电池PACK技术
0 2024-01-31
汽车安全的技术创新从来不缺乏对新材料的应用探索。几十年来,热成形钢被制成白车身上各类安全结构件,已被证明可以有效保护司乘人员安全。而进入电动车时代,同样的原理,也适用于电池组件的保护。

热成形钢是电池组件最坚固的防御

电池包的作用至关重要,被称为电动车电池组件的防护罩。它不仅需要为电池包内部系统和冷却系统提供抗侵入保护,使车辆和乘客免受热失控、火灾、烟雾和电磁场带来的伤害,还要将灰尘、碎屑和水分等污染物隔绝在外。

因而电池包必须足够坚固。力量为王,与冷成形钢或其它材料相比,热成形钢的强度极高,具有更强的抵抗外力侵入的能力,是碰撞事故发生时保护电池组件免受损坏的最佳选择。当形变确实发生时,如果材料具备足够的韧性还能有效吸能和传递压力。

兼具高强度和高韧性的铝硅镀层热成形钢Uisbor®则是电池组件最坚固的防御。不同于传统高强钢,Uisbor®在设计时就考虑到强度和韧性这个矛盾点,对其化学成分和微晶组织进行了充分调配,哪怕强度高达2000MPa也能保证两者的平衡。不止于此,安赛乐米塔尔热成形家族第三代产品也计划于年内问世,将进一步突破材料强度和韧性的组合极限,为汽车制造商提供更多更安全、更具成本经济性的设计选择。


S-in motion®热成形钢制电池包

借助安赛乐米塔尔全球研发力量,VAMA自2018年开始大力推广热成形钢在电池包上的应用,目前已走在全球最前沿。全新S-in motion®钢制电池包的设计最大程度地将目前市面上已有的先进高强钢应用到电池包结构上,尤其将热成形钢和热成形技术的优势发挥到了极致。方案在所有需要最强防御的部位使用了铝硅镀层热成形钢Usibor®,包括上盖、托盘和底护板,零件最高强度可达2000MPa,将电动汽车的整体安全级别提升到新高度。

从左至右:热成形钢在上盖、托盘和底护板上的应用

无一例外的是,这些零件都具有超大尺寸,对钢卷的宽度有严格的要求。一般来说,超高强钢最多只能做到1500mm的卷宽,而由VAMA生产的热成形钢Usibor®的最大卷宽可达到1850mm,能够满足目前市面上所有电动车型的需求。

另外,采用直接热成形工艺一次成型,生产工序简单,零件的几何精度相比冷成形更优且无回弹,同时焊接性和耐腐蚀性也得以提升。

热成形上盖


得益于VAMA可供Usibor®的极限厚度规格的不断突破,除了在上盖应用单片料热成形钢,我们还可以采用激光拼焊技术,根据上盖不同区域性能的不同需求,将不同强度和厚度的热成形钢(可搭配各类加强件)拼接在同一个零件中,以实现上盖的进一步减重和定制化的性能设计,这种热成形激光拼焊的应用也特别适用于CTB和CTC模式。


热成形托盘


作为承托和保护电池组件的第一道防线,电池包托盘的抗侵入性和气密性能无疑是重中之重。VAMA在年初试制成功的国内首款热成形托盘厚度仅为1mm,尺寸达到2110*1523mm,深度为115mm。相比冷成形钢制托盘,更优的几何精度使得封闭式零件衔接更为紧密;与铝制相比,成本可以降低40%,重量差异可有效控制在15%以内。

热成形底护板


将热成形钢应用在电池包下端作为底护板,可有效应对电动车在日常使用时遇到的石击、托底等问题。替代传统DP钢,可实现30%以上的轻量化效果,附加3-5%的成本收益。

技术的更新迭代贯穿电池包发展的各个阶段。未来,VAMA也将一如既往不断创新,以更多创新型的产品和解决方案不断刷新电池包的安全最高等级,推动行业高质量可持续发展。


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