CN107583999A - 一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法及电池铝壳 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法及电池铝壳，该方法包括以下步骤：包括以下步骤：准备铝合金板和拉延模具；将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；采用冷拉延或者热拉延工艺制得电池铝壳；抬起上模，取出电池铝壳。拉延成型后，检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。本发明的生产方法制得的电池铝壳结构更耐用，不易变形，且成型率高，避免了铸造方法所带来的铸造缺陷，也避免了焊接方法的脱焊和焊接变形等问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池壳生产技术领域，特别是涉及一种电池铝壳的生产方法。
背景技术
目前，新能源汽车采用电池作为动力源头，众多电池组需要一个壳体将其组装到一起。新能源汽车的电池壳体有铸铝、钢板冲压和铝型材焊接等几种加工方法。
以上几种加工方法存在以下缺点：
(1)铸铝：铸造件会存在诸多的铸造缺陷，如气孔、夹杂、冷隔等，废品率高。同时铸造对环境污染严重。
(2)钢板冲压：冲压件拥有众多的产品优势。但是面对汽车产业的轻量化发展趋势，首要发展方向是减少钢材的使用比例。
(3)铝型材焊接：铝合金型材的使用符合轻量化发展方向，但是采用传统的组拼，焊接生产方式，效率低，焊接变形难控制，废品率高。
拉延是利用拉延模具使平面板料变为开口空心件的冲压工序。电池铝壳因结构复杂、长度较长，当采用拉延工艺时，电池铝壳易发生变形，甚至断裂。
因而，研发一种快速、高效生产高质量的电池铝壳的生产工艺成为亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法及电池铝壳。
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：准备铝合金板和拉延模具；将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；采用冷拉延或者热拉延工艺制得电池铝壳；抬起上模，取出电池铝壳。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，拉延成型后，检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，所述热拉延还包括以下步骤：(1)铝合金板预加热至100℃-500℃；(2)拉延模具预热，铝合金板拉延，制成电池铝壳。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，所述热拉延的步骤(2)中，先将拉延模具的上模、环模和下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温，拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在100℃-500℃。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，所述热拉延的步骤(2)中，拉延过程中，拉延速度为20-25mm/min；初始压边力为200-280kN；压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，所述热拉延的步骤(1)中预热时间为3min-10min。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，电池铝壳热拉延成型后，经过淬火处理。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，所述热拉延的步骤(2)中，拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在200℃-400℃。
本发明所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其中，所述热拉延的步骤(1)中铝板预加热的温度为200℃-400℃。
本发明任一项所述新能源汽车用电池铝壳的生产方法制得的电池铝壳，其中，制得的电池铝壳整体呈凹型，其凹型区域通过若干个竖向隔板和横向隔板分隔成若干个凹槽。
本发明同现有技术相比，其突出效果在于：
(1)本发明的生产方法制得的电池铝壳结构更耐用，不易变形，且成型率高，避免了铸造方法所带来的铸造缺陷，也避免了纯焊接方法所带来的脱焊和焊接变形等问题。
(2)本发明的生产方法解决了常规拉延方法无法生产电池铝壳的问题。采用本发明的生产方法对铝板进行拉延生产电池壳，既符合汽车产业轻量化的发展方向，又提高了生产效率。
(3)本发明的热拉延方法中的温度参数和拉延速度、压边力参数经过优化设计，保证了拉延后的电池铝壳不会发生断裂、开裂等问题。
下面结合具体实施例对本发明的新能源汽车用电池铝壳的生产方法及电池铝壳作进一步说明。
附图说明
图1为本发明新能源汽车用电池铝壳的生产方法制得的电池铝壳的示意图；
图2为本发明新能源汽车用电池铝壳的生产方法制得的电池铝壳的俯视图。
具体实施方式
实施例1
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为100℃-500℃，优选为200℃-400℃；预热时间为3min-10min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在100℃-500℃，优选为200℃-400℃；拉延速度为20-25mm/min；初始压边力为200-280kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例2
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为100℃-500℃，优选为200℃-400℃；预热时间为3min-10min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在100℃-500℃，优选为200℃-400℃；拉延速度为20-25mm/min；初始压边力为200-280kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)电池铝壳拉延成型后，经过淬火处理。
(6)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例3
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；
(3)采用冷拉延工艺制得电池铝壳；
(4)抬起上模，取出电池铝壳；
(5)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例4
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为220℃；预热时间为3min-10min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在250℃；拉延速度为20mm/min；初始压边力为280kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)电池铝壳拉延成型后，经过淬火处理。
(6)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例5
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为270℃；预热时间为3min-5min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在300℃；拉延速度为22mm/min；初始压边力为260kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)电池铝壳拉延成型后，经过淬火处理。
(6)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例6
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为300℃；预热时间为3min-5min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在320℃；拉延速度为24mm/min；初始压边力为260kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)电池铝壳拉延成型后，经过淬火处理。
(6)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例7
