CN103302867B - 一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法 - Google Patents

一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法，所述电池盒总成分为电池盒上盖总成和电池盒托盘总成，在组装好电池后，电池盒上盖总成扣在电池盒托盘上；其中电池盒上盖总成采用SMC经压制步骤、打孔步骤和装配步骤制成；电池盒托盘总成采用SMC经压制步骤、打孔步骤、电池盒托盘外部铁件的粘结步骤、电池盒托盘内部铁件的粘结步骤、装配步骤制成。本发明制成的纯电动汽车电池盒总成具有优良的耐老化性能、耐腐蚀性能、阻燃和低的发烟密度，能在广泛的温度范围内保持良好的强度和在恶劣环境下良好的耐溶剂性。重量较轻，符合当前汽车轻量化的趋势。

Description

一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法
技术领域
本发明涉及电动汽车配件制造技术领域，特别涉及一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法。
背景技术
整车轻量化始终是汽车技术重要的研究内容。纯电动汽车的优点有：1)无污染、噪声小；2)结构简单，使用维修方便；3)能量转换效率高；同时可回收制动、下坡时的能量，提高能量的利用效率；4)可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用。
但是纯电动汽车由于布置了电池组，整车重量增加较多，轻量化问题更加突出。电动车的电池盒的设计既要密封、防水、防尘，又要绝缘，因此盒体材料的选择和优化就显得尤为重要。所以纯电动汽车必须积极采用轻质材料，减轻整车质量。
纤维增加树脂复合材料与传统的金属材料相比，它具有如下几个优点：
a)高比强度、高比模量。用它来代替金属材料可达到明显的减重效果。
b)可设计性。由于控制FRP性能的因素很多，增强剂性能、基本类型、铺层方式等都可以根据使用目的和要求不同而进行选择，因而易于对电池盒的结构可以进行最优化设计。
c)热膨胀系数低，尺寸稳定。保证制成的产品不变形
c)耐腐蚀。FRP的耐腐蚀性比金属材料如钢、铝要好得多。
d)耐疲劳。多数金属材料的疲劳极限仅为其拉伸强度的30％-50％，而CFRP复合材料可达到70％-80％。
e)减震性好
f)高温下能吸收大量热量，是良好的耐烧蚀性材料。
由以上论述可以得出，使用复合材料制作电动车电池盒是很好的选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有金属材料制成的纯电动汽车的电池盒所存在的问题而提供一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法。该方法是采用纤维增强复合材料制成电池盒总成。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法，所述电池盒总成分为电池盒上盖总成和电池盒托盘总成，在组装好电池后，电池盒上盖总成扣在电池托盘上；其中电池盒上盖总成由以下步骤制备而成：
1、压制步骤
准备制备电池盒盖的电池盒盖成型模具，该电池盒成型模具包括电池盒盖成型上模和电池盒盖成型下模，在电池盒盖成型上模和电池盒盖成型下模的型面上喷外脱模剂，然后将裁减成规定尺寸的长方形SMC原材料铺设在电池盒盖成型下模上，加热电池盒盖成型上模温度至138～142℃，电池盒盖成型下模温度至133～138℃；合上电池盒盖成型上模，置入热压机中，在加压压力1000～1100t，固化3～4min，固化成型后取出电池盒盖；
2、打孔步骤
清理打孔工装及电池盒上盖表面，不允许有杂质存在；把步骤1制备的电池盒上盖固定放在打孔夹具上，调用电池盒上盖打孔程序采用五轴打孔机进行打孔；打孔结束之后，清理电池盒上盖表面，打开打孔夹具，取出打孔好的电池盒上盖；
