전기차 배터리의 범위와 중량이 계속 증가함에 따라 자동차 설계자들은 배터리 인클로저와 관련 차체(BIW) 안전 시스템 모두를 위한 더 강력한 소재를 찾고 있습니다. 냉간압연된 마르텐사이트 강종은 두께가 2.1 mm로 제한되어 있기 때문에, 현재 2-4 mm 두께로 제공되는 열간압연된 1500 MPa 마르텐사이트 강종과 기존의 롤 성형 제품은 이러한 무거운 EV 요구사항을 충족할 준비가 되어 있습니다.
대부분의 전기차 구매자에게는 거리가 가장 중요합니다. 기간. 따라서 새로운 경량 배터리 기술이 출시될 때까지 전기차 설계자들은 점점 증가하는 배터리 중량을 수용해야 하는 상황에 직면해 있습니다. 배터리와 차량 중량이 증가하면 배터리 팩과 차량 탑승자 모두에게 충돌 방지에 대한 새로운 과제가 제기됩니다.
자동차 설계자들이 이러한 무거운 전기차 배터리에 대한 재료 최적화 루프를 실행함에 따라, 냉간압연된 마르텐사이트 강의 최대 두께는 2.1 mm이므로 새로운 대안을 고려하게 되었습니다.
이러한 상황을 예상하면서 SSAB는 수년간 인장 강도가 1500 Mpa인 열간압연된 Docol® 마르텐사이트 강을 개발해 왔습니다.
“더 무거워진 전기차 배터리로 인해 더 강력한 배터리 인클로저와 BIW 안전 시스템이 필요한 자동차 설계자는 이제 쉽게 가능해졌습니다"라고 SSAB 지식 서비스 센터의 자동차 설계 전문가인 Robert Ström은 말합니다. "Docol® HR1500 마르텐사이트 강을 사용하면 경량화와 총 생산 비용 효율성(즉, 핫스탬핑 불필요)을 달성할 수 있다는 점도 큰 이점입니다. 그러나 여기서 주요 초점은 효과적인 설계와 매우 강한 소재를 조합하여 충돌력을 관리하는 것입니다.”
Robert Ström, 자동차 설계 전문가, SSAB 지식 서비스 센터.
전통적으로 많은 생산 엔지니어들은 기가파스칼(1000+ MPa) 강종을 냉간성형 하는 것을 주저했습니다. 그러나 현재 많은 사람들이 마르텐사이트 강으로 제작된 롤 성형 부품의 고성능을 고려하고 있습니다. 롤 성형은 배터리 인클로저와 차량 보강재 모두에 사용할 수 있는 프로파일 성형에 매우 효과적인 수단입니다.
"본질적으로 충돌력은 일반적으로 복잡하지 않습니다: 충돌력은 A 지점에서 B 지점까지 가장 짧은 길로 가고자 합니다"라고 Ström은 말합니다. "그래서 가장 효과적인 보강재는 비교적 간단하게 보입니다. SSAB 연구에 따르면 여러 하중 사례에서 가장 효율적인 형상은 실제로 롤 성형이 필요한 폐단면 프로파일입니다."
이어서 Ström은 “하지만 처음부터 롤 성형을 위해 설계하는 것이 중요합니다. 그리고 자동차 설계 초기부터 우리의 전기차 설계 콘셉트를 사용하면 전기차 설계자에게 새로운 방식으로 무거운 EV에 매우 강력한 배터리 및 탑승자 보호 기능을 제공할 수 있는 영감을 줄 수 있습니다.”라고 말합니다.
전기차 배터리 인클로저에 적용된 Docol ® EV 설계 콘셉트. 차량의 실 빔(적색)은 측면 폴 충격을 흡수하여 배터리 셀을 보호하며, 충돌 하중 경로는 바닥 크로스 멤버(적색)를 통과합니다. 실과 크로스 멤버는 모두 Docol® 마르텐사이트 강으로 롤 성형됩니다.
인장 강도가 1500 MPa임에도 불구하고 Docol® HR1500 마르텐사이트 강은 SSAB의 권장 절단 매개변수를 준수할 때 탁월한 기계적 "절단성"을 갖습니다.
3.5 mm 두께의 Docol® HR1500 마르텐사이트 강판의 기계적으로 절단된 엣지 표면 형상 분석. 절단이 매끄럽고 균일하며 균열이 없는지 확인하십시오.
Ström은 "롤 성형 외에도 HR1500 마르텐사이트는 냉간성형도 가능합니다”라고 전합니다. “일본 자동차 OEM 업체와 이들의 1차 공급업체는 현재 1.5 GPa 강종으로 제작된 몇몇 BIW 부품을 냉간성형을 하고 있습니다. 전 세계 다른 지역의 기업들은 1500 MPa 및 1700 MPa 사이드 충격 빔과 범퍼 보강재에 대한 냉간 스탬핑 시험을 수행하고 있습니다. 당사는 회사들이 곧 두께가 2-4 mm인 Docol® HR1500 마르텐사이트 롤 성형 및 냉간성형을 모두 할 것으로 예상하고 있습니다."
