CN106374073A - 一种新型车用动力电池箱及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型车用动力电池箱及其制备方法，新型车用动力电池箱包括一体结构的箱盖和一体结构的箱体；箱盖和箱体通过紧固件固定连接，箱盖和箱体之间设置有弹性密封层；箱盖的开口部边缘设置有第一台阶结构；箱体的开口部边缘设置有第二台阶结构。制备方法包括箱体的制备方法和箱盖的制备方法；箱体和箱盖的制备方法均包括：箱体拉伸，箱体整形，箱体切边，箱体翻边处理以及箱体冲孔。本发明箱体和箱盖均一体成型，没有贯通焊缝，箱子密封性能轻松达到IP67要求，且质量稳定可控，彻底解决因焊接工艺控制问题造成的密封问题；本发明中，箱体和箱盖成型加工过程仅24分钟，极大提高了工效；本发明产品整体性强，产品重量轻。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电池技术领域，尤其是涉及一种新型车用动力电池箱及其制备方法。
背景技术
车用动力电池是电动汽车的动力来源，是其核心部件，车用动力电池的安全性直接影响到整车的安全性。车用动力电池的使用环境恶劣，需要箱体具备IP67密封能力、且结构稳定、重量轻、能够实现大批量快速生产。
现有的电池箱体多采用钣金折弯焊接工艺加工，密封性能低且不稳定，很难达到IP67的密封要求，而且产品加工工效低、组织生产难度大，产品重量大、造价高；尤其是密封性能问题成为制约动力电池行业发展的一个重大问题。
现有技术电池箱体制备工艺以及制备成的电池箱体具有以下缺点：
1、不能满足IP67密封要求：现有技术采用钣金折弯拼缝焊接方法，由于焊缝加工过程中的不确定性因素较多，易发生虚焊、漏焊、过焊等质量问题，即使采用当下先进的机器人焊接，也很难杜绝这些问题的发生，因此无法确保箱体达到IP67的密封要求；
2、生产组织困难：现有技术方案加工方法需要经过材料准备、折弯、校形、焊接等工序，一套箱体的加工时长超过4小时(仅指箱体及盖子的加工)，准备的材料至少有10件，生产组织比较复杂，生产过程需要大量人工。
3、重量大：现有技术方案采用钣金折弯焊接方法加工产品，产品整体性差，要达到较高的结构强度，只能通过增加材料厚度和增加局部加强筋补强的方法，势必增加产品重量和加工复杂程度。
发明内容
本发明的目的在于提供新型车用动力电池箱及其制备方法，能有效解决现有技术中，电池箱体密封性能不能达到IP67的密封要求，且产品加工工效低、组织生产难度大，产品重量大、造价高的技术问题。
本发明提供的一种新型车用动力电池箱，包括：一体结构的箱盖和一体结构的箱体；
所述箱盖和箱体通过紧固件固定连接，所述箱盖和箱体边缘均对应设置有多个用于穿设紧固件的通孔；
所述箱盖和箱体之间设置有弹性密封层；
所述箱盖的开口部边缘设置有第一台阶结构，所述第一台阶结构包括依次连接的箱盖外翻边和箱盖下折弯；
所述箱体的开口部边缘设置有第二台阶结构，所述第二台阶结构包括依次连接的箱体压死边、箱体外翻边和箱体下折弯。
进一步地，所述弹性密封层设置在所述箱盖外翻边和所述箱体外翻边之间。
进一步地，所述箱盖包括箱盖底部、箱盖主体和第一台阶结构，箱盖主体分别与箱盖底部和第一台阶结构连接；
所述箱盖主体与箱体压死边之间设置有间隙，所述箱盖下折弯与所述箱体下折弯之间设置有间隙；
