電池包輕量化|輥壓成型工藝

一、主流鋼廠鋼制電池包的先進(jìn)案例

1.1安賽樂米塔爾

最大程度地將已有先進(jìn)高強(qiáng)鋼牌號應(yīng)用到電池包結(jié)構(gòu)

如何將最高強(qiáng)度的牌號應(yīng)用到電池包的不同結(jié)構(gòu)不同區(qū)域上以達(dá)到輕量化、減排的效果？

安賽樂米塔爾最大程度地將目前市面上已有的先進(jìn)高強(qiáng)鋼（AHSS）牌號應(yīng)用到電池包結(jié)構(gòu)上，包含馬氏體輥壓鋼、第三代冷沖壓成型鋼、熱成形鋼、高強(qiáng)度復(fù)相鋼等。通過超高強(qiáng)鋼、先進(jìn)高強(qiáng)鋼以及先進(jìn)鍍層技術(shù)的應(yīng)用，鋼制電池包與鋁制電池包相比重量差異可以有效控制在20%以內(nèi)，而降本超過30%。

（1）馬氏體輥壓鋼MartINsite®可滿足于類似擠壓工況，可應(yīng)用于電池包框架式結(jié)構(gòu)和內(nèi)部橫梁，極具輕量化和成本效益料。

（2）因良好的沖壓成型性能，將Fortiform®冷沖以加強(qiáng)件的形式應(yīng)用于電池包兩端需要設(shè)計(jì)閥門開孔的平坦區(qū)域。

（3）由于鋼制電池包對抗侵入性能有極高的要求，首選Usibor®1500和Usibor®2000應(yīng)用于電池包的托盤和底部護(hù)盾上。

（4）高強(qiáng)度復(fù)相鋼應(yīng)用在吊耳上，它的折彎性能和耐疲勞性相對較好，采用CP800或CP1000可以將材料厚度降到2.0-2.5mm以達(dá)到輕量化的效果。

（5）鋼制電池包通過將兩塊軟鋼板滾壓焊接形成冷卻水道來實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)針對底部侵入的護(hù)板，使用鋅鎂鋁工業(yè)級的防腐鍍層Zagnelis®。

（6）真空噴鍍鍍層Jetgal®工藝是一種環(huán)境友好型的鍍層工藝，可以應(yīng)用于所有合金成分的鋼種，目前主要應(yīng)用于鋼制電池包的馬氏體鋼MartINsite®以及第三代冷成形鋼Fortiform®上。

1.2 寶鋼

采用新型激光拼焊工藝（TWB/TWC），實(shí)現(xiàn)最大程度輕量化

寶鋼超輕型高安全純電動白車身BCBEV鋼制電池包基礎(chǔ)上，集成應(yīng)用BTB公司全球獨(dú)有的激光拼焊卷（TWC）、領(lǐng)先的激光拼焊板（TWB）、結(jié)合市場上專業(yè)化的超高強(qiáng)鋼輥壓等先進(jìn)成形工藝和技術(shù)，構(gòu)建成本、性能、輕量化等方面具有綜合優(yōu)勢的電池包解決方案。

（1）電池包邊框采用輥壓成形工藝，實(shí)現(xiàn)三腔體封閉結(jié)構(gòu)，突破了超高強(qiáng)、低成本的電池包關(guān)鍵結(jié)構(gòu)安全件的設(shè)計(jì)及加工難點(diǎn)，形成了鋼制電池包邊框輕量化設(shè)計(jì)解決方案；

（2）電池包三根中橫梁采用等截面零件輥壓成形工藝設(shè)計(jì)，形成了低成本電池包梁類零件集成設(shè)計(jì)、優(yōu)化和制造的解決方案；

（3）激光拼焊卷（TWC）是一種獨(dú)特的產(chǎn)品，用于創(chuàng)新的車身輕量結(jié)構(gòu)，把激光拼焊技術(shù)優(yōu)勢延伸到卷材喂料操作模式。電池包零部件根據(jù)區(qū)域功能需求，采用新型激光拼焊工藝（TWB/TWC）坯料加工工藝，實(shí)現(xiàn)最大程度的輕量化，電池包實(shí)現(xiàn)輕量化減重10%（8.38kg）；

（4）通過鋼鐵材料應(yīng)用，相比全鋁電池包，實(shí)現(xiàn)材料和電池包制造端更低碳排放10%以上。

1.3 順普

1.7GPa超高強(qiáng)度鋼應(yīng)用于CTC電池車身一體化技術(shù)

電池結(jié)構(gòu)的集成化發(fā)展大致可以分為三個階段：“CTM”、“CTP”、“CTC”，即“傳統(tǒng)方案”、“CTP方案”和“CTC方案”。

CTC技術(shù)整合下車身和電池殼體的結(jié)構(gòu)，將多余重復(fù)的零件刪掉，共同面對安全碰撞的挑戰(zhàn)。CTC技術(shù)取消了車身地板，電池上蓋代替了地板功能，電池包內(nèi)部的橫梁零件也逐漸取消或者降級，由車身的零件尤其是座椅橫梁和門檻來提供補(bǔ)償。

（1）順普的1700Mpa超高強(qiáng)輥軋橫梁，率先從下車身的應(yīng)用變?yōu)榱穗姵厣仙w的應(yīng)用。這個閉口截形能通過點(diǎn)焊或者激光飛行焊的方式和電池上蓋連接成一個總成供給主機(jī)廠，為側(cè)面柱碰和側(cè)碰提供非常強(qiáng)的安全保護(hù)，并且對座椅靜剛度和整車扭轉(zhuǎn)也有非常大的提升。

（2）下箱體方面，順普擅長制作1500Mpa及以上的超高強(qiáng)鋼的復(fù)雜閉口截形，用于制作鋼制電池殼體。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，來滿足電池殼體的360°安全保護(hù)。其擁有多種超高強(qiáng)鋼輥軋電池包技術(shù)解決方案，包括沖壓和輥軋的集成解決方案。方案中將創(chuàng)新的日字型截形，目字型截形和復(fù)雜的變形輥軋截形用于電池殼體。

輥壓成形（Roll Forming, 又稱冷彎成形）是通過順序配置的多道次成形軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶不斷地進(jìn)行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材。輥壓成形工藝適用于生產(chǎn)批量大的等截面長工件，尤其對年產(chǎn)上百萬件大批量的產(chǎn)品，采用輥壓成型工藝最為有利，經(jīng)濟(jì)效益也最為可觀。同時也可與多種工藝過程（如開卷、沖孔、焊接、定尺剪切等）結(jié)合，組成連續(xù)化生產(chǎn)線。