당사의 Docol® 전기차 설계 콘셉트는 모든 규모의 EV OEM 및 1차 공급업체로부터 많은 관심을 끌고 있습니다"라고 Ström은 말합니다. "전기차 콘셉트에는 배터리 인클로저, 사이드 실 및 크로스 멤버에 대한 아이디어가 포함되어 있습니다. 콘셉트는 바로 이렇습니다: 즉시 제작할 수 있는 구성품을 위한 완벽한 설계가 아닌 설계 이론입니다."
"전기차 콘셉트 설계 이론은 실제로 널리 사용되었으며 그 결과는 매우 긍정적입니다. 고객들은 우리가 의도한 대로 우리의 근본적인 아이디어를 그들의 특정 요구 사항에 맞게 조정하고 있습니다. 고객들은 배터리 셀을 보호하기 위해 로커 구조, 바닥 크로스 빔, 배터리 팩 자체 부품 등 전기차 콘셉트의 다양한 부분을 사용하고 있습니다.”
전기차 콘셉트의 대부분의 강재는 여전히 냉간압연되고 있습니다”라고 Ström은 설명합니다. "그러나 Docol® 열간압연 1500M을 사용하면 더 무거운 BEV에도 전기차 콘셉트 이론을 적용할 수 있습니다.”
"자동차 설계자들은 배터리 셀을 보호하기 위한 매우 다양한 설계 철학을 가지고 우리를 찾고 있습니다. 전기차 콘셉트 아이디어는 이러한 다양한 접근 방식에 적응할 수 있습니다."
무거워진 전기차 배터리에 대한 도전 과제가 커짐에 따라 우리는 항상 이 콘셉트를 염두에 두고 있습니다"라고 Ström은 말합니다. "초기에 전기차 OEM과 협력하면서 우리는 최고의 설계를 개발할 수 있는 진정한 기회를 얻었습니다. 특히 지금은 두께가 2-4 mm인 Docol® HR1500 마르텐사이트 강이 제공하는 새로운 기회가 있습니다."
작업 중인 전기차 콘셉트의 측면 폴 충돌 후의 또 다른 모습. 배터리 인클로저용 전기차 콘셉트의 완벽한 잠재력은 공간 효율적인 배터리 보호를 위해 3D 롤 성형된 "메시 패턴"(표시되지 않음)을 사용합니다.
전기차 콘셉트의 한 부분은 순수한 잠재력으로 남아 있습니다: 다른 설계의 절반 높이인 배터리 인클로저 프로파일을 위한 마르텐사이트 강의 3D 롤 성형.
“당사가 알기로는, 3D 롤포밍 기술을 대량 생산에 사용하고 있는 자동차 제조업체는 없습니다”라고 Ström은 말합니다. "이는 '닭과 달걀'의 문제와 같습니다: 누구도 해본 적이 없기 때문에 자동차 제조업체들은 첫 번째가 되기를 꺼려합니다.”
“전기차 콘셉트의 배터리 인클로저 아이디어는 메쉬 높이를 두 배로 줄이는 3D 롤 형태 빔의 교차 패턴 메쉬를 특징으로 합니다. 콘셉트가 있습니다. 기술이 있습니다. EV OEM 또는 배터리 인클로저의 1차 공급업체가 이를 완수하는 것은 시간 문제일 뿐이라고 생각합니다.”
Docol® 열간압연 1500 MPa 마르텐사이트 강의 시험용 샘플에 관심이 있으십니까? 샘플, 전기차 설계 콘셉트 제안, 성형 질문 또는 기타 기술 지원 문제에 대해서는 당사에 문의하세요s. 무거운 새 전기차 배터리도 감사해 할 것입니다.
마르텐사이트 강은 최대 1700 MPa의 인장 강도와 우수한 연성을 결합하여 차량 경량화와 무엇보다 안티 인트루젼 영역의 충돌 보호 기능개선에 효율적입니다.
일본 자동차 OEM 업체와 이들의 1차 공급업체는 현재 1.5 GPa 강종으로 제작된 자동차 차체 부품을 콜드 스탬핑하고 있습니다. 세계 다른 지역의 회사들도 1.5 GPa 및 1.7 GPa 사이드 임팩트 빔을 포함한 콜드 스탬핑 시험에서 초고장력강을 사용하고 있습니다. 이러한 움직임들은 초고장력강을 다룰 때 콜드 스탬핑과 롤성형을 포함한 냉간성형 공정이 자동차 제조업체에게 핫스탬핑에 대한 비용 및 에너지 효율적인 대안을 제공하는 방법을 보여줍니다.