当所述箱盖压紧箱体，并通过紧固件固定连接时，所述弹性密封层产生压缩变形，形成依次连接的第一密封部、第二密封部和第三密封部；所述第一密封部设置在箱盖下折弯与箱体下折弯之间，所述第二密封部设置在箱盖外翻边和箱体外翻边之间，所述第三密封部设置在箱盖主体与箱体压死边之间。
进一步地，箱盖和箱体的通孔位置，均设置有凸台。
进一步地，所述凸台的高度为0.8mm～1mm。
进一步地，所述箱体底部设置有加强筋。
进一步地，所述加强筋包括冲压成型的横向加强筋，所述横向加强筋与箱体为一体结构。
进一步地，所述加强筋还包括覆盖在箱体底部的纵向加强筋。
进一步地，所述箱体侧面设置有用于补强的侧面加强筋。
进一步地，所述紧固件为螺栓和螺母。
本发明提供的一种新型车用动力电池箱制备方法，包括：箱体的制备方法和箱盖的制备方法；
箱体的制备方法依次包括以下步骤：
A1、箱体拉伸，将拉伸材料拉伸成设定尺寸的箱体形状；
B1、箱体整形，减小箱体口部翻边半径；
C1、箱体切边，裁切掉多余的拉伸材料；
D1、箱体翻边处理，将箱体的翻边折弯，形成用于固定箱盖的台阶结构；
E1、箱体冲孔，在台阶结构加工螺栓过孔；
箱盖的制备方法包括以下步骤：
A2、箱盖拉伸，将拉伸材料拉伸成设定尺寸的箱盖形状；
B2、箱盖整形，减小箱盖口部翻边半径；
C2、箱盖切边，裁切掉多余的拉伸材料；
D2、箱盖翻边处理，将箱盖的翻边弯折，形成用于盖设在箱体上的台阶结构；
E2、箱盖冲孔，在台阶结构加工螺栓过孔。
进一步地，步骤D1依次包括以下步骤：
d11，将箱体的翻边弯折成第二台阶结构，所述第二台阶结构包括依次连接的箱体压死边、箱体外翻边和箱体下折弯；
d12，加大翻转角度，直至翻转角为90度，所述翻转角为箱体口部所在的平面与箱体压死边之间的角度。
进一步地，步骤A1中箱体拉伸的过程中，包括在箱体底部冲压横向加强筋；
步骤A2中箱盖拉伸的过程中，包括在箱盖底部冲压横向加强筋。
进一步地，箱体的制备方法还包括步骤F1，制备纵向加强筋，并将纵向加强筋覆盖在箱体底部。
进一步地，步骤E1中箱体冲孔的过程中，以螺栓过孔为中心拉伸加强凸台；
步骤E2中箱盖冲孔的过程中，以螺栓过孔为中心拉伸加强凸台。
与现有技术相比，本发明提供的新型车用动力电池箱及其制备方法，具有以下优点：
1、本发明采用拉伸一体成型技术，箱体和箱盖均一体成型，由于箱体和箱盖没有贯通焊缝，箱子密封性能轻松达到IP67要求，且质量稳定可控，彻底解决因焊接工艺控制问题造成的密封问题；
2、本发明中，箱体和箱盖成型加工过程仅24分钟，加上各道工序之间的流转准备时间不超过1个小时，大大降低了生产组织难度，极大提高了工效，能实现大批量高效生产；
3、本发明中应用一体成型技术加工出的产品整体性强，达到同样的强度要求需要更少的补强结构和较低的材料厚度，有效降低了产品重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的新型车用动力电池箱的结构示意图；
图2为本发明提供的新型车用动力电池箱去除侧面加强筋的结构示意图；
图3为图2的局部放大结构示意图；
图4为本发明提供的新型车用动力电池箱制备方法中箱体的制备方法流程图；
图5为本发明提供的新型车用动力电池箱制备方法中箱盖的制备方法流程图。
附图标记：
1-箱盖； 2-箱体； 3-弹性密封层；
4-凸台；
11-箱盖外翻边； 12-箱盖下折弯；
21-箱体压死边； 22-箱体外翻边； 23-箱体下折弯；
24-横向加强筋； 25-侧面加强筋；
