導(dǎo)讀：電池作為新能源汽車中的核心部件，一直都是汽車制造業(yè)中關(guān)注的焦點。而結(jié)合工信部發(fā)布的《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》，2018年、2019年、2020年新能源汽車要分別達到8%、10%、12%的比例。但根據(jù)2018年的市場情況，2019年國內(nèi)新能源汽車市場大約將釋放100萬輛的產(chǎn)能，這也將帶動與動力電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能的同步釋放。而壓力機產(chǎn)業(yè)也將隨之發(fā)生變革，將涌現(xiàn)出大量新機型、新沖壓工藝、新自動化生產(chǎn)模式，以滿足電池殼產(chǎn)業(yè)的需求。
動力電池的特點與市場應(yīng)用分布
目前國內(nèi)汽車鋰電池殼的外形可以分為三大類：圓形、方形和特殊形狀，應(yīng)用在汽車行業(yè)中所占的比例如圖1所示。
從市場應(yīng)用比例來看，方形最受車企青睞。主要是因為方形電池能量密度和容量更大，壽命更長，規(guī)則的形狀可以根據(jù)搭載產(chǎn)品的具體要求而進行定制化的設(shè)計。這些優(yōu)點可以滿足各種車系車型的需求，提升了方形電池的兼容性，可以更優(yōu)化的搭配汽車設(shè)計需求，給汽車設(shè)計者更多的發(fā)揮空間。
方形電池殼的自動化生產(chǎn)研究
方形電池殼的自動化生產(chǎn)線搭配
方形電池殼的自動生產(chǎn)線為機械壓力機配合NC送料機和三次元機械手來實現(xiàn)自動化生產(chǎn)模式（圖2）。通過自動送料，自動出件，安全檢測，模具識別裝置，自動換模小車等自動化裝置，操作簡單，安全可靠。另外機械壓力機可以選配SIM卡遠程監(jiān)控系統(tǒng)，具有查詢壓力機監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，累計沖壓次數(shù)，關(guān)機和工作時間等功能，隨時掌握壓力機生產(chǎn)效率，便于企業(yè)生產(chǎn)管理者計劃和排程，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。
方形電池殼的沖壓工藝流程
根據(jù)方形電池殼的成形過程，采用落料拉深復(fù)合模、拉深模和整形切邊模等多個模具沖壓，按照以前的生產(chǎn)工藝需要多臺壓力機配合才能沖壓出成品。
目前比較先進的生產(chǎn)模式就是采用級進模配合多工位壓力機進行生產(chǎn)。級進模由多個工位組成，屬于多任務(wù)序沖模，在一副模具內(nèi)可以有沖孔、落料、折彎、拉深、切邊等多個工序（圖3）。各個工位按照產(chǎn)品的工藝順序關(guān)聯(lián)完成不同的沖壓加工，配合送料機按照一個固定的步距將材料向前移動，這樣就實現(xiàn)了一個行程完成多個沖壓工序的功能。這種生產(chǎn)模式可以減少使用多副模具的周轉(zhuǎn)和重復(fù)定位，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備的利用率，便于與自動化配合，同時減少壓力機的投入和半成品的運輸及存儲。
壓力機的搭配選擇
新能源汽車為了實現(xiàn)節(jié)能高效、超長續(xù)航里程的目標，對動力電池的容量要求也越來越大。根據(jù)市場統(tǒng)計，電池殼的發(fā)展趨勢是更寬更長而不是更高。因為從市場的使用情況來看，針對行程超過600mm的基本都用油壓機，由于油壓機的生產(chǎn)節(jié)拍太慢，所以主流市場還是采用行程≤600mm的機械壓力機，電池殼的高度盡量不做太高。
而機械壓力機方面，鑒于曲軸制作工藝的限制和成本的考量，行程超過450mm的基本都采用偏心齒輪式的壓力機，比如我公司已研發(fā)出ES2系列多工位長行程的壓力設(shè)備，完全可以滿足長拉深行程的需求（圖4）。
但是更寬更長的電池殼才是未來的主流，增加寬度和長度，模具相對應(yīng)的會加大，不同工位的步距也將加大，這就需要增大壓力機的臺面。臺面增大導(dǎo)致偏心負荷的問題出現(xiàn)，為了保證精度，針對這種大臺面的壓力機，通常采用八面導(dǎo)路稀油潤滑，精度可以達到JIS一級標準。
另外電池蓋需要壓印成形，這就需要在沖壓過程中通過一定的保壓來控制材料的反彈，傳統(tǒng)的曲軸式壓力機就不能滿足生產(chǎn)需要，伺服壓力機可以滿足生產(chǎn)工藝的要求，但是價格過于昂貴。鑒于此種問題，可以采用曲軸加連桿的多連桿壓力設(shè)備，通過控制滑塊快速下降，低速沖壓來實現(xiàn)材料的保壓，同時快速回升，較常規(guī)的曲軸式壓力機節(jié)能約30%。圖5為多連桿壓力機滑塊運動曲線圖。
結(jié)束語
結(jié)合目前國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展概況和調(diào)查統(tǒng)計，電池外殼的市場需求量未來可期。未來將會是物聯(lián)網(wǎng)時代，產(chǎn)品、模具、壓力機、周邊輔助設(shè)備將會通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)智能化整合。多工位壓力機配合CN送料機和三次元機械手使用，通過模具自動識別、自動檢測，同時搭配遠程控制模塊，針對這種大批量的沖壓產(chǎn)品，可以滿足生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機器自組織化、無人化的作業(yè)模式，從而為搭建智慧工廠，實現(xiàn)智能制造打下堅實的基礎(chǔ)。
