新能源汽车用动力电池钢壳是典型薄壁空心筒形件,在多步高速深冲成形过程中,在实现壁厚减薄的同时,电池钢壳制品危险区域容易出现局部过度减薄,甚至拉裂等缺陷,严重影响其合格率,迫切需要优化电池钢壳的深冲生产工艺,提高产品合格率。由等壁厚拉深和变薄拉深组成复合成形方法充分发挥了材料塑性变形能力,在减少加工工序的同时,使金属获得较大的变形量。通过等壁拉深工艺,起到预成形效果,该过程中壁厚变化较小,试样再经由多次直径变化较小的变薄拉深过程,直至最终零件成品。本论文利用有限元数值模拟和拉深实验对电池钢壳多步拉深过程进行研究,首先对电池壳用钢材料进行单向拉伸实验、成形极限图等测试,获得所需材料特性参数,通过ABAQUS有限元软件建立电池钢壳等壁拉深-变薄拉深复合成形过程的有限元模型,通过单因素和多因素正交实验,对多步成形过程中材料应力、应变和材料厚度分布、拉深载荷等数据进行模拟分析,获得模具参数和工艺参数对多步拉深成形质量的影响规律。在模拟研究结果基础上,设计开发多步拉深模具,开展四步等壁拉深和两步变薄拉深复合成形实验,通过对比壁厚模拟结果和实测值,验证了有限元模型的准确性。并对各工序主要部位微观组织和表面粗糙度进行观测,结果发现:零件各部位晶粒分布不均匀,随着变形工序的增加,晶粒沿着拉深方向被拉长,整体流线形较为明显。结合32650型电池钢壳拉深工序优化,变薄拉深涉及阶梯式模具,使其壁厚最小值减薄至0.25mm,电池壳单体减重达28.6%,实现32650型电池钢壳壳体轻量化,并对各拉深工序表面硬度进行测试,发现随着工序的增加,表面硬度逐渐增加,成品零件表面硬度达到后期使用抗压要求;针对18650型电池钢壳拉深工艺后几步拉深凹凸模成形进行优化,提出模具端部采用多段圆弧形设计,对防止端部起皱起到了关键作用。上述研究工作为电池钢壳的深冲工艺优化积累了经验,为动力电池钢壳的开发提供了参考数据。