造技术方案提供商，引入最智能的公差设计与分析系统，从而改善整个设计与制造的流程（由经验估算到自动化计算转变、由人工试错到智能化分析转变），是引领行业发展的必然趋势。

其次，安全性、敏捷性、生产效率和环境问题，是电池行业普遍面临的四大挑战。其中每一项挑战的背后，都是制造工艺的精雕细琢、生产材料的精益求精，因此亟需一套完善的精度管理体系，融入产权全周期的数字孪生系统或数字主线中，实时对模型和数据进行公差分析和优化。

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。

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。

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。

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。

1.针对电池盒多孔装配干涉问题，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。

2. 针对电池盒装配干涉问题，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。

3. 针对电池平面度问题，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。

4. 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。

1. 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/上市速度。

2. 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。

3.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。

4.除了提供软件产品外，诚智鹏科技还为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。

来源：诚智鹏

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首次发布时间：2024-11-08

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