Daha ağır EV aküleri için yeni BIW seçenekleri: 2 ila 4 mm kalınlıklarında HR1500 martensitli çelik

EV aküleri hem menzil hem de ağırlık bakımından büyümeye devam ederken otomotiv tasarımcıları hem akü muhafazaları hem de ilgili beyaz gövde (BIW) güvenlik sistemleri için daha güçlü malzemeler arıyor. Soğuk haddelenmiş martensitli çeliğin kalınlığı 2,1 mm’yle sınırlı olduğundan, sıcak haddelenmiş 1500 MPa martensitli çelik (şu anda 2 ila 4 mm kalınlıklarında mevcuttur) ile geleneksel haddeli şekillendirme bu daha ağır EV ihtiyaçlarını karşılamaya hazırdır.

EV menzili, alıcıların karar verme sürecine yön verir

Menzil, çoğu EV müşterisi için en önemli husustur. Nokta. Bunun sonucunda, EV tasarımcıları, yeni ve hafif bir akü teknolojisi piyasaya çıkana kadar, sürekli artan akü ağırlıklarına uyum sağlama zorluğuyla karşı karşıya kalırlar. Artan akü ve araç ağırlığı, hem akü grubu hem de araçtaki yolcular için çarpışma koruması açısından yeni zorlukları beraberinde getirir.

Otomobil tasarımcıları bu daha ağır EV aküleri için malzeme optimizasyon döngülerini yürütürken soğuk haddelenmiş martensitli çeliğin maksimum 2,1 mm’lik kalınlığı, yeni alternatifler düşünmelerini gerektiriyor. 

Daha ağır EV akülerini öngörmek: 2 ila 4 mm kalınlıklarında HR1500M

SSAB bu durumu öngörerek sıcak haddelenmiş, 1500 MPa çekme dayanımlı Docol® martensitli çeliğini geliştirmek için yıllarını harcadı.

SSAB Bilgi Hizmetleri Merkezi Otomotiv Tasarım Uzmanı Robert Ström, “Daha ağır EV aküleri nedeniyle otomotiv tasarımcıları daha güçlü akü muhafazalarına ve BIW güvenlik sistemlerine ihtiyaç duyuyor ve bunu kolayca elde etmek artık mümkün,” diyor. “Docol® HR1500 martensitli çelik aynı zamanda hafifletme ve toplam üretim maliyeti verimliliğine olanak tanır, yani sıcak presleme kullanılmaz. Bunlar önemli ek avantajlardır. Ancak buradaki temel odak noktası, etkili tasarımlar ve çok güçlü malzemelerin bir kombinasyonuyla çarpışma kuvvetlerini yönetmektir.”

Robert Ström, Otomotiv Tasarım Uzmanı, SSAB Bilgi Hizmetleri Merkezi

Robert Ström, Otomotiv Tasarım Uzmanı, SSAB Bilgi Hizmetleri Merkezi. 

Çarpışma yükleri için en verimli şekilleri oluşturma

Geleneksel olarak, pek çok üretim mühendisi, gigapaskal (1000+ MPa) çelikleri soğuk şekillendirme konusunda tereddüt etmiştir. Ancak birçoğu artık martensitli çeliklerden üretilen haddeli şekillendirilmiş parçaların yüksek performansını düşünüyor. Haddeli şekillendirme, hem akü muhafazalarında hem de araç takviyelerinde kullanılabilen profilleri şekillendirmek için son derece etkili bir yöntemdir. 

“Çarpışma kuvvetleri doğası gereği genellikle karmaşık değildir: A noktasından B noktasına en kısa yoldan gitmek isterler,” diyor Ström. "Bu nedenle en etkili takviyeler nispeten basit görünür. SSAB’nin çalışmaları, çeşitli yük durumları için en verimli şekillerin aslında haddeli şekillendirme gerektiren kapalı profiller olduğunu ortaya koyuyor.”

“Ancak,” diye devam ediyor Ström, “en başından itibaren haddeli şekillendirmeye yönelik tasarım yapmak önemlidir. EV Tasarım Konseptimiz, araç tasarımının en başından itibaren kullanıldığında, ağır EV’lerde olağanüstü derecede güçlü akü ve yolcu koruması sağlamak için yeni yollarla EV tasarımcılarına ilham verebilir.”

Docol® EV Tasarım Konsepti

Bir EV akü muhafazasına uygulanan Docol® EV Tasarım Konsepti. Aracın eşik kirişi (kırmızı), yan direk darbesini emerek akü hücrelerini korurken çarpışma yükü yolu, (kırmızı) taban traverslerinden geçer. Hem eşik hem de travers, Docol® martensitli çelikten haddeli şekillendirilmiştir.

Mükemmel mekanik “kesilebilirlik”

1500 MPa’lık çekme dayanımına rağmen, Docol® HR1500 martensitli çelik, SSAB'nin önerilen kesme parametrelerine uyulduğunda mükemmel mekanik “kesilebilirliğe” sahiptir.

