Panduan Reka Bentuk Maju untuk Pembungkusan Bateri Kenderaan Elektrik secara Penempaan

<h2>Ringkasan</h2><p>Pengeposan enklosur bateri kenderaan elektrik telah berkembang daripada pembentukan logam biasa kepada sains berketepatan tinggi yang penting untuk julat dan keselamatan EV. Mulai tahun 2025, industri sedang beralih ke <strong>reka bentuk tarikan dalam sekeping</strong> dan <strong>Blank Berkimpal Tersuai (TWB)</strong> untuk menghapuskan laluan kebocoran dan mengurangkan berat. Walaupun aluminium kini mendominasi pasaran sekitar 80% kerana ringannya, Keluli Kekuatan Tinggi Maju (AHSS) kembali popular dengan reka bentuk blank inovatif "hashtag" yang menawarkan perlindungan impak bawah badan yang lebih baik pada kos yang lebih rendah. Bagi jurutera, cabaran utama terletak pada menyeimbangkan sifat bahan ini dengan keperluan toleransi ketat (sering kali ±1.5mm untuk rataan flens) bagi memastikan penyegelan IP67 dan penahanan larian haba.</p><h2>Asas Pengeposan Enklosur Bateri EV</h2><p>Enklosur bateri merupakan tunjang struktur kenderaan elektrik, bertanggungjawab menyokong sehingga 50% nilai kenderaan sambil melindungi kimia mudah terbakar daripada serpihan jalan raya dan daya perlanggaran. Pengeposan komponen ini memerlukan langkah di luar fabrikasi logam lembaran tradisional ke arah metodologi penarikan dalam dan acuan progresif yang maju.</p><h3>Aplikasi Penarikan Dalam vs Acuan Progresif</h3><p>Bagi dulang bateri utama ("tub"), <strong>pengeposan tarikan dalam</strong> adalah kaedah pilihan. Proses ini melibatkan penarikan blank logam ke dalam rongga acuan untuk membentuk bentuk kotak tanpa sambungan dengan kedalaman. Kelebihan utama di sini adalah penghapusan kelim kimpalan pada sudut, yang dikenali sebagai titik kegagalan utama akibat kemasukan wap air. Pengilang seperti Hudson Technologies dan Magna menggunakan keupayaan tarikan dalam untuk mencapai sudut hampir segi empat tepat dan memaksimumkan isi padu dalaman untuk sel bateri—contohnya, proses OptiForm Magna dikatakan meningkatkan ruang bateri yang boleh digunakan sebanyak 10% berbanding perakitan pelbagai kepingan tradisional.</p><p>Sebaliknya, <strong>pengeposan acuan progresif</strong> digunakan untuk pengeluaran berskala tinggi komponen dalaman yang lebih kecil dan rumit seperti bar pematerian, penyambung, dan rusuk struktur. Dalam proses ini, gegelung logam dimasukkan melalui siri stesen yang memotong, membengkok, dan membentuk bahagian secara berperingkat. Kaedah ini memastikan ulangan yang sangat baik untuk komponen yang memerlukan berjuta-juta unit setiap tahun.</p><h3>Kebolehskalaan dan Pemilihan Rakan Kongsi</h3><p>Peralihan daripada prototaip kepada pengeluaran besar-besaran merupakan fasa kritikal dalam pembangunan program EV. OEM memerlukan rakan kongsi yang dapat mengesahkan geometri dengan perkakas lembut sebelum melabur dalam acuan pengeluaran keras. Pembekal seperti <a href="https://www.shao-yi.com/auto-stamping-parts/">Shaoyi Metal Technology</a> menjembatani jurang ini dengan menawarkan pengeposan tepat bersijil IATF 16949 dengan keupayaan tekan sehingga 600 tan, membolehkan pengeluaran dari prototaip pantas hingga lengan kawalan dan subrangka skala tinggi yang memenuhi piawaian global yang ketat.</p><h2>Strategi Bahan: Aluminium vs Keluli Kekuatan Tinggi Maju (AHSS)</h2><p>Pemilihan antara aluminium dan keluli kekal sebagai keputusan rekabentuk paling penting untuk enklosur bateri, dengan setiap bahan menawarkan pertukaran tersendiri dari segi berat, kos, dan prestasi haba.