3、装配步骤
在打孔好的电池盒上盖安装一个M6卡扣；
所述电池盒托盘总成由以下步骤制备而成：
A、压制步骤
准备制备电池盒托盘的电池盒托盘成型模具，该电池盒托盘成型模具包括电池盒托盘成型上模和电池盒托盘成型下模，在电池盒托盘成型上模和电池盒托盘成型下模的型面上喷外脱模剂，然后将裁减成规定尺寸的长方形SMC原材料铺设在电池盒托盘成型下模上，加热电池盒托盘成型上模温度至158～163℃，电池盒盖成型下模温度至150～155℃；合上电池盒托盘成型上模，置入热压机中，在加压压力1300～1400t，固化6～8min，固化成型后取出电池盒托盘；
B、打孔步骤
清理打孔工装及电池盒托盘表面，不允许有杂质存在；把步骤A制备的电池盒托盘固定在打孔夹具上；调用电池盒托盘打孔程序采用五轴打孔机进行打孔；打孔结束之后，清理电池盒托盘表面，打开打孔夹具，取出打孔好的电池盒托盘；
C、电池盒托盘外部铁件的粘结步骤
首先清理粘结工装，并试用一下粘结工装，确保工装能正常工作；然后打磨电池盒托盘需要粘结外部铁件的部位；接着在打磨的部位试装外部铁件，确保外部铁件与电池盒托盘的外打磨部位能配套良好；再次清理电池盒托盘表面，不允许有任何杂质存在；用酒精清洗打磨过的外打磨部位并涂胶；涂胶后将外部铁件粘接在涂胶部位，然后将粘结有外部铁件电池盒托盘固定在粘结工装上，固定好以后在加压压力4.8～5.2Mpa条件下加压预固化，其中加压温度为10-25℃时，加压时间为60～80min，加压温度为25-35℃时，加压时间为.45～60min，加压温度为35℃以上时，加压时间为35～45min；加压粘结结束之后，打开粘结工装取出电池盒托盘，放在水平处，常温固化24个小时后进入下一步；
D、电池盒托盘内部铁件的粘结步骤
首先清理粘结工装，并试用一下粘结工装，确保工装能正常工作；然后打磨电池盒托盘需要粘结内部铁件的部位；接着在打磨的部位试装内部铁件，确保内部铁件与电池盒托盘的内打磨部位能配套良好；再次清理电池盒托盘表面，不允许有任何杂质存在；用酒精清洗打磨过的内打磨部位并涂胶；涂胶后将内部铁件粘接在涂胶部位，然后将粘结有内部铁件电池盒托盘固定在粘结工装上；固定好以后在加压压力4.8～5.2Mpa条件下加压预固化，其中加压温度为10-25℃时，加压时间为60～80min，加压温度为25-35℃时，加压时间为45～60min，加压温度为35℃以上时，加压时间为30～45min；加压粘结结束之后，打开粘接工装取出电池盒托盘，放在水平处，常温固化24个小时后进入下一步；
E、装配步骤
在打孔好的电池盒盖安装32个M5卡扣。
在上述步骤1中，使用的长方形SMC原材料密度为1.45g/cm3。
在上述步骤1中，加压压力为1100t，电池盒盖成型上模温度为140℃，电池盒盖成型下模温度为135℃，固化时间为3min。
在上述步骤A中，使用的长方形SMC原材料密度为1.8g/cm3。
在上述步骤A中，加压压力为1400t，电池盒托盘成型上模温度为150℃，电池盒托盘成型下模温度至145℃，固化时间为8min。
在上述步骤C中，加压压力为5Mpa，加压温度为10-25℃时，加压时间为70min，加压温度为25-35℃时，加压时间为45min，加压温度为35℃以上时，加压时间为30min。
在上述步骤D中，加压压力为5Mpa，加压温度为10-25℃时，加压时间为70min，加压温度为25-35℃时，加压时间为45min，加压温度为35℃以上时，加压时间为30min。
在上述步骤C中，涂胶方式为v型涂胶再加直线涂胶。
在上述步骤D中，涂胶方式为直线涂胶。
所述加压温度均为加压时的室温。
本发明制备的纯电动汽车电池盒与金属材质制成的电池盒相比，具有如下优点：
1、电池盒盖使用的密度1.45g/cm3SMC原材料，电池盒托盘使用密度1.8g/cm3SMC原材料，金属中较轻的铝为2.7，符合当前汽车轻量化的趋势；也符合保证材料性能的同时，使用最优材料。