Kesilmiş kenar yüzey şekli

3,5 mm kalınlığındaki bir Docol® HR1500 martensitli sacın mekanik olarak kesilmiş kenar yüzey şeklinin analizi. Kesimin ne kadar pürüzsüz, eşit ve çatlaksız olduğuna dikkat edin.

Ström, “Haddeli şekillendirmeye ek olarak, HR1500 martensitli çelik ayrıca soğuk preslenebilir,” diyor. “Japon otomobil OEM’leri ve onların yan sanayi tedarikçileri artık 1,5 GPa çelikten yapılmış bazı BIW otomobil parçalarında soğuk presleme kullanıyor. Dünyanın diğer bölgelerindeki şirketler, 1500 MPa ve 1700 MPa yan darbe kirişleri ve tampon takviyeleri için soğuk presleme denemeleri gerçekleştiriyor. Şirketlerin 2 ila 4 mm kalınlıklardaki Docol® HR1500 martensitli çelikte yakında hem haddeli şekillendirme hem de soğuk preslemeyi kullanacağını öngörüyoruz.”

Docol® EV Tasarım Konsepti Hakkında Güncel Bilgiler

Ström, “Docol® EV Tasarım Konseptimiz, her büyüklükte EV OEM’leri ve yan sanayi tedarikçilerden büyük ilgi görüyor,” diyor. “EV Konsepti; akü muhafazaları, eşik kirişleri ve traverslere yönelik fikirler içeriyor. Konsept yalnızca bir tasarım teorisidir, üretime hazır parçalar için tam tasarımlar değildir.”

“EV Konsepti tasarım teorisi aslında yaygın olarak kullanılmaktadır ve sonuçları çok olumludur. Müşteriler, tam da amaçladığımız gibi temel fikirlerimizi kendi özel ihtiyaçlarına uyarlıyor. Müşteriler, akü hücrelerini korumak üzere marşpiyel yapısı, taban çapraz kirişleri veya akü grubundaki elemanlar için EV Konseptinin farklı unsurlarını kullanıyor.”

Ström, “EV konseptindeki çeliklerin çoğu hâlâ soğuk haddelenmiştir,” diyerek açıklıyor. “Ancak Docol® sıcak haddelenmiş 1500M, EV konseptinin teorilerini daha da ağır BEV’lere uygulamamıza olanak tanıdı.”

“Otomotiv tasarımcıları, akü hücrelerini korumak için çok çeşitli tasarım felsefeleriyle bize başvuruyor. EV Konseptinin fikirleri bu farklı yaklaşımlara uyarlanabilir.”

Ström, “Daha ağır EV aküleriyle ilgili zorluklar arttıkça Konsepti her zaman aklımızın bir köşesinde tutuyoruz,” diyor. “Özellikle de şimdi 2 ila 4 mm kalınlığındaki Docol® HR1500 martensitli çeliğin sunduğu yeni fırsatlarla birlikte EV OEM’i ile erkenden çalışarak mümkün olan en iyi tasarımı geliştirmek için gerçek bir fırsata sahibiz.”

EV Konsepti

Yan direk darbesinden sonra çalışmakta olan EV Konseptinin başka bir görünümü. Akü muhafazaları için EV Konseptinin tam potansiyelli hâlinde, alanın verimli kullanılmasını sağlayan akü koruması için 3D haddeli şekillendirilmiş “kafes deseni” (gösterilmemiştir) kullanılır.

3B haddeli şekillendirilmiş martensitli çelik: Kim öncü olacak?

EV konseptinin bir kısmı hâlâ saf potansiyeldir: Yüksekliği diğer tasarımların yarısı kadar olan akü muhafaza profilleri için martensitli çeliğin 3B haddeli şekillendirmesi.

Ström, “Bildiğimiz kadarıyla hiçbir otomobil üreticisi seri üretimde 3B haddeli şekillendirme teknolojisini kullanmıyor,” diyor. “Bu bir 'tavuk ve yumurta' problemi: Bunu daha önce kimse yapmadı, bu nedenle otomobil üreticileri bunu ilk yapan şirket olma konusunda isteksizler.”

“EV Konseptinin akü muhafazası fikri, kafes yüksekliğini iki kat azaltan 3B haddeli şekillendirilmiş kirişlerden oluşan çapraz desenli bir kafes içerir. Konsept hazır. Teknoloji hazır. Bir EV OEM’inin veya yan sanayi akü muhafazası tedarikçisinin bunu yapmasının an meselesi olduğunu düşünüyoruz.”

Docol® sıcak haddelenmiş 1500 MPa martensitli çeliğin deneme numunesini almak ister misiniz? Numuneler, EV Tasarım Konsepti önerileri, şekillendirmeyle ilgili sorular veya diğer teknik destek konuları için bizimle iletişime geçin. Ağır yeni EV akünüz size teşekkür edecek. 

 

İlgili içerik