</p><h3>Aluminium: Pemegang Pasaran Ringan</h3><p>Aluminium kini memiliki sekitar 80% pasaran enklosur bateri EV. Kelebihan utamanya adalah ketumpatan—aluminium kira-kira sepertiga daripada berat keluli, yang secara langsung meningkatkan julat kenderaan. Aloi siri 6000 biasanya digunakan kerana nisbah kekuatan-kepada-berat yang baik dan konduktiviti haba tinggi, yang membantu menyebarkan haba yang dihasilkan oleh modul bateri. Namun, enklosur aluminium sering memerlukan ketebalan yang lebih tinggi untuk mencapai perlindungan perlanggaran seperti keluli, dan bahan ini jauh lebih mahal per kilogram.</p><h3>Keluli: Cabaran Berkesan Kos</h3><p>Keluli kembali bersaing dengan gred Keluli Kekuatan Tinggi Maju (AHSS) seperti keluli Martensitik (M1500/M1700). Bahan ini menawarkan kekuatan tegangan ultra-tinggi, membolehkan ketebalan nipis yang mampu menandingi aluminium dari segi berat sambil memberikan perlindungan unggul terhadap impak bawah badan (contohnya, hentaman tiang atau serpihan jalan raya). Keluli juga mempunyai takat lebur yang jauh lebih tinggi (kira-kira 1370°C berbanding 660°C untuk aluminium), menawarkan penahanan semula jadi yang lebih baik semasa kejadian larian haba. Analisis industri terkini menunjukkan bahawa enklosur keluli boleh menjadi sehingga 50% lebih murah untuk dibuat berbanding rakan aluminimnya.</p><table><thead><tr><th>Ciri</th><th>Aluminium (Siri 6000)</th><th>AHSS (Martensitik)</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Perkongsian Pasaran</strong></td><td>~80%</td><td>~20% (Berkembang)</td></tr><tr><td><strong>Kelebihan Utama</strong></td><td>Pengurangan berat (Julat)</td><td>Kekuatan impak & Kos</td></tr><tr><td><strong>Konduktiviti Haba</strong></td><td>Tinggi (Baik untuk penyejukan)</td><td>Rendah (Baik untuk penebat api)</td></tr><tr><td><strong>Pengeluaran</strong></td><td>Ekstrusi/Pengecoran/Pengeposan</td><td>Pengeposan Sejuk/Panas, Pembentukan Gulung</td></tr></tbody></table><h2>Inovasi Terkini: Blank Berkimpal "Hashtag"</h2><p>Salah satu perkembangan paling menjanjikan pada tahun 2025 adalah aplikasi Blank Berkimpal Tersuai (TWB) untuk menyelesaikan isu "springback" yang wujud dalam pengeposan dulang keluli berskala besar. Satu kajian kes yang melibatkan Cleveland-Cliffs dan AutoForm menunjukkan pendekatan baru dalam pengeposan dulang bateri sekeping menggunakan reka bentuk blank berbentuk "# (hashtag)".</p><p>Dalam konfigurasi ini, AHSS kekuatan ultra-tinggi digunakan untuk bahagian dasar rata dulang bagi memastikan perlindungan maksimum terhadap bahaya jalan raya. Panel tengah ini dikimpal secara laser kepada keliling keluli yang lebih lembut dan mudah dibentuk. Keluli lembut ini membentuk dinding sisi dan sudut—kawasan yang mengalami ubah bentuk teruk semasa proses tarikan dalam.</p><p>Pendekatan bahan hibrid ini menyelesaikan dua masalah kritikal:</p><ul><li><strong>Kawalan Springback:</strong> Pengeposan dulang sepenuhnya daripada AHSS sering mengakibatkan lengkungan teruk (springback) apabila dikeluarkan daripada acuan, menjadikannya mustahil untuk mencapai keperataan yang diperlukan bagi penyegelan. Keliling keluli lembut menyerap tekanan pembentukan, menstabilkan komponen tersebut.</li><li><strong>Kecermelangan Proses:</strong> Ia membolehkan proses pengeposan sekali tekan yang menghapuskan keperluan untuk perisai bawah badan berasingan, mengurangkan bilangan komponen dan kerumitan pemasangan.</li></ul><h2>Rekabentuk untuk Pencegahan Kegagalan: Penyegelan, Haba & Keselamatan</h2><p>Pengeposan enklosur bateri kenderaan elektrik bukan sahaja tentang membentuk logam; ia juga tentang memenuhi piawaian prestasi fungsi yang ketat. Enklosur mesti berfungsi sebagai sel survival bagi modul bateri.