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電気自動車は市場に登場し、OEM とそのサプライヤーにとって新しい技術と新たな課題を実証しました。 現在の研究開発の重要な焦点は細胞の化学に関連しており、それは速いペースで改善されています。 これに加えて、安全性と性能に関する新たな要件が求められるため、バッテリー トレイは常に進化しています。 この方向において、Gestamp は、幅広い電気自動車セグメントに適用できる革新的なスチール製バッテリー ボックス ソリューションを定義しています。

この革新的なシステムには、高いエネルギー容量、高い成形性を備えたスタンピング、簡略化された組み立てプロセス、および高い安全性能という 4 つの基本要件が確立されています。 これら 4 つの柱は、最初の Cell-to-Pack コンセプトの開発に使用されました。 クロスメンバーが削除され、セルを追加するためのスペースが増えました。 エンクロージャは、超深絞り鋼合金を利用して再設計されました。 接合技術は、最終的な歪みを低減し、最終的な組み立て品質を向上させるために、プロセスエネルギー入力を考慮して選択されました。

新しい Gestamp スチール製バッテリー ボックス設計は、同じ外装パッケージを使用してエネルギー貯蔵量の 15% の増加を達成しました。 コンポーネントは、高度な製造可能性を備えた単純な形状をしています。 ボディとバッテリーハウジングは総合的なシステムとして機能し、高い衝突性能と軽量化を実現します。

電気自動車（EV）市場の急速な成長に伴い、バッテリー全体の安全性がますます重要になっています。 最も困難な課題の 1 つは、側面衝撃荷重による衝突時のバッテリー エンクロージャへの侵入を最小限に抑えることです。 ロッカーとロッカー補強は、横方向の荷重を吸収する局所周辺領域の強度にとって重要です。 この研究では、1500 MPa と 1200 MPa の鋼種を使用した垂直積層鋼管設計 (CVST) がロッカー補強に提案されています。 その性能は、同等のアルミニウム押出成形設計と比較して評価されます。 質量同等性を備えた CVST 設計は、3 点曲げ解析におけるピーク力のパフォーマンスを向上させます。 シンプルな鋼管設計のコスト面での利点と、押出アルミニウムのソリューションと比較した温室効果ガス排出量の利点が評価されます。

直線ひずみ経路を伴う理想的な比例荷重条件は、自動車の成形および破壊用途ではめったに発生しません。 それにもかかわらず、成形限界曲線や現象論的破面などの成形および破壊モデルの大部分は、線形ひずみ経路の仮定に基づいて提案されています。 本研究では、DP1180 自動車用鋼の破壊挙動に対する非線形ひずみ経路の影響を実験的に調査しました。 DP1180 は、一軸、平面ひずみ、および等二軸条件での比例面内延伸である最初のパスを使用して、双線形ひずみ履歴を受けました。 次に、破断クーポンが抽出され、せん断から二軸引張までの第 2 荷重段階でテストされました。 次に、実験データは、Johnson-Cook 損傷モデルや GISSMO 損傷モデルなど、産業界や学術界で使用されている一般的な現象学的破壊モードを評価するために使用されました。 ひずみベースの損傷指標を採用した現象論的破壊モデルでは、非線形ひずみ経路に重大な誤差が生じる可能性があることが示されています。 代替のモデリング アプローチは、応力ベースの「破壊ポテンシャル」を定義することによって提案されています。このポテンシャルは、比例テスト データで校正でき、非線形荷重に対する現象論的損傷モデルを必要とします。 最後に、衝突用途の構成挙動と破壊挙動を特徴付けるために必要なテストを最小限に抑えるための推奨事項とベスト プラクティスについて説明します。

OEM は自社車両の電動化に向けて急速に移行しています。 内燃機関 (ICE) からバッテリー電気自動車 (BEV) へのパワートレインの移行は、特にバッテリー エンクロージャを備えた鉄鋼にとって大きなチャンスをもたらします。 多くの OEM は小型量販車向けにスチール製バッテリー エンクロージャを積極的に検討していますが、大型プラットフォームにはアルミニウム エンクロージャを使用する傾向があります。 アルミニウムが好まれる理由としては、軽量化の必要性、ベンチマーク用の効率的な鋼設計が利用できないこと、詳細設計のプログラム時間が短いこと、各層のサプライヤーによって開発および推進されている軽量設計が不足していることが考えられます。アルセロールミタルは鋼のファミリーを開発しました。自動車顧客の特定かつ多様なニーズに対応するバッテリー エンクロージャ ソリューション。 これらのソリューションは、革新的なデザインと、アルセロールミタルから入手可能な鋼種の賢明な使用を組み合わせています。 いくつかのオプションは次のとおりです。