2、在恶劣环境下表现出良好的耐腐蚀性能：电池盒里面需安装电池组件，在使用的过程中，电池会放热，同时释放一些具有腐蚀性的气体，本发明的SMC原材料具有良好的耐腐蚀性能，可以延长电池盒的寿命。
3、尺寸精确，稳定性好，纯电动车电池盒表面积比较大，如使用金属材料，变形量很大，不能满足要求，本发明的SMC原材料在冷却定型之后，基本不发生形变。且复合材料在广泛的温度范围内能保持良好的强度；
4、阻燃和低的发烟密度；
5、在恶劣环境下良好的耐溶剂性；
6、优良的耐老化性能；电池盒总装价值很高，因此对电池盒的寿命有严格要求，复合材料具有优良的耐老化性能，经久耐用，可以满足此项要求。
附图说明
图1为本发明的电池盒上盖总成结构示意图。
图2为本发明的电池盒托盘总成结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实际，进一步阐述本发明。
以下实施例，除非有特别规定，其所采用制作电池盒上盖的SMC材料为爱蒂复合材料(上海)有限公司制备的，其型号为SMC AC208-LD；制作电池盒托盘的SMC材料为律通复合材料(上海)有限公司制备的，其型号为SMC 1400，采用的双组分胶为依工聚合和流体化学工业，中国出品的一种双组份胶，其型号MA422。
实施例
一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法，所述电池盒总成分为电池盒上盖总成和电池盒托盘总成，在组装好电池后，电池盒上盖总成扣在电池托盘上；其中电池盒上盖总成由以下步骤制备而成：
1、压制步骤
准备制备电池盒盖的电池盒盖成型模具，该电池盒成型模具包括电池盒盖成型上模和电池盒盖成型下模，在电池盒盖成型上模和电池盒盖成型下模的型面上喷外脱模剂，然后将裁减成1200mmx600mm的长方形SMC原材料铺设在电池盒盖成型下模上，铺料重量为7.8kg，铺料面积为模具下模型表面积的60％；铺料好以后加热电池盒盖成型上模温度至140℃，电池盒盖成型下模温度至135℃；合上电池盒盖成型上模，置入热压机中，在加压压力1100t，固化4min，固化成型后取出图1所示的电池盒上盖100；长方形SMC原材料的密度为1.45g/cm3。
2、打孔步骤
清理打孔工装及电池盒上盖表面，不允许有杂质存在；把步骤1制备的电池盒盖固定放在打孔夹具上，调用电池盒盖打孔程序采用五轴打孔机和直径为7mm的钻头打33个孔110；打孔结束之后，清理电池盒盖表面，打开打孔夹具，取出打孔好的电池盒盖；
3、装配步骤
在打孔好的电池盒盖安装一个M6卡扣120；完成图1所示的电池盒上盖的装配。
电池盒托盘总成由以下步骤制备而成：
A、压制步骤
准备制备电池盒托盘的电池盒托盘成型模具，该电池盒托盘成型模具包括电池盒托盘成型上模和电池盒托盘成型下模，在电池盒托盘成型上模和电池盒托盘成型下模的型面上喷外脱模剂，然后将裁减成900mmx600mm长方形SMC原材料铺设在电池盒盖成型下模上，铺料重量为8.6kg，铺料面积为模具下模型表面积的50％；铺料好以后加热电池盒盖成型上模温度至150℃，电池盒盖成型下模温度至145℃；合上电池盒托盘成型上模，置入热压机中，在加压压力1400t，固化8min，固化成型后取出电池盒托盘200；
B、打孔步骤
清理打孔工装及电池盒托盘表面，不允许有杂质存在；把步骤A制备的电池盒托盘固定在打孔夹具上；调用电池盒托盘打孔程序采用五轴打孔机和直径为6.5mm的钻头打一个孔位和直径为8.5mm的钻头打32个孔位210；打孔结束之后，清理电池盒托盘表面，打开打孔夹具，取出打孔好的电池盒托盘；
C、电池盒托盘外部铁件的粘结步骤
