<h2>Коротко</h2><p>Штампування корпусів акумуляторів електромобілів перетворилося з простого формування металу на високоточну науку, критичну для запасу ходу та безпеки ЕМ. На 2025 рік галузь переходить до <strong>конструкцій із однієї деталі методом глибокого витягування</strong> та <strong>індивідуально зварених заготовок (TWB)</strong>, щоб усунути шляхи протікання та зменшити вагу. Хоча алюміній зараз домінує приблизно на 80% ринку завдяки своїй легкості, сталі підвищеної міцності (AHSS) повертаються завдяки інноваційним конструкціям заготовок у формі «хештега», які забезпечують кращий захист днища за меншу ціну. Для інженерів основний виклик полягає у балансуванні властивостей матеріалів з жорсткими допусками (часто ±1,5 мм для плоскості фланця), щоб забезпечити герметизацію IP67 та містити тепловий пробій.</p><h2>Основи штампування корпусів акумуляторів ЕМ</h2><p>Корпус акумулятора — це структурний каркас електромобіля, який повинен нести до 50% вартості транспортного засобу, водночас захищаючи нестабільну хімію від дорожнього сміття та ударних навантажень. Штампування цих компонентів вимагає переходу від традиційної обробки листового металу до передових технологій глибокого витягування та прогресивних штампів.</p><h3>Глибоке витягування проти прогресивних штампів</h3><p>Для основного лотка акумулятора («ванни») переважним методом є <strong>штампування глибоким витягуванням</strong>. Цей процес полягає у затягуванні металевої заготовки в порожнину матриці для створення безшовної коробкоподібної форми з глибиною. Основна перевага — усунення зварених швів по кутах, які є відомими точками відмови через проникнення вологи. Виробники, такі як Hudson Technologies та Magna, використовують можливості глибокого витягування, щоб отримати практично прямокутні кути та максимізувати внутрішній об’єм для акумуляторних елементів — наприклад, процес OptiForm від Magna, за заявами, збільшує корисний простір для акумулятора на 10% порівняно з традиційними складальними одиницями з кількох частин.</p><p>Навпаки, <strong>прогресивне штампування</strong> використовується для масового виробництва невеликих, складних внутрішніх компонентів, таких як шини, з’єднувачі та структурні ребра жорсткості. У цьому процесі рулон металу подається через серію станцій, які послідовно вирізають, гнуть і формують деталь. Цей метод забезпечує виняткову повторюваність для деталей, яких потрібні мільйони одиниць щороку.</p><h3>Масштабованість та вибір партнерів</h3><p>Перехід від прототипування до масового виробництва — це критичний етап розвитку програм ЕМ. OEM-виробникам потрібні партнери, які можуть підтвердити геометрію за допомогою м'якого оснащення перед інвестуванням у жорсткі виробничі матриці. Постачальники, такі як <a href="https://www.shao-yi.com/auto-stamping-parts/">Shaoyi Metal Technology</a>, подолують цю прірву, пропонуючи прецизійне штампування, сертифіковане за IATF 16949, з можливостями пресів до 600 тонн, що дозволяє виготовляти все — від швидких прототипів до важелів управління та підрамників великосерійного виробництва, які відповідають суворим глобальним стандартам.</p><h2>Стратегія матеріалів: алюміній проти сталі підвищеної міцності (AHSS)</h2><p>Вибір між алюмінієм та стальлю залишається найважливішим конструкторським рішенням для корпусів акумуляторів, оскільки кожен матеріал має чіткі компроміси щодо ваги, вартості та термічних характеристик.</p><h3>Алюміній: легкий лідер</h3><p>Алюміній зараз займає близько 80% ринку корпусів акумуляторів ЕМ. Його головна перевага — густина: алюміній важить приблизно втричі менше, ніж сталь, що безпосередньо збільшує запас ходу транспортного засобу. Сплави серії 6000 часто використовуються завдяки сприятливому співвідношенню міцності до ваги та високій теплопровідності, що допомагає розсіювати тепло, яке виділяється модулями акумулятора. Однак алюмінієві корпуси часто потребують більшої товщини, щоб зрівнятися зі стальними за ударною міцністю, а матеріал значно дорожчий за кілограм.</p><h3>Сталь: конкурент за нижчою ціною</h3><p>Сталь повертається на ринок завдяки маркам сталі підвищеної міцності (AHSS), таким як мартенситна сталь (M1500/M1700). Ці матеріали мають надзвичайно високу межу міцності на розрив, що дозволяє використовувати тонші матеріали, які конкурують з алюмінієм за вагою, водночас забезпечуючи кращий захист від ударів по днищу (наприклад, об столик або дорожнє сміття). Сталь також має значно вищу температуру плавлення (приблизно 1370°C проти 660°C у алюмінію), що забезпечує кращу природну герметизацію під час теплового пробою. За даними недавніх аналізів галузі, вартість виготовлення сталевих корпусів може бути на 50% нижчою, ніж алюмінієвих аналогів.</p><table><thead><tr><th>Характеристика</th><th>Алюміній (серія 6000)</th><th>AHSS (Мартенситна)</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Частка ринку</strong></td><td>~80%</td><td>~20% (Зростає)</td></tr><tr><td><strong>Основна перевага</strong></td><td>Зменшення ваги (запас ходу)</td><td>Міцність при ударі та вартість</td></tr><tr><td><strong>Теплопровідність</strong></td><td>Висока (добре для охолодження)</td><td>Низька (добре для вогнезахисту)</td></tr><tr><td><strong>Виробництво</strong></td><td>Пресування/лиття/штампування</td><td>Холодне/гаряче штампування, профілювання</td></tr></tbody></table><h2>Інновація: індивідуально зварена заготовка у формі «хештега»</h2><p>Одним із найперспективніших досягнень 2025 року є застосування індивідуально зварених заготовок (TWB) для вирішення проблем «пружного відгинання», властивих штампуванню великих сталевих лотків. Примітний кейс із участю Cleveland-Cliffs та AutoForm продемонстрував новий підхід до штампування лотка акумулятора з однієї деталі за допомогою заготовки у формі «хештега (#)».</p><p>У цій конфігурації ультрависокоміцна AHSS використовується для плоского дна лотка, щоб забезпечити максимальний захист від дорожніх небезпек. Центральну панель лазерно зварюють із периферійною частиною з м’якшої, більш формоустійливої сталі. М’яка сталь формує бічні стінки та кути — області, які піддаються сильній деформації під час глибокого витягування.</p><p>Цей гібридний матеріал вирішує дві ключові проблеми:</p><ul><li><strong>Контроль пружного відгинання:</strong> штампування лотка виключно з AHSS часто призводить до сильного вигину (пружне відгинання) після вилучення з матриці, що робить неможливим досягнення необхідної плоскості для герметизації. Периферія з м’якої сталі поглинає напруження формування, стабілізуючи деталь.</li><li><strong>Ефективність процесу:</strong> дозволяє виконати штампування за один прохід, усуваючи потребу в окремих щитах днища, що зменшує кількість деталей і складність збирання.</li></ul><h2>Інженерія для запобігання відмовам: герметизація, термічні та безпечність</h2><p>Штампування корпусів акумуляторів ЕМ — це не просто формування металу; це задоволення суворих функціональних стандартів продуктивності. Корпус має бути фактично «коморою виживання» для модулів акумулятора.</p><h3>Герметизація та плоскість фланця</h3><p>Найважливіший показник якості для штампованого лотка акумулятора — плоскість фланця. Щоб відповідати класам захисту IP67 або IP68 (гарантуючи водонепроникність навіть при зануренні), поверхня з’єднання кришки з лотком має бути абсолютно плоскою. Галузеві стандарти зазвичай вимагають варіації плоскості не більше ніж <strong>±1,5 мм</strong> по всій довжині лотка. Досягнення цього вимагає використання передового програмного забезпечення моделювання для прогнозування та компенсації пружного відгинання металу на етапі проектування матриці.</p><h3>Утримання теплового пробою</h3><p>Вимоги до безпеки спонукають до нових матеріальних вимог. Організації, такі як UL Solutions, впровадили тести, наприклад <strong>UL 2596</strong>, які оцінюють матеріали корпусів у умовах теплового пробою. Хоча сталь природно витримує високі температури, алюмінієві корпуси часто потребують додаткових термозахисних покривал або слюдяних пластин, щоб запобігти прожиганню. Цікаво, що термопластикові композити починають конкурувати на цьому ринку: деякі матеріали утворюють захисний вуглецевий шар (інтумесценція), який діє як теплозахисний щит під час пожежі.</p><h3>Інтеграція безпеки при зіткненні</h3><p>Нарешті, штампований корпус сприяє загальній безпеці автомобіля при зіткненні. Під час тестів на бічний удар стовпом лоток акумулятора має передавати навантаження через штамповані поперечні елементи та ребра, щоб запобігти проникненню в модулі елементів. Глибоке витягування дозволяє інженерам безпосередньо інтегрувати ці жорсткі елементи в геометрію лотка, зменшуючи потребу у зварених підсиленнях і знижуючи загальну вагу.</p><h2>Висновок</h2><p>Штампування корпусів акумуляторів ЕМ представляє собою поєднання металургії, моделювання та прецизійного виробництва. Незалежно від того, чи використовується глибоко витягнутий алюміній для максимального запасу ходу, чи спеціально зварена сталь для безпечності за нижчою ціною, мета залишається однаковою: легкий, герметичний та стійкий до ударів корпус. Коли автовиробники в 2025 році прагнуть до більших обсягів та нижчих витрат, здатність штампувати складні однокомпонентні лотки з гібридних матеріалів визначатиме наступне покоління архітектури електромобілів.</p><section><h2>Поширені запитання</h2><h3>1. У чому різниця між глибоким витягуванням і прогресивним штампуванням для деталей ЕМ?</h3><p>Глибоке витягування використовується для великих безшовних компонентів із значною глибиною, таких як основний лоток акумулятора або «ванна», оскільки воно усуває зварені кути та шляхи протікання. Прогресивне штампування краще підходить для масового виробництва менших, складних деталей, таких як з’єднувачі, шини та кріплення, коли смуга металу формується послідовними кроками для максимальної швидкості та ефективності.</p><h3>2. Який матеріал кращий для корпусів акумуляторів: алюміній чи сталь?</h3><p>Це залежить від пріоритетів автомобіля. Алюміній вибирають для преміальних та довгохідних автомобілів, бо він значно легший (до 40% економії ваги), що покращує запас ходу. Сталь (зокрема AHSS) популярна для масових автомобілів, де пріоритетом є зниження вартості та кращий захист днища від ударів. Сталь також природно стійкіша до прориву полум’я під час подій теплового пробою.</p><h3>3. Чому плоскість фланця така важлива для штампованих лотків акумуляторів?</h3><p>Плоскість фланця має вирішальне значення для створення герметичного з’єднання між лотком акумулятора та кришкою. Якщо фланець відхиляється більше, ніж допустимий допуск (зазвичай ±1,5 мм), ущільнювальне кільце може неправильно прилягати, що призведе до проникнення води чи пилу (порушення стандарту IP67), що може спричинити катастрофічні короткі замикання або вихід акумулятора з ладу.</p></section>