CN106694841B - 一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法及相应的电池包壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法，包括步骤：利用压铸机对压铸铝合金压铸成型，形成壳体；对所述壳体切水口、除毛刺，并进行热处理；对所述壳体进行数控加工，形成安装面、接插件部位以及螺栓孔/螺纹孔；对所述壳体的安装面、接插件部位、螺栓孔/螺纹孔进行加工时的在线监测及加工完成后的三坐标检查；采用水气双检机对所述壳体进行密封性监测；对所述壳体进行表面铬化处理，形成电池包壳体。本发明还公开了相应的电池包壳体。实施本发明实施例，具有可一次整体成型、工序简单、生产效率高、尺寸精度高、气密性良好以及整体性能优越等优点。

Description

一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法及相应的电池包 壳体
技术领域
本发明涉及新能源汽车的电池技术领域，尤其涉及一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法及相应的电池包壳体。
背景技术
目前在新能源车汽车一般包括插电式混合动力汽车（Plugin Hybrid ElectricVehicle, PHEV）及纯电动汽车两种类型。其中，在PHEV汽车中，其电池包壳体一般采用钣金拼焊生成，如图1所示，示出了现有的一种的PHEV汽车的电池包结构示意图，其采用冲压钣金，然后通过拼焊形成电池包壳体。但是，现有的这种方案存在如下的不足之处：重量偏重、加工工艺复杂、精度无法保证、一致性差、生产周期长、强度差、密封性差等缺陷，这种种缺陷给产品的制造造成极大的不便，同时对电动汽车的安全性能造成隐患。
而对于纯电动汽车的电池包，在现有技术中，一般将整个底盘安装电池部分采用重力铸造成型电池托盘骨架，然后用型板涂胶螺接或铆接，如图2所示，示出了现有的一种纯电动汽车的电池包托盘的结构示意图，其采用铸铝102 为铸造原料，通过重力铸造成型电池箱体100 的毛坯，该毛坯的壁厚至少为6 毫米，并留有加工余量；将所述电池箱体100的毛坯装夹在数控机床里，在一次装夹中对所有的安装面进行加工并钻、攻孔；对所述电池箱体100 的外形进行校正；通过电泳加工对所述电池箱体100 进行表面处理和涂装。但是，现有的这种方案也存在一些不足之处：其壁厚较厚（大于6mm)，重量重，生产效率低(6-8分钟/件)，尺寸精度差，密封性不良。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法及相应电池包壳体，工序简单，生产效率低，且所生产的电池包壳体精度好、气密性好，且重量轻。
为了解决上述技术问题，本发明实施例的一方面提供一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法，包括如下步骤：
利用压铸机对压铸铝合金压铸成型，形成壳体，在所述压铸过程中，对压铸工艺参数、模具温度、液态铝合金温度、液态铝合金压射量以及型腔真空度进行控制；
对所述壳体进行切水口除毛刺，然后进行热处理；
对所述壳体进行数控加工，形成安装面、接插件部位以及螺栓孔/螺纹孔；
对所述壳体的安装面、接插件部位、螺栓孔/螺纹孔进行加工时的在线监测以及加工完成后的三坐标检查；
采用水气双检机对所述壳体进行密封性监测；
对所述壳体进行表面铬化处理，形成电池包壳体。
其中，所述压铸铝合金采用AlSi10MgMn材料、AlMg5Si2Mn材料或AlSi9Mn材料。
其中，在利用压铸机对压铸铝合金压铸成型的步骤之前进一步包括：
在对所述压铸铝合金材料进行熔炼过程中，采用密度指数仪进行密度指数检测，以检测液态铝合金中的氢含量。
其中，所述对压铸工艺参数、模具温度、液态铝合金温度、液态铝合金压射量以及型腔真空度进行控制的步骤具体包括：