首先清理粘结工装，并试用一下粘结工装，确保工装能正常工作；然后打磨电池盒托盘需要粘结外部铁件的部位；接着在打磨的部位试装外部铁件，确保外部铁件与电池盒托盘的外打磨部位能配套良好；再次清理电池盒托盘表面，不允许有任何杂质存在；用酒精清洗打磨过的外打磨部位并涂胶；涂胶后将外部铁件粘接在涂胶部位，然后将粘结有外部铁件220的电池盒托盘200固定在粘结工装上，固定好以后在加压压力5Mpa条件下加压预固化，加压时间为90min；加压粘结结束之后，打开粘结工装取出电池盒托盘，放在水平处，常温固化24个小时后进入下一步；
(1)清理粘结工装，并试用一下工装，确保工装能正常工作；
(2)打磨电池盒托盘需要粘结外部铁件的部位；
(3)试装铁件，确保铁件与产品能配套良好；
(4)清理产品表面，不允许有任何杂质存在；
(5)用酒精清洗打磨过的地方，并涂胶(涂胶方式为v型涂胶再加直线涂胶)；
涂胶后将外部铁件220粘接在涂胶部位，然后将粘结有外部铁件220的电池盒托盘200固定在粘结工装上，固定好以后在加压压力5Mpa条件下加压预固化，加压时间为90min；加压粘结结束之后，打开粘结工装取出电池盒托盘，放在水平处，常温固化24个小时后进入下一步；
D、电池盒托盘内部铁件230的粘结步骤
(1)清理粘结工装，并试用一下工装，确保工装能正常工作；
(2)打磨需要粘结的部位；
(3)试装铁件，确保铁件与产品能配套良好；
(4)清理产品表面，不允许有任何杂质存在；
(5)用酒精清洗打磨过的地方，并涂胶，涂胶方式为直线涂胶；
(6)、涂胶后，首先安装橘黄色垫圈，后安装铁片，然后安装黑色垫圈，最后安装螺母，后再用30N×m的扭力扳手扭紧，具体步骤如下；
(a)安装黄色垫圈；
(b)安装铁片；
(c)安装黑色垫圈与螺母；
(d)用扭矩为30N.m的扭矩扳手，扭到位；
然后将粘结有内部铁件电池盒托盘固定在粘结工装上；固定好以后在加压压力5Mpa条件下加压预固化，其中加压温度为17℃，加压时间为70min；加压粘结结束之后，打开粘接工装取出电池盒托盘，放在水平处，常温固化24个小时后进入下一步；
E、装配步骤
在打孔好的电池盒盖安装32个M5卡扣240。

Claims (10)

1.一种制作纯电动汽车电池盒总成的方法，所述电池盒总成分为电池盒盖总成和电池盒托盘总成，在组装好电池后，电池盒总成扣在电池盒上；其特征在于：
所述电池盒盖总成由以下步骤制备而成：
1]、压制步骤
准备制备电池盒盖的电池盒上盖成型模具，该电池盒上盖成型模具包括电池盒上盖成型上模和电池盒上盖成型下模，在电池盒上盖成型上模和电池盒上盖成型下模的型面上喷外脱模剂，然后将裁减成规定尺寸的长方形SMC原材料铺设在电池盒盖成型下模上，加热电池盒上盖成型上模温度至138～142℃，电池盒上盖成型下模温度至133～138℃；合上电池盒上盖成型上模，置入热压机中，在加压压力1000～1100t，固化3～4min，固化成型后取出电池盒上盖；
2]、打孔步骤
清理打孔工装及电池盒上盖表面，不允许有杂质存在；把步骤1制备的电池盒上盖固定放在打孔夹具上，调用电池盒上盖打孔程序采用五轴打孔机进行打孔；打孔结束之后，清理电池盒上盖表面，打开打孔夹具，取出打好孔的电池盒上盖；
3]、装配步骤
在打孔好的电池盒上盖安装一个M6卡扣；所述电池盒托盘总成由以下步骤制备而成：
A、压制步骤
准备制备电池盒托盘的电池盒托盘成型模具，该电池盒托盘成型模具包括电池盒托盘成型上模和电池盒托盘成型下模，在电池盒托盘成型上模和电池盒托盘成型下模的型面上喷外脱模剂，然后将裁减成规定尺寸的长方形SMC原材料铺设在电池盒托盘成型下模上，加热电池盒托盘成型上模温度至158～163℃，电池盒托盘成型下模温度至150～155℃；合上电池盒托盘成型上模，置入热压机中，在加压压力1300～1400t，固化6～8min，固化成型后取出电池盒托盘；
B、打孔步骤
清理打孔工装及电池盒托盘表面，不允许有杂质存在；把步骤A制备的电池盒托盘固定在打孔夹具上；调用电池盒托盘打孔程序采用五轴打孔机进行打孔；打孔结束之后，清理电池盒托盘表面，打开打孔夹具，取出打孔好的电池盒托盘；