31-第一密封部； 32-第二密封部； 33-第三密封部。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明提供的新型车用动力电池箱的结构示意图；图2为本发明提供的新型车用动力电池箱去除侧面加强筋的结构示意图；图3为图2的局部放大结构示意图；图4为本发明提供的新型车用动力电池箱制备方法中箱体的制备方法流程图；图5为本发明提供的新型车用动力电池箱制备方法中箱盖的制备方法流程图。
如图1-3所示，本发明提供的一种新型车用动力电池箱，包括：一体结构的箱盖1和一体结构的箱体2；
所述箱盖1和箱体2通过紧固件固定连接，所述箱盖1和箱体2边缘均对应设置有多个用于穿设紧固件的通孔；
所述箱盖1和箱体2之间设置有弹性密封层3；
所述箱盖1的开口部边缘设置有第一台阶结构，所述第一台阶结构包括依次连接的箱盖外翻边11和箱盖下折弯12；
所述箱体2的开口部边缘设置有第二台阶结构，所述第二台阶结构包括依次连接的箱体压死边21、箱体外翻边22和箱体下折弯23。
本实施例中，新型车用动力电池箱为立方体结构，长宽为1065*640mm，高度根据需要可设置为不同值，本实施例中新型车用动力电池箱的重量约为28KG～32KG。
本发明提供的新型车用动力电池箱采用拉伸一体成型技术，箱体2和箱盖1均一体成型，由于箱体2和箱盖1没有贯通焊缝，箱子密封性能轻松达到IP67要求，且质量稳定可控，彻底解决因焊接工艺控制问题造成的密封问题。
本发明中提供的新型车用动力电池箱应用一体成型技术加工而成，产品整体性强，达到同样的强度要求需要更少的补强结构和较低的材料厚度，有效降低了产品重量。
所述密封层设置在所述箱盖外翻边11和所述箱体外翻边22之间。
所述箱盖1包括箱盖1底部、箱盖1主体和第一台阶结构，箱盖1主体分别与箱盖1底部和第一台阶结构连接；
所述箱盖1主体与箱体压死边21之间设置有间隙，所述箱盖下折弯12与所述箱体下折弯23之间设置有间隙；
如图3所示，当所述箱盖1压紧箱体2，并通过紧固件固定连接时，所述弹性密封层3产生形变，形成依次连接的第一密封部31、第二密封部32和第三密封部33；所述第一密封部31设置在箱盖下折弯12与箱体下折弯23之间，所述第二密封部32设置在箱盖外翻边11和箱体外翻边22之间，所述第三密封部33设置在箱盖1主体与箱体压死边21之间。
箱盖1和箱体2的通孔位置，均设置有凸台4。本实施例中，凸台4为空心圆柱状结构，凸台4的高度为0.8mm～1mm，直径为11mm～12mm。
凸台4的设置，使得当所述箱盖1压紧箱体2，并通过紧固件固定连接时，使得紧固件附近的弹性密封层3不与箱盖外翻边11和箱体外翻边22直接接触，有效分解箱盖外翻边11和箱体外翻边22对弹性密封层3的压力，使得弹性密封层3不会发生不可恢复的弹性形变，有效增加弹性密封层3的使用寿命，同时，能够降低凸台4以外箱盖外翻边11和箱体外翻边22的形变量，使得密封间隙均匀，密封严密性得到保障。
所述箱体2底部设置有加强筋。
所述加强筋包括冲压成型的横向加强筋24，所述横向加强筋24与箱体2为一体结构。
横向加强筋24的设置，能有效增强箱体2的承重能力，且不增加箱体2的重量。
所述加强筋还包括覆盖在箱体2底部的纵向加强筋。
作为动力电池组的安装底座，冲压成型的纵向加强筋覆于箱体2底部，与箱体2底面成为一体。纵向加强筋与横向加强筋24垂直呈井字型设置，有效增加了箱体2的整体承重能力。
