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案例

1.1安賽樂米塔爾

最大程度地將已有先進高強鋼牌號應用到電池包結構

如何將最高強度的牌號應用到電池包的不同結構不同區(qū)域上以達到輕量化、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高強鋼（AHSS）牌號應用到電池包結構上，包含馬氏體輥壓鋼、第三代冷沖壓成型鋼、熱成形鋼、高強度復相鋼等。通過超高強鋼、先進高強鋼以及先進鍍層技術的應用，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，而降本超過30%。

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

（2）因良好的沖壓成型性能，將Fortiform®冷沖以加強件的形式應用于電池包兩端需要設計閥門開孔的平坦區(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應用于電池包的托盤和底部護盾上。

（4）高強度復相鋼應用在吊耳上，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現(xiàn)冷卻系統(tǒng)針對底部侵入的護板，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，可以應用于所有合金成分的鋼種，目前主要應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鋼制電池包基礎上，集成應用BTB公司全球獨有的激光拼焊卷（TWC）、領先的激光拼焊板（TWB）、結合市場上專業(yè)化的超高強鋼輥壓等先進成形工藝和技術，構建成本、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，實現(xiàn)三腔體封閉結構，突破了超高強、低成本的電池包關鍵結構安全件的設計及加工難點，形成了鋼制電池包邊框輕量化設計解決方案；

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

（3）激光拼焊卷（TWC）是一種獨特的產品，用于創(chuàng)新的車身輕量結構，把激光拼焊技術優(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，實現(xiàn)最大程度的輕量化，電池包實現(xiàn)輕量化減重10%（8.38kg）；

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

1.3 順普

1.7GPa超高強度鋼應用于CTC電池車身一體化技術

電池結構的集成化發(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技術整合下車身和電池殼體的結構，將多余重復的零件刪掉，共同面對安全碰撞的挑戰(zhàn)。CTC技術取消了車身地板，電池上蓋代替了地板功能，電池包內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償。

（1）順普的1700Mpa超高強輥軋橫梁，率先從下車身的應用變?yōu)榱穗姵厣仙w的應用。這個閉口截形能通過點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廠，為側面柱碰和側碰提供非常強的安全保護，并且對座椅靜剛度和整車扭轉也有非常大的提升。

（2）下箱體方面，順普擅長制作1500Mpa及以上的超高強鋼的復雜閉口截形，用于制作鋼制電池殼體。通過結構優(yōu)化，來滿足電池殼體的360°安全保護。其擁有多種超高強鋼輥軋電池包技術解決方案，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批量大的等截面長工件，尤其對年產上百萬件大批量的產品，采用輥壓成型工藝最為有利，經(jīng)濟效益也最為可觀。同時也可與多種工藝過程（如開卷、沖孔、焊接、定尺剪切等）結合，組成連續(xù)化生產線。