C、电池盒托盘外部铁件的粘结步骤
首先清理粘结工装，并试用一下粘结工装，确保工装能正常工作；然后打磨电池盒托盘需要粘结外部铁件的部位；接着在打磨的部位试装外部铁件，确保外部铁件与电池盒托盘的外打磨部位能配套良好；再次清理电池盒托盘表面，不允许有任何杂质存在；用酒精清洗打磨过的外打磨部位并涂胶；涂胶后将外部铁件粘接在涂胶部位，然后将粘结有外部铁件电池盒托盘固定在粘结工装上，固定好以后在加压压力4.8～5.2MPa条件下加压预固化，其中加压温度为10-25℃时，加压时间为60～80min，加压温度为25℃以上-35℃时，加压时间为45～60min，加压温度为35℃以上时，加压时间为35～45min；加压粘结结束之后，打开粘结工装取出电池盒托盘，放在水平处，常温固化24个小时后进入下一步；
D、电池盒托盘内部铁件的粘结步骤
首先清理粘结工装，并试用一下粘结工装，确保工装能正常工作；然后打磨电池盒托盘需要粘结内部铁件的部位；接着在打磨的部位试装内部铁件，确保内部铁件与电池盒托盘的内打磨部位能配套良好；再次清理电池盒托盘表面，不允许有任何杂质存在；用酒精清洗打磨过的内打磨部位并涂胶；涂胶后将内部铁件粘接在涂胶部位，然后将粘结有内部铁件电池盒托盘固定在粘结工装上；固定好以后在加压压力4.8～5.2MPa条件下加压预固化，其中加压温度为10-25℃时，加压时间为60～80min，加压温度为25℃以上-35℃时，加压时间为45～60min，加压温度为35℃以上时，加压时间为30～45min；加压粘结结束之后，打开粘接工装取出电池盒托盘，放在水平处，常温固化24个小时后进入下一步；
E、装配步骤
在打孔好的电池盒盖安装32个M5卡扣。
2.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤1]中，使用的长方形SMC原材料密度为1.45g/cm3。
3.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤1]中，加压压力为1100t，电池盒盖成型上模温度为140℃，电池盒盖成型下模温度为135℃，固化时间为3min。
4.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤A中，使用的长方形SMC原材料密度为1.8g/cm3。
5.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤A中，加压压力为1400t，电池盒托盘成型上模温度为160℃，电池盒托盘成型下模温度至150℃，固化时间为8min。
6.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤C中，加压压力为5Mpa，加压温度为10-25℃时，加压时间为70min，加压温度为25℃以上-35℃时，加压时间为45min，加压温度为35℃以上时，加压时间为30min。
7.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤D中，加压压力为5Mpa，加压温度为10-25℃时，加压时间为70min，加压温度为25℃以上-35℃时，加压时间为45min，加压温度为35℃以上时，加压时间为30min。
8.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤C中，涂胶方式为v型涂胶再加直线涂胶。
9.如权利要求1所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，在所述步骤D中，涂胶方式为直线涂胶。
10.如权利要求1至9任一项权利要求所述的制作纯电动汽车电池盒总成的方法，其特征在于，所述加压温度均为加压时的室温。
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