NE时代

作为PACK的重要部分，电池壳体除了要作为电芯的物理载体外，还需要解决热管理、物理防护、耐腐蚀等难题，同时要尽可能做到轻量化，内部空间利用率也要尽可能高，以最大化实现PACK整体的能量密度。

在激烈竞争的大背景下，电池壳体是一个典型的既要、又要、还要的典型产品。既要轻量化，又要强度高，还要低成本、工艺简单。

OptiForm™便是麦格纳为应对这个难题推出一种创新一体式电池壳体方案。目前麦格纳已经完成OptiForm™的软模试制。电池壳体的投影尺寸达到了2.8m×1.5m，拉延深度160mm，几乎可以覆盖主流纯电电池包尺寸。

最新一期“黑科技来了”线上技术分享栏目中，麦格纳的技术专家详细解读了麦格纳这项创新技术背后的秘密。

01.

麦格纳OptiForm™，解决了一体式电池壳体的核心痛点

现在常见的电池壳体制造方式主要有两种，铝型材方案、辊压方案。

铝型材方案指的是把铝型材先加工成对应的形状，然后再焊接成一个整体。优势是重量轻，这主要得益于铝自身材料比较轻。同时耐腐蚀性能好，也更易加工，截面可以根据任意需求来调整，甚至可以直接集成水冷板，因此壳体内部空间利用率可以实现最大化。不过缺点也比较明显。一是铝材物理防护性能差，所以还需要额外增加框架结构，也是由多根型材焊接而成。二是铝合金材料价格高，无形中增加了PACK的成本。

辊压方案指的是采用高强度钢辊压成型横、纵梁，然后再焊接成一个整体，并和水冷板连接。相比于铝型材方案而言，很好的解决了材料成本的难题，而且钢材强度也天然强于铝型材。

不过两者都有一个共同的难题，那就是大量采用焊接工艺，导致焊缝数量多。焊缝增加之后带来两个方面的挑战。一是由于焊接会带来热输入导致变形风险，为了保证质量，每道焊缝都需要严格控制，工艺成本增加。二是PACK对密封性要求很高，而焊缝又是潜在的泄漏风险点。因此焊缝越多，风险也就越大。

在这种背景下，行业开始探索一体化电池壳体方案，而钢板冲压便是重点的方向之一。

钢板冲压指的是整块板材直接冲压成托盘。相比于前两种方案，大幅降低了焊缝数量，也就意味着降低了失效风险。并且还可以通过复用汽车行业成熟的冲压工艺获得，工艺成本也可得到控制。

而钢板冲压最大的问题是内部空间利用率的问题。众所周知，由于冲压过程中，整块钢板很容易开裂或起皱，所以传统冲压为保证成形，通常要留出较大的拔模角和圆角。这就导致虽然壳体外尺寸没变，但向外倾斜的侧壁和圆角占据了不小的内部空间。在同等外观尺寸下，内部空间要小于铝型材和高强钢辊压方案。这也就意味着如果选择一体式冲压方案就必须考虑牺牲一定的电池容量。

这也就是麦格纳OptiForm™多出的10%电池容量的意义所在。它不仅解决了壳体焊缝的难题，还意味着在同等外部尺寸下，麦格纳OptiForm™完美解决了冲压方案的核心痛点，最大化实现了内部空间的利用率。做到了两者兼顾。

具体来看，OptiForm™可以实现1.5°的拔模角、4mm的底部圆角和75mm的投影圆角，并且壳体的厚度可以控制在0.9-1.8mm的范围。

实现这一点其实很难。OptiForm™本质上是一个系统的解决能力。麦格纳从材料怎么选，到结构怎么设计，到成形工艺怎么做，再到仿真怎么优化，最终实现了OptiForm™的创新。

02.

对于安全防护，麦格纳给出了两种解法

如今，随着车身一体化技术的发展，安全防护也在发生着改变。对于PACK而言，目前主要有两种需求方向，非碰撞结构和传统的碰撞结构。

非碰撞结构顾名思义就是PACK不必考虑碰撞安全，碰撞能量完全由车身承担，电池壳体只完成安装电芯的任务即可。

在这种情况下，碰撞能力的路径是从车身门槛先传到电池壳体的侧壁，再通过壳体里的横梁，一路传到车身另一侧。

如果是这种车身结构设计，那么只需要加强电池壳体边梁即可。

对于常规的碰撞结构，也是当前的主要方案，电池包仍然承担一部分碰撞载荷。在这种情况下，OptiForm™托盘可以与热成型加强横梁、水冷板、灌胶层和局部补强结构组合，完全兼容现有平台。不同部位可以搭配高强钢、软钢和冲压补片，以满足侧碰和刚度要求。

不仅如此，底部防护因为用了高强钢和热成型托盘，底护板有望直接取消，可以进一步降低零件数量，重量也能改善。

因为新的安全防护方案涉及到车身的能力，这也是麦格纳另一系统能力的体现。麦格纳车身与底盘事业部拥有完整的产品工程开发能力，外覆盖件的制造能力，传统的冷冲压及热成型都有着丰富的经验。所以不仅是一体化壳体OptiForm™，车身电池集成化方面也能给出系统的解决方案，尤其是电池包非碰撞结构方案的优化，以帮助客户选择最优的解决路线。

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