導讀：電池作為新能源汽車中的核心部件，一直都是汽車制造業中關注的焦點。而結合工信部發布的《乘用車企業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2018年的市場情況，2019年國內新能源汽車市場大約將釋放100萬輛的產能，這也將帶動與動力電池相關產業產能的同步釋放。而壓力機產業也將隨之發生變革，將涌現出大量新機型、新沖壓工藝、新自動化生產模式，以滿足電池殼產業的需求。
動力電池的特點與市場應用分布
目前國內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，應用在汽車行業中所占的比例如圖1所示。
從市場應用比例來看，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，規則的形狀可以根據搭載產品的具體要求而進行定制化的設計。這些優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，可以更優化的搭配汽車設計需求，給汽車設計者更多的發揮空間。
方形電池殼的自動化生產研究
方形電池殼的自動化生產線搭配
方形電池殼的自動生產線為機械壓力機配合NC送料機和三次元機械手來實現自動化生產模式（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卡遠程監控系統，具有查詢壓力機監控系統狀態，累計沖壓次數，關機和工作時間等功能，隨時掌握壓力機生產效率，便于企業生產管理者計劃和排程，提高企業生產效率。
方形電池殼的沖壓工藝流程
根據方形電池殼的成形過程，采用落料拉深復合模、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模式就是采用級進模配合多工位壓力機進行生產。級進模由多個工位組成，屬于多任務序沖模，在一副模具內可以有沖孔、落料、折彎、拉深、切邊等多個工序（圖3）。各個工位按照產品的工藝順序關聯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，這樣就實現了一個行程完成多個沖壓工序的功能。這種生產模式可以減少使用多副模具的周轉和重復定位，提高生產效率和設備的利用率，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節能高效、超長續航里程的目標，對動力電池的容量要求也越來越大。根據市場統計，電池殼的發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，由于油壓機的生產節拍太慢，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，比如我公司已研發出ES2系列多工位長行程的壓力設備，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。臺面增大導致偏心負荷的問題出現，為了保證精度，針對這種大臺面的壓力機，通常采用八面導路稀油潤滑，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，傳統的曲軸式壓力機就不能滿足生產需要，伺服壓力機可以滿足生產工藝的要求，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備，通過控制滑塊快速下降，低速沖壓來實現材料的保壓，同時快速回升，較常規的曲軸式壓力機節能約30%。圖5為多連桿壓力機滑塊運動曲線圖。
結束語
結合目前國內新能源汽車的發展概況和調查統計，電池外殼的市場需求量未來可期。未來將會是物聯網時代，產品、模具、壓力機、周邊輔助設備將會通過計算機網絡實現智能化整合。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品，可以滿足生產高度數字化、網絡化、機器自組織化、無人化的作業模式，從而為搭建智慧工廠，實現智能制造打下堅實的基礎。