所述箱体2侧面设置有用于补强的侧面加强筋25。本实施例中，在箱体2的相对应的两个侧面设置有侧面加强筋25。
本发明中，箱体2承重结构经过优化设计，结构合理，整体强度高。本实施例中，箱盖1可根据实际需要设置加强筋结构。
所述紧固件为螺栓和螺母。
本发明提供的一种新型车用动力电池箱制备方法，包括：箱体2的制备方法和箱盖1的制备方法；
如图4所示，箱体2的制备方法依次包括以下步骤：
A1、箱体2拉伸，将拉伸材料拉伸成设定尺寸的箱体2形状，并在箱体2底部冲压横向加强筋24；
本实施例中，将超深拉伸专用镀锌钢板材料拉伸成1065*640*190mm的长方体箱体2，拐角半径为25mm～31mm。
B1、箱体2整形，减小箱体2口部翻边半径；
本实施例中，经过步骤A1箱体2拉伸得到的箱体2口部翻边半径为10mm～15mm，将翻边半径减小至0mm～5mm。翻边半径大，前期成型较容易，但不利于后期加工；翻边半径大，前期不易成型，但有利于后期加工。
C1、箱体2切边，裁切掉多余的拉伸材料；
D1、箱体2翻边处理，将箱体2的翻边折弯，形成用于固定箱盖1的台阶结构；
步骤D1依次包括以下步骤：
d11，将箱体2的翻边弯折成第二台阶结构，所述第二台阶结构包括依次连接的箱体压死边21、箱体外翻边22和箱体下折弯23；
d12，加大翻转角度，直至翻转角为90度，所述翻转角为箱体2口部所在的平面与箱体压死边21之间的角度；
本实施例中，经过步骤d11处理后，翻转角为45度，先将翻转角加大为60度，最后加大为90度，完成箱体2翻边处理。
E1、箱体2冲孔，在台阶结构加工螺栓过孔，以螺栓过孔为中心拉伸加强凸台4；
F1、制备纵向加强筋，并将纵向加强筋覆盖在箱体2底部；
如图5所示，箱盖1的制备方法包括以下步骤：
A2、箱盖1拉伸，将拉伸材料拉伸成设定尺寸的箱盖1形状，并在在箱盖1底部冲压横向加强筋24；
本实施例中，将超深拉伸专用镀锌钢板材料拉伸成长宽为1065*640mm的长方体箱盖1，拐角半径为25mm～31mm。
B2、箱盖1整形，减小箱盖1口部翻边半径；
本实施例中，还包括将步骤A2得到的长方体箱盖1口部扩口，单边加大4mm～8mm，即口部扩口后的长方体箱盖1的长和宽均比口部扩口前的长方体箱盖1的长和宽大8mm～16mm。经过步骤A2箱盖1拉伸得到的箱盖1口部翻边半径为10mm～15mm，将翻边半径减小至0mm～5mm。翻边半径大，前期成型较容易，但不利于后期加工；翻边半径大，前期不易成型，但有利于后期加工。
C2、箱盖1切边，裁切掉多余的拉伸材料；
D2、箱盖1翻边处理，将箱盖1的翻边弯折，形成用于盖设在箱体2上的台阶结构；
本实施例中将箱盖1的翻边弯折成第一台阶结构，所述第一台阶结构包括依次连接的箱盖外翻边11和箱盖下折弯12。
E2、箱盖1冲孔，在台阶结构加工螺栓过孔，以螺栓过孔为中心拉伸加强凸台4。
本发明提供的新型车用动力电池箱制备方法，箱体2和箱盖1成型加工过程仅24分钟，加上各道工序之间的流转准备时间不超过1个小时，大大降低了生产组织难度，极大提高了工效，能实现大批量高效生产。
本发明提供的新型车用动力电池箱制备方法与传统加工方法的技术路线截然不同，不仅解决了密封严密性、可靠性的问题，同时解决了加工耗时过长和重量过重的问题。