采用压铸机工艺参数预警监控，联动机器人进行自动报废；
采用抽真空机，对压室及动模型腔进行抽真空处理，使模具真空度低于50mba；
采用多组水温管或/及油温管对模具进行模具温度控制，使模温均衡；
采用定量炉对压室进行液态铝合金给料，使液态铝合金温度、液态铝合金压射量稳定。
其中，对所述壳体切水口、除毛刺，然后进行热处理的步骤包括：
采用冲床对所述壳体冲水口或锯水口，并除毛刺；
将所述壳体放在定制的料架进行热处理，所述热处理采用T7、T6、T5或T2F2热处理工艺，其中，热处理的温度范围为150℃ -500 ℃ ，保温时间为3至5小时。
相应地，本发明实施例还提供一种新能源汽车的电池包壳体，其采用前述的制造方法制造而成，其中，所述壳体的壁厚为2.5-4.5mm。
其中，所述壳体上设置有加强筋。
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
实施本发明实施例，通过高压铸造毛坯成型，其精度高，机加尺寸精度精确、稳定性好，且一体成型，生产效率高，并且产品气密性好，并且可以降低壳体的壁厚（如可以减薄至3mm）,可以有效降低成本，适合大批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的一种的PHEV汽车的电池包结构示意图；
图2是现有的一种纯电动汽车的电池包托盘的结构示意图；
图3是本发明提供的一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法的一个实施例的主流程示意图；
图4为采用图3的方法制造出的一种新能源汽车的电池包壳体的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
如图3所示，是本发明提供的一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法的一个实施例的主流程示意图，在该实施例中，该制造方法包括如下步骤：
步骤S10，利用压铸机对压铸铝合金压铸成型，形成壳体，在所述压铸过程中，对压铸工艺参数、模具温度、液态铝合金温度、液态铝合金压射量以及型腔真空度进行控制；其中，所述压铸机为高性能压铸机，所述压铝合金为高延展性亚铝合金。进一步地，所述高延展性压铸铝合金采用AlSi10MgMn材料，还可以采用诸如AlMg5Si2Mn材料或AlSi9Mn材料等。在利用压铸机对压铸铝合金压铸成型的步骤之前进一步包括检测的步骤，包括：对原材料进行来料成分检测，确认原材料合格；同时，在对压铸铝合金材料进行熔炼过程中，采用密度指数仪进行密度指数检测，检测液态铝合金中的氢含量；
具体地，所述对压铸工艺参数、模具温度、液态铝合金温度、液态铝合金压射量以及型腔真空度进行控制的步骤具体包括：
采用压铸机工艺参数预警监控，联动机器人进行自动报废；
采用抽真空机，对压室及动模型腔进行抽真空处理，使模具真空度低于50mba；其中，所述抽真空机为进口高性能抽真空机。
采用多组水温管或/及油温管对模具进行模具温度控制，使模温均衡；
采用定量炉对压室进行液态铝合金给料，使液态铝合金温度、液态铝合金压射量稳定。
步骤S11，对所述壳体切水口、除毛刺，然后进行热处理；具体地，包括：
采用冲床对所述壳体进行冲水口或锯水口，并除毛刺，由于AlSi10MgMn压铸后韧性很大，如采用常规压铸敲打去除水口，产品变形很严重，必须采用冲床冲水口或锯水口；同时，把水口、分型线处理干净，以不影响机加工以及安装的要求；
然后，将所述壳体放在定制的料架进行热处理，所述热处理采用T7、T6、T5或T2F2热处理工艺，以提升产品的延伸率及机械性能，其中，热处理的温度范围为150℃ -500 ℃，保温时间为3至5小时。
步骤S12，对所述壳体进行数控加工，形成安装面、接插件部位以及螺栓孔/螺纹孔；具体地，通过精密夹具及高性能数控机台对所述壳体进行数控加工。
步骤S13，对所述壳体的安装面、接插件部位、螺栓孔/螺纹孔进行加工时的在线监测以及加工完成后的三坐标检查，保证样件尺寸合格，具体地，可以通过诸如在线监测仪来实现该步骤；
