安赛乐米塔尔S-in Motion?钢制电池包设计
随着电动车电量和续航里程的不断增加 ， 电池包安全问题越来越被重视 。 今年5月 ， 由工业和信息化组织部制定的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》强制性国家标准发布 。 一方面 ， 对电池包涉及到乘员安全的性能提出更严苛的要求；另一方面 ， 对电池包本身产品性能评估放宽 ， 主机厂可根据实际需求自行定义 ， 使得电池包保护策略更灵活 。 新国标之下 ， 如何平衡电池包安全、性能、轻量化和成本之间的问题？
自2010年推出后 ， 安赛乐米塔尔S-inmotion?解决方案已经证明可以最实惠的成本 ， 使汽车变得更轻、更坚固和更安全 。 近期全球最大汽车用钢生产企业安赛乐米塔尔（ArcelorMittal） ， 推出了全新S-inmotion纯电动汽车用钢解决方案 。 该款全新纯电动汽车配置 ， 包括安赛乐米塔尔在最新S-inmotion?白车身和S-inmotion?钢制电池包解决方案 。 为了让这一先进高强度钢（AHSS）和智能解决方案可视化 ， 该司通过在线3D配置 ， 展示如何利用该方案 ， 满足生产商的一系列性能指标 ， 比如轻量化、安全性、成本和可持续性等标准 。
【安赛乐米塔尔S-in Motion?钢制电池包设计】一、钢仍然是可持续循环经济中的重要材料
来几年 ， 随着车辆排放标准从衡量尾气向评价整个生命周期的影响转变 ， 环境目标的重要性将与日俱增 。 欧盟委员会希望 ， 到2023年 ， 建立一个共同方法 ， 评估车辆使用寿命期间的CO2当量排放物 。 预计该方法将从2030年起被纳入欧洲立法 。 其他国家和地区也可能效仿这一做法 。
“事实上 ， 比起铝等替代材料 ， 钢部件的CO2排放量最低 。 ”安赛乐米塔尔公司全球汽车营销部长FredericPAinchault说 ， “对于白车身来说 ， 由AHSS钢制造的汽车部件的CO2排放量 ， 还不足等效铝部件的一半；而比起碳纤维增强塑料部件 ， 其排放量还不到三分之一 。 此外 ， 钢铁可以100%回收利用 ， 因为具有生命周期分析（LCA）效益 ， 所以钢仍然是可持续循环经济中的重要材料 。 ”
二、安赛乐米塔尔S-inmotion?钢制电池包设计
1.轻量化
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安赛乐米塔尔S-inmotion?钢制电池包技术方案的用材以超高强钢为主 ， 关键部位（骨架、底部）使用先进高强钢 ， 包括铝硅镀层热成形材料Usibor?2000、Usibor?1500和新型涂层材料MartINsite?1500 ， 应用部位如上图所示 。 高强钢材料的运用以保证在满足性能的前提下 ， 有效控制电池包的整体重量 ， 其中电池盒结构只占总电池包重量的20% 。
2.成本降低
通过对零件的截面设计优化 ， 整个电池包结构只采用了四种横截面 ， 大大降低了模具的成本投入；此外 ， 所有梁结构采用辊压成形工艺 ， 底盖板、上盖板、冷却板采用方板件设计及简单的浅冲压或开孔工艺 ， 使得电池包整体材料利用率达到90%以上 ， 可有效控制成本 ， 且适应主机厂各类产量需求 。
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相比铝制电池包 ， 钢制电池包降本潜力巨大 。 根据安赛乐米塔尔研发中心结合市面数据调查公司的研究 ， 在批量生产制造中 ， 钢制电池包比铝制电池包节省约三分之一的成本（以2018年C级车60kWh电量电池包为例） ， 主要体现在钢替铝材料以及成型工艺的差异上 。
3.满足电池安全标准
电池电动汽车的行驶里程 ， 是消费者购买车辆时最重要的衡量标准之一 。 原始设备制造商积极制定增加里程的战略方案 ， 通常会为电池提供最大限度可用空间 ， 这就限制了在发生碰撞时 ， 吸收能量的初始空间 。 JérmeFavero称：“为了能在侧面发生碰撞时保护乘客 ， 必须加强汽车车身侧面的防入侵性能 。 新型高性能马氏体钢种MartINsite? ， 最高抗拉强度可达2000MPa ， 是最好和最具成本效益的应用解决方案 。 ”
通过数值模拟和模态分析 ， 安赛乐米塔尔S-inmotion?钢制电池包设计方案可满足目前市面上最严苛且高于国家电池安全标准的挤压、底部侵入、振动、跌落等电池工况测试 。
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4.耐火性能
另外 ， 钢制电池包相较于复合材料或铝制电池包具有更好的耐火性 。 针对危险情况下5分钟的乘客避险时间的最新热扩散法规要求 ， 钢制电池包表现更突出 ， 能够降低电池包发生热扩散而导致的危险性 。
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综合成本和性能要求 ， 钢制电池包已成为未来发展趋势 。
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