本发明提供的新型车用动力电池箱制备方法在大型长方体箱体2加工领域应用一体拉伸成型技术，克服了工件尺寸大、拉伸深度大、拐角半径小、工件壁厚小以及翻边拐角成型困难的技术难点。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种新型车用动力电池箱，其特征在于，包括：一体结构的箱盖和一体结构的箱体；
所述箱盖和箱体通过紧固件固定连接，所述箱盖和箱体边缘均对应设置有多个用于穿设紧固件的通孔；
所述箱盖和箱体之间设置有弹性密封层；
所述箱盖的开口部边缘设置有第一台阶结构，所述第一台阶结构包括依次连接的箱盖外翻边和箱盖下折弯；
所述箱体的开口部边缘设置有第二台阶结构，所述第二台阶结构包括依次连接的箱体压死边、箱体外翻边和箱体下折弯。
2.根据权利要求1所述的新型车用动力电池箱，其特征在于，所述弹性密封层设置在所述箱盖外翻边和所述箱体外翻边之间。
3.根据权利要求1所述的新型车用动力电池箱，其特征在于，所述箱盖包括箱盖底部、箱盖主体和第一台阶结构，箱盖主体分别与箱盖底部和第一台阶结构连接；
所述箱盖主体与箱体压死边之间设置有间隙，所述箱盖下折弯与所述箱体下折弯之间设置有间隙；
当所述箱盖压紧箱体，并通过紧固件固定连接时，所述弹性密封层产生压缩变形，形成依次连接的第一密封部、第二密封部和第三密封部；所述第一密封部设置在箱盖下折弯与箱体下折弯之间，所述第二密封部设置在箱盖外翻边和箱体外翻边之间，所述第三密封部设置在箱盖主体与箱体压死边之间。
4.根据权利要求1所述的新型车用动力电池箱，其特征在于，箱盖和箱体的通孔位置，均设置有凸台。
5.根据权利要求1所述的新型车用动力电池箱，其特征在于，所述箱体底部设置有加强筋。
6.一种新型车用动力电池箱制备方法，其特征在于，包括：箱体的制备方法和箱盖的制备方法；
箱体的制备方法依次包括以下步骤：
A1、箱体拉伸，将拉伸材料拉伸成设定尺寸的箱体形状；
B1、箱体整形，减小箱体口部翻边半径；
C1、箱体切边，裁切掉多余的拉伸材料；
D1、箱体翻边处理，将箱体的翻边折弯，形成用于固定箱盖的台阶结构；
E1、箱体冲孔，在台阶结构加工螺栓过孔；
箱盖的制备方法包括以下步骤：
A2、箱盖拉伸，将拉伸材料拉伸成设定尺寸的箱盖形状；
B2、箱盖整形，减小箱盖口部翻边半径；
C2、箱盖切边，裁切掉多余的拉伸材料；
D2、箱盖翻边处理，将箱盖的翻边弯折，形成用于盖设在箱体上的台阶结构；
E2、箱盖冲孔，在台阶结构加工螺栓过孔。
7.根据权利要求6所述的一种新型车用动力电池箱制备方法，其特征在于，步骤D1依次包括以下步骤：
d11，将箱体的翻边弯折成第二台阶结构，所述第二台阶结构包括依次连接的箱体压死边、箱体外翻边和箱体下折弯；
d12，加大翻转角度，直至翻转角为90度，所述翻转角为箱体口部所在的平面与箱体压死边之间的角度。
8.根据权利要求6所述的一种新型车用动力电池箱制备方法，其特征在于，步骤A1中箱体拉伸的过程中，包括在箱体底部冲压横向加强筋；
步骤A2中箱盖拉伸的过程中，包括在箱盖底部冲压横向加强筋。
9.根据权利要求6所述的一种新型车用动力电池箱制备方法，其特征在于，箱体的制备方法还包括步骤F1，制备纵向加强筋，并将纵向加强筋覆盖在箱体底部。
10.根据权利要求6所述的一种新型车用动力电池箱制备方法，其特征在于，步骤E1中箱体冲孔的过程中，以螺栓过孔为中心拉伸加强凸台；
步骤E2中箱盖冲孔的过程中，以螺栓过孔为中心拉伸加强凸台。
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