步骤S14，采用水气双检机对所述壳体进行密封性监测；
步骤S15，对所述壳体进行表面铬化处理，形成电池包壳体。
可以理解的是，在实际制造过程中，在步骤S10之前，需要在模具开模之前进行模流分析，以确定整体的开模方案，整体流态合理，无包裹气，模温平衡，整体方案合理。
如图4所示，为采用图3的方法制造出的一种新能源汽车的电池包壳体的结构示意图。在电池包壳体中，其中，所述壳体上形成有形成安装面10、接插件部位12、螺栓孔11以及螺纹孔14，在一些实施例中，其中壁厚为2.5-4.5mm，甚至局部可以减薄至1.5mm。所述壳体上进一步设置有加强筋13，具体地，可以设置高度≥20mm的加强筋，并按照强度及工艺需求变更走向及数量。
实施本发明，具有如下有益效果：
实施本发明实施例，可实现一体成型，且生产效率高（采用压铸方式的时间为2分钟/件，而重力铸造需要6-8分钟/件)，工序简化，降低较大公差的环节，有效提高产品精度和一致性，避免钣金件的框架扭曲变形，生产机械化程度高;
通过高精度CNC机床加工，尺寸精度及稳定性好；
经过气密性监测，密封性等级高；
并且可以降低壳体的壁厚（如可以减薄至3mm）,可以有效降低成本，适合大批量生产；
整体性能优越，在一些例子中，对电池包壳体产品进行本体取样拉伸试验，经过多组测试得出的结论数据：延伸率≥7%（常规压铸≤3.5）；抗拉强度≥230Mpa,屈服强度≥140Mpa，可进行焊接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用压铸机对压铸铝合金压铸成型，形成壳体，所述压铸铝合金为高延展性亚铝合金；在所述压铸过程中，对压铸工艺参数、模具温度、液态铝合金温度、液态铝合金压射量以及型腔真空度进行控制；
对所述壳体切水口、除毛刺，并进行热处理，所述热处理采用T7、T6、T5或T2F2热处理工艺；
对所述壳体进行数控加工，形成安装面、接插件部位以及螺栓孔/螺纹孔；
对所述壳体的安装面、接插件部位以及螺栓孔/螺纹孔进行加工时的在线监测以及加工完成后的三坐标检查；
采用水气双检机对所述壳体进行密封性监测；
对所述壳体进行表面铬化处理，形成电池包壳体；
其中，所述对压铸工艺参数、模具温度、液态铝合金温度、液态铝合金压射量以及型腔真空度进行控制的步骤具体包括：
采用压铸机工艺参数预警监控，联动机器人进行自动报废；
采用抽真空机，对压室及动模型腔进行抽真空处理，使模具真空度低于50mba；
采用多组水温管或/及油温管对模具进行模具温度控制，使模温均衡；
采用定量炉对压室进行液态铝合金给料，使液态铝合金温度、液态铝合金压射量稳定。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法，其特征在于，所述压铸铝合金采用AlSi10MgMn材料、AlMg5Si2Mn材料或AlSi9Mn材料。
3.如权利要求2所述的一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法，其特征在于，在利用压铸机对压铸铝合金压铸成型的步骤之前进一步包括：
在对所述压铸铝合金材料进行熔炼过程中，采用密度指数仪进行密度指数检测，以检测液态铝合金中的氢含量。
4.如权利要求2所述的一种新能源汽车的电池包壳体的制造方法，其特征在于，对所述壳体切水口、除毛刺，然后进行热处理的步骤包括：
采用冲床对所述壳体冲水口或锯水口，并除毛刺；
将所述壳体放在定制的料架进行热处理其中，热处理的温度范围为150℃ -500 ℃ ，保温时间为3至5小时。
5.一种新能源汽车的电池包壳体，其特征在于，采用如权利要求1至4任一项的制造方法制造而成，其中，所述壳体的壁厚为2.5-4.5mm。
6.如权利要求5所述的一种新能源汽车的电池包壳体，其特征在于，所述壳体上设置有加强筋。
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