</p><h3>Penyegelan dan Keperataan Flens</h3><p>Metrik kualiti paling kritikal untuk dulang bateri yang dicetak adalah keperataan flens. Untuk memenuhi penarafan perlindungan masukan IP67 atau IP68 (memastikan paket kedap air walaupun direndam), permukaan pertemuan di mana penutup disegel pada dulang mesti benar-benar rata. Piawaian industri biasanya menuntut variasi keperataan tidak melebihi <strong>±1.5 mm</strong> sepanjang dulang. Mencapai ini memerlukan perisian simulasi maju untuk meramal dan membetulkan springback logam semasa fasa rekabentuk acuan.</p><h3>Penahanan Larian Haba</h3><p>Peraturan keselamatan mendorong keperluan bahan baharu. Organisasi seperti UL Solutions telah memperkenalkan ujian seperti <strong>UL 2596</strong>, yang menilai bahan enklosur dalam keadaan larian haba. Walaupun keluli secara semula jadi tahan suhu tinggi, enklosur aluminium sering memerlukan selimut haba tambahan atau kepingan mika untuk mengelakkan tembusan haba. Menariknya, komposit termoplastik kini muncul sebagai pesaing, dengan sesetengah bahan membentuk lapisan arang pelindung (intumescent) yang bertindak sebagai perisai haba semasa kebakaran.</p><h3>Integrasi Keselamatan Perlanggaran</h3><p>Akhirnya, enklosur yang dicetak menyumbang kepada ketahanan perlanggaran keseluruhan kenderaan. Dalam ujian impak tiang sisi, dulang bateri mesti memindahkan beban melalui anggota rentas dan rusuk yang dicetak untuk mengelakkan kemasukan ke dalam modul sel. Pengeposan tarikan dalam membolehkan jurutera mengintegrasikan ciri pengukuhan ini terus ke dalam geometri dulang, mengurangkan keperluan pengukuhan kimpalan dan mengurangkan jumlah berat.</p><h2>Kesimpulan</h2><p>Pengeposan enklosur bateri EV mewakili gabungan metalurgi, simulasi, dan pembuatan presisi. Sama ada menggunakan aluminium tarikan dalam untuk julat maksimum atau keluli berkimpal tersuai untuk keselamatan berkesan kos, matlamatnya tetap sama: perumahan yang ringan, kedap bocor, dan rintang perlanggaran. Apabila pengeluar kenderaan mengejar volum lebih tinggi dan kos lebih rendah pada tahun 2025, keupayaan untuk mengepos dulang kompleks sekeping dengan bahan hibrid akan menentukan generasi seterusnya seni bina kenderaan elektrik.</p><section><h2>Soalan Lazim</h2><h3>1. Apakah perbezaan antara pengeposan tarikan dalam dan pengeposan progresif untuk komponen EV?</h3><p>Pengeposan tarikan dalam digunakan untuk komponen besar tanpa sambungan dengan kedalaman ketara, seperti dulang bateri utama atau "tub", kerana ia menghapuskan sudut kimpalan dan laluan kebocoran. Pengeposan progresif lebih sesuai untuk pengeluaran berskala tinggi komponen kecil dan kompleks seperti penyambung, bar pematerian, dan braket, di mana jalur logam dibentuk secara berperingkat untuk kelajuan dan kecekapan maksimum.</p><h3>2. Bahan manakah yang lebih baik untuk enklosur bateri: aluminium atau keluli?</h3><p>Bergantung kepada keutamaan kenderaan. Aluminium lebih dipilih untuk kenderaan premium dan jarak jauh kerana ia jauh lebih ringan (menjimatkan berat sehingga 40%), yang meningkatkan julat. Keluli (khususnya AHSS) lebih digemari untuk kenderaan pasaran massa di mana pengurangan kos dan perlindungan impak bawah badan yang unggul adalah matlamat utama. Keluli juga secara semula jadi lebih tahan terhadap tembusan api semasa kejadian larian haba.</p><h3>3. Mengapa keperataan flens begitu penting dalam dulang bateri yang dicetak?</h3><p>Keperataan flens penting untuk mencipta penyegelan hermetik antara dulang bateri dan penutup. Jika flens berbeza lebih daripada had toleransi yang dibenarkan (biasanya ±1.5 mm), gasket mungkin tidak tertutup dengan betul, menyebabkan kemasukan air atau habuk (gagal piawaian IP67), yang boleh menyebabkan litar pintas teruk atau kegagalan bateri.</p></section>
Jumlah kecil, piawai tinggi. Perkhidmatan prototaip pantas kami membuat pengesahan lebih cepat dan mudah —