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为330℃；预热时间为4min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在350℃；拉延速度为25mm/min；初始压边力为240kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)电池铝壳拉延成型后，经过淬火处理。
(6)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例8
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为360℃；预热时间为3min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在380℃；拉延速度为25mm/min；初始压边力为220kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)电池铝壳拉延成型后，经过淬火处理。
(6)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例9
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；其中，铝合金板预加热：温度为380℃；预热时间为3min。
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温。
(3)采用热拉延工艺制得电池铝壳；拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在400℃；拉延速度为25mm/min；初始压边力为200kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
(5)电池铝壳拉延成型后，经过淬火处理。
(6)补焊：检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
实施例10
结合图1-2所示，上述实施例任意一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法制得的电池铝壳，整体呈凹型，其凹型区域通过3个竖向隔板1和2个横向隔板2分隔成10个凹槽3。
电池铝壳的前部6呈梯形，其中凹槽3的数量为2个；电池铝壳的中后部呈长方形，其中凹槽3的数量为2排，每排4个。其中，电池铝壳的前部6中的2个凹槽3上均设有被凸棱5分隔的2个长方形凹型区域。电池铝壳的中后部每排凹槽中央的两个凹槽上均设有被凸棱5分隔的2个长方形凹型区域。电池铝壳的中后部每排凹槽两侧的两个凹槽上均设有1个长方形凹型区域。
电池铝壳的两侧各延伸出5个突出部4；每个突出部4上设有通孔。电池铝壳的前部6两侧的突出部4的数量为左右各1个；电池铝壳的中后部两侧的突出部4的数量为左右各4个，其中第2个突出部上的通孔数量为2个，其余突出部上的通孔数量为1个。
其中，3个竖向隔板1和2个横向隔板2之间的连接部位设有焊点；竖向隔板1和横向隔板2与电池铝壳四周的连接部位设有焊点。
为突出本发明的实施效果，还进行了以下对比例试验。
对比例1
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)铝板预加热：
铝板预加热的温度为50℃-90℃；预热时间为10-20min。
(2)铝合金板拉延，制成铝电池壳：
先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温，拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在50℃-90℃；拉延速度为10-15mm/min；初始压边力为300kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-减少”变化。
(3)电池铝壳拉延成型后取出。
对比例2
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)铝板预加热：
铝板预加热的温度为550℃-700℃；预热时间为1-2min。
(2)铝合金板拉延，制成铝电池壳：
先将上模、环模、下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温，拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在550℃-700℃；拉延速度为28-35mm/min；初始压边力为180kN。拉延过程中，压边力随着上模的行程按照“增加-减少”变化。
(3)电池铝壳拉延成型后取出。
对比例3
一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，包括以下步骤：
(1)准备铝合金板和拉延模具；
(2)将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；
(3)采用冷拉延工艺制得电池铝壳；
(4)抬起上模，取出电池铝壳。
实施例1-9和对比例1-3制得的电池铝壳，对比效果如下表所示。
| 成型后的效果 | |
| 实施例1 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象 |
| 实施例2 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象；强度高 |
| 实施例3 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象 |
| 实施例4 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象；强度高 |
| 实施例5 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象；强度高 |
| 实施例6 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象；强度高 |
| 实施例7 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象；强度高 |
| 实施例8 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象；强度高 |
| 实施例9 | 未发生开裂、断裂；未发生脱焊现象；强度高 |
| 对比例1 | 出现局部开裂 |
| 对比例2 | 强度低，易变性 |
| 对比例3 | 中部出现断裂 |
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：准备铝合金板和拉延模具；将铝合金板放入拉延模具的下模和环模中；采用冷拉延或者热拉延工艺制得电池铝壳；抬起上模，取出电池铝壳。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：拉延成型后，检查拉延制得的电池铝壳，对裂缝或者缝隙处进行补焊。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：所述热拉延还包括以下步骤：(1)铝合金板预加热至100℃-500℃；(2)拉延模具预热，铝合金板拉延，制成电池铝壳。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：所述热拉延的步骤(2)中，先将拉延模具的上模、环模和下模预热，然后将铝合金板放入模具中，加热保温，拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在100℃-500℃。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：所述热拉延的步骤(2)中，拉延过程中，拉延速度为20-25mm/min；初始压边力为200-280kN；压边力随着上模的行程按照“增加-恒定-减少-恒定-减少”变化。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：所述热拉延的步骤(1)中预热时间为3min-10min。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：电池铝壳热拉延成型后，经过淬火处理。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：所述热拉延的步骤(2)中，拉延过程中，拉延模具和铝板的温度保持在200℃-400℃。
9.根据权利要求8所述的新能源汽车用电池铝壳的生产方法，其特征在于：所述热拉延的步骤(1)中铝板预加热的温度为200℃-400℃。
10.权利要求1-9任一项所述新能源汽车用电池铝壳的生产方法制得的电池铝壳，其特征在于：制得的电池铝壳整体呈凹型，其凹型区域通过若干个竖向隔板(1)和横向隔板(2)分隔成若干个凹槽(3)。
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