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Os veículos elétricos chegaram ao mercado demonstrando novas tecnologias e novos desafios para os OEMs e seus fornecedores. Um foco significativo da investigação e desenvolvimento atuais tem sido relacionado com a química das células, que está a melhorar a um ritmo acelerado. Além disso, são exigidos novos requisitos em termos de segurança e desempenho, o que faz com que a bandeja da bateria evolua constantemente. Neste sentido, a Gestamp define uma solução inovadora de caixa de baterias em aço, que pode ser aplicada nos mais diversos segmentos de veículos elétricos.

Quatro requisitos básicos foram estabelecidos para este sistema revolucionário: Alta capacidade energética, estampagens com alta conformabilidade, processo de montagem simplificado e alto desempenho de segurança. Esses quatro pilares foram utilizados para desenvolver o primeiro conceito cell-to-pack. As travessas foram excluídas, permitindo mais espaço para células adicionais. Os gabinetes foram redesenhados aproveitando ligas de aço de estampagem extra profunda. As tecnologias de união foram selecionadas levando em consideração o consumo de energia do processo para diminuir a distorção final e melhorar a qualidade da montagem final.

O novo design da caixa de bateria em aço da Gestamp alcançou um aumento de armazenamento de energia de 15% usando a mesma embalagem externa. Os componentes possuem geometrias simples com alto grau de fabricação. A carroceria e o compartimento da bateria funcionam como um sistema holístico, resultando em uma solução de alto desempenho em colisões e mais leve.

Com o rápido crescimento do mercado de veículos elétricos (EV), a segurança geral da bateria torna-se cada vez mais importante. Uma das tarefas mais desafiadoras é minimizar a intrusão no compartimento da bateria durante a colisão sob carga de impacto lateral. O balancim e o reforço do balancim são críticos para a resistência da área periférica local para absorver a carga lateral. Neste estudo, é proposto um projeto de tubos de aço empilhados verticalmente (CVST) para o reforço do balancim, utilizando classes de aço de 1500 e 1200 MPa. Seu desempenho é avaliado em relação a um projeto de extrusão de alumínio comparável. Com paridade de massa, o projeto CVST alcança melhor desempenho no pico de força na análise de flexão de três pontos. São avaliadas suas vantagens em termos de custo do design simples de tubo de aço, bem como as emissões de gases de efeito estufa em comparação com soluções de alumínio extrudado.

Condições de carga proporcionais ideais com caminhos de deformação linear raramente são encontradas em aplicações automotivas de conformação e fratura. Apesar disso, a maioria dos modelos de formação e fratura, como curvas limite de formação e superfícies de fratura fenomenológicas, foram propostas sob a suposição de caminhos de deformação lineares. No presente estudo, a influência de caminhos de deformação não lineares no comportamento de fratura do aço automotivo DP1180 foi investigada experimentalmente. O DP1180 foi submetido a históricos de deformação bilinear, sendo o primeiro caminho o alongamento proporcional no plano em condições uniaxiais, de deformação plana e biaxiais iguais. Os cupons de fratura foram então extraídos e testados para o segundo estágio de carregamento, do cisalhamento à tensão biaxial. Os dados experimentais foram então usados ​​para avaliar modos de fratura fenomenológica populares usados ​​na indústria e na academia, como os modelos de dano Johnson-Cook e GISSMO. É mostrado que modelos fenomenológicos de fratura que empregam indicadores de danos baseados em deformações podem resultar em erros significativos em caminhos de deformação não lineares. Uma abordagem de modelagem alternativa é proposta definindo um “potencial de fratura” baseado em tensão que pode ser calibrado com dados de teste proporcionais e requer um modelo de dano fenomenológico para carregamento não linear. Finalmente, são discutidas recomendações e melhores práticas para minimizar os testes necessários para caracterizar o comportamento constitutivo e de fratura em aplicações de colisão.

Os OEMs estão avançando rapidamente em direção à eletrificação de suas frotas de veículos. Esta transição do trem de força do motor de combustão interna (ICE) para veículos elétricos a bateria (BEV) apresenta uma oportunidade significativa para o aço, especialmente com gabinetes de bateria. Embora muitos OEMs considerem ativamente gabinetes de bateria de aço para veículos menores do mercado de massa, eles tendem a usar gabinetes de alumínio para plataformas maiores. A preferência pelo alumínio pode ser atribuída à necessidade de redução de peso, à não disponibilidade de projetos de aço eficientes para benchmarking, aos curtos tempos de programa para projetos detalhados e à falta de projetos leves sendo desenvolvidos e promovidos por fornecedores de nível. A ArcelorMittal desenvolveu uma família de aços soluções de gabinete de bateria para atender às necessidades específicas e variadas de nossos clientes automotivos. Essas soluções combinam design inovador com o uso criterioso dos tipos de aço disponibilizados pela ArcelorMittal. Algumas opções incluem: