CN108183181A - 一种电动汽车电池包的制作方法及电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电动汽车电池包的制作方法及电池包。制作步骤为：将碳纤维布在酒精和丙酮混合溶液中浸泡；然后取出在干燥箱中干燥；先将预处理过的碳纤维布按模腔裁剪，然后按45°/‑45°铺层角度方式对称铺层在模腔内；利用粘接物将铺好层的碳纤维布粘在下模具上面；用RTM树脂压缩机将AB胶注入模腔内，浸润碳纤维布，然化固化形成电池包；将芳纶纸蜂窝夹层一面均匀涂抹环氧树脂，粘结在电池包侧壁四周并夹紧固化；在芳纶纸蜂窝夹层另一面均匀涂抹环氧树脂，然后将玻璃纤维板覆盖在蜂窝夹层上面，用机械方式固定并固化。本发明制作电池包在保证电池包强度同时，有效提高箱体抗冲击性能、绝缘性能及阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电池包装箱技术领域，具体涉及一种电动汽车电池包制作方法及用该方法制作的电池包。
背景技术
在电动汽车体系中，动力电池包约占整个电动汽车质量的40％，是电动汽车的重要组成部分；而且动力电池是电动汽车的唯一动力输送来源，直接影响着电动汽车性能的好坏。作为动力电池组的承载件和保护单元，电池PACK箱体的结构和性能十分重要。
现在国内市场上的电动汽车动力电池包主要以钣金材料为主，其中钢铁电池包重量大，抗腐蚀性能差，容易生锈损坏而导致电池包密封性减弱、安全性减低。另外钢铁材料刚度高，在发生碰撞时，吸收碰撞能量性能差而不能保证电池模组的安全。而且钢铁电池包机加工复杂，加工成型周期长，时间成本高。铝合金电池包虽然质量轻，但制造成本高。
碳纤维复合材料性能优越，目前被广泛应用，其具有质量小强度高、耐高温、抗腐蚀等特点，能够应用到电动汽车电池包上。但目前国内市场上的碳纤维电池包侧壁结构单一，受冲击变形大，严重威胁电池组安全，而且碳纤维没有良好的绝缘性和阻燃性，安全系数低，不能满足电池包正常运行的使用要求。由此看来做一款性能成熟，既提升电动汽车续航里程又能排除动力电池模组安全隐患的电池包势在必行。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种电动汽车电池包制作方法及用该方法制作的电池包。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种电动汽车电池包的制作方法，包括步骤：
S1,将碳纤维布在酒精和丙酮混合溶液中浸泡；然后取出在干燥箱中干燥；
S2,先将预处理过的碳纤维布按模腔裁剪，然后按45°/-45°铺层角度方式对称铺层在模腔内；
S3,利用粘接物将铺好层的碳纤维布粘在下模具上面；
S4,用RTM树脂压缩机将AB胶注入模腔内，浸润碳纤维布，然化固化形成电池包；
S5,取出成型固化好的电池包，将芳纶纸蜂窝夹层一面均匀涂抹环氧树脂，粘结在电池包侧壁四周并夹紧固化；在芳纶纸蜂窝夹层另一面均匀涂抹环氧树脂，然后将玻璃纤维板覆盖在蜂窝夹层上面，用机械方式固定并固化。
所述铺层的层数为8-12层。
粘结芳纶纸蜂窝夹层之前，所述电池包的侧壁预先经过打磨进行表面处理。
所述的夹紧固化的固化时间5-10分钟。
所述的用机械方式固定并固化的固化时间5-10分钟。
在对称铺层碳纤维布之前，还包括使用脱模剂对上模具、下模具内腔均匀性涂抹的步骤。
在使用脱模剂对上模具、下模具内腔均匀性涂抹的步骤之前，还包括步骤：
利用酒精和丙酮的混合溶液擦洗预设计的电池包的上模具、下模具的腔体，两种溶液体积例1:1。
步骤S1,所述碳纤维布为45°斜纹T300 3K碳纤维布，酒精和丙酮混合溶液中酒精与丙酮的体积比为2：1；在酒精和丙酮混合溶液中浸泡时间30分钟；干燥箱中干燥干燥时间30分钟，温度控制在50℃-60℃。
步骤S4中,AB胶的的A胶和B胶质量比2:1；RTM树脂压缩机将AB胶注入模腔内时，温度控制在40℃-80℃，压力0.8MPA，时间3min-5min；然后固化 15min。
本发明的目的还在于提供一种电动汽车电池包，采用上述的电动汽车电池包的制作方法制作形成。
本发明制作的电池包整体可减重37.5％，整车质量减重约7.5％，电池包能量密度提高60％，可以提高电动汽车续航里程，电池包抗冲击性能提升15％，阻燃性能提高，绝缘性能增强，耐高温、耐腐蚀性能提高，加工和维护成本都有效降低。
附图说明
图1为制作好的电动汽车电池包的结构示意图；
图2为制作好的电动汽车电池包的俯视图；
图3为制作好的电动汽车电池包的结构截面示意图；
图4为铺好层的碳纤维布在模具中的固定方式；
图5为碳纤维布的铺层方式；
其中：1-电池包上箱体，2-粘接(环氧树脂)，3-芳纶纸蜂窝夹层，4-玻璃纤维板，5-下模具，6-粘接物(胶带)，7-碳纤维布。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的电动汽车电池包的箱体包括碳纤维复合材料制作形成的碳纤维箱体、芳纶纸蜂窝夹层、玻璃纤维板；芳纶纸蜂窝夹层固定所述碳纤维箱体外壁上，所述玻璃纤维板固定在所述芳纶纸蜂窝夹层的外表面上。
参见图1-5所示，一种电动汽车电池包的制作方法，包括步骤：
一、碳纤维箱体成型：
根据GB/T31467.3对电池包的设计要求和模具标准，设计箱体结构确定箱体尺寸；利用PRO/E建模软件设计开发PACK箱体上下两部分模具。
使用45°斜纹T300 3K碳纤维布。
将选好的纤维布在体积比2:1的酒精和丙酮混合溶液中，浸泡30分钟；然后取出在干燥箱中干燥30分钟，温度控制在50℃～60℃。
利用酒精和丙酮的混合溶液擦洗模具腔体，两种溶液的体积比例1:1。
使用脱模剂对上面步骤所述模具内腔进行均匀性的涂抹。
先将预处理过的纤维布按模具腔体进行裁剪，然后按照45°/-45°铺层角度方式进行对称铺层设计，对称铺层以消除之间应力作用。铺层层数为8层-12 层。其中，碳纤维复合材料铺层根据ANSYS ACP模块仿真优化结果进行铺层设计；铺层厚度由仿真优化结果控制；铺层角度按照45°/-45°方式进行对称铺层设计；电池包碰撞约束条件为正面碰撞和侧面碰撞两种工况下的强度需求。
利用宽胶带将铺好层的碳纤维布粘在下模具上面。
将质量比2:1的A胶和B胶混合均匀，然后通过RTM树脂压缩机将AB胶注入上述模具模腔内，浸润碳纤维布，温度控制在40℃-80℃，压力为0.8MPA，时间为3min-5min。
固化15min，碳纤维箱体固化成型。
从模具腔内取出成型固化好的PACK箱体。
二、抗冲击层和阻燃处理步骤
将芳纶纸蜂窝夹层一面均匀涂抹环氧树脂，粘结在碳纤维箱体侧壁四周(侧壁提前经过打磨表面处理)，并用适当尺寸的夹子夹紧固化，固化5-10分钟。在芳纶纸蜂窝夹层的另一面均匀涂抹环氧树脂，然后将玻璃纤维板覆盖在蜂窝夹层上面，用机械方式固定，固化5-10分钟。
本发明电池包(PACK)箱体由碳纤维复合材料、芳纶纸蜂窝以及玻璃纤维复合材料组成，在保证电池包强度的同时，有效提高箱体抗冲击性能、绝缘性能及阻燃性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，包括步骤：
S1,将碳纤维布在酒精和丙酮混合溶液中浸泡；然后取出在干燥箱中干燥；
S2,先将预处理过的碳纤维布按模腔裁剪，然后按45°/-45°铺层角度方式对称铺层在模腔内；
S3,利用粘接物将铺好层的碳纤维布粘在下模具上面；
S4,用RTM树脂压缩机将AB胶注入模腔内，浸润碳纤维布，然化固化形成电池包；
S5,取出成型固化好的电池包，将芳纶纸蜂窝夹层一面均匀涂抹环氧树脂，粘结在电池包侧壁四周并夹紧固化；在芳纶纸蜂窝夹层另一面均匀涂抹环氧树脂，然后将玻璃纤维板覆盖在蜂窝夹层上面，用机械方式固定并固化。
2.如权利要求1所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，所述铺层的层数为8-12层。
3.如权利要求1所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，粘结芳纶纸蜂窝夹层之前，所述电池包的侧壁预先经过打磨进行表面处理。
4.如权利要求1所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，所述的夹紧固化的固化时间5-10分钟。
5.如权利要求1所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，所述的用机械方式固定并固化的固化时间5-10分钟。
6.如权利要求1所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，在对称铺层碳纤维布之前，还包括使用脱模剂对上模具、下模具内腔均匀性涂抹的步骤。
7.如权利要求6所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，在使用脱模剂对上模具、下模具内腔均匀性涂抹的步骤之前，还包括步骤：
利用酒精和丙酮的混合溶液擦洗预设计的电池包的上模具、下模具的腔体，两种溶液体积例1:1。
8.如权利要求1所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，步骤S1,所述碳纤维布为45°斜纹T300 3K碳纤维布，酒精和丙酮混合溶液中酒精与丙酮的体积比为2：1；在酒精和丙酮混合溶液中浸泡时间30分钟；干燥箱中干燥干燥时间30分钟，温度控制在50℃-60℃。
9.如权利要求1所述电动汽车电池包的制作方法，其特征在于，步骤S4中,AB胶的的A胶和B胶质量比2:1；RTM树脂压缩机将AB胶注入模腔内时，温度控制在40℃-80℃，压力0.8MPA，时间3min-5min；然后固化15min。
10.一种电动汽车电池包，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的电动汽车电池包的制作方法制作形成。
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