CN109037507A - 一种新能源汽车电池pack轻量化上盖及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车电池PACK轻量化上盖及其制作方法，包括由树脂和纤维织物制作而成的上盖本体，上盖本体中有呈十字状铺设的加强筋。上盖的壁厚为1mm‑2mm。通过采用纤维织物和泡沫加强筋结构、阻燃型热固性树脂和防火油漆层，来制作强度高、重量轻、防火性能好的新能源汽车电池PACK轻量化上盖。本发明具有强度高、重量轻、防火性能好、成本低的优点，相比铝合金上盖，重量降低了10%‑30%，提高了电池能量密度，同时具有良好的防火性能和力学性能，选用本发明中的新能源汽车电池PACK轻量化上盖，成型方法工艺简单，进一步降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车身零部件技术领域。
背景技术
蓄电池包（电池PACK）是指包含蓄电池组、蓄电池组管理模块、蓄电池箱以及相应附件，具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元。目前，市场上常见的电池PACK轻量化上盖主要由以下材料制作：一是铝合金材料；二是SMC纤维增强复合材料；三是热塑性纤维增强复合材料；四是碳纤维复合材料。以上四种电池PACK上盖都存在一定的缺陷：铝合金材料的绝缘性、耐酸碱腐蚀性差；SMC纤维增强复合材料的力学性能一般，且轻量化效果并不明显；热塑性纤维增强复合材料的防火性能较差；碳纤维复合材料的成本较高。有鉴于此，确有必要提供一种强度高、重量轻、防火性能好、成本低的电池PACK上盖，以提高电动汽车锂离子电池的安全性和可靠性。
现有技术中，申请号为CN201710706282.0的发明专利申请公开了一种汽车电池箱下盖及其生产工艺，涉及汽车零部件生产工艺领域，包括以下步骤：1)前期准备，配树脂料；2)前期准备，模具加热；3)开模并合模；4)注塑前准备工作；5)移模到压机加压；6)接真空管和抽真空；7)注胶；8)产品固化；9)移模到翻转，开模取件；10)员工自检和质量检验；11)定型放置；12)高速铣切割；13)半成品检验装入工装；14)入库存储。申请号为CN201710409202.5的发明专利申请公开了一种纯电动汽车轻量化电池箱体及其制造方法，电池箱体包括箱盖、下箱体、内部支架。箱体的制备方法采用湿法模压，具体步骤为:将碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维一种或几种纤维织物按次序在模具中铺层；真空导入树脂，树脂选择为热固性树脂;放入模压机中加压加热成型；固化后脱模取出；在脱模后的下箱体中装配内部支架并铺设纤维织物，二次铺层后进行二次湿法模压，随后对上箱盖及下箱体进行裁边、加工并钻、攻孔，组装下箱体、内部支架及吊耳;最后，对箱盖及下箱体进行表面处理。以上现有技术可以进一步改进。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种强度高、重量轻、防火性能好、成本低的新能源汽车电池PACK轻量化上盖及其制作方法。
本发明的技术方案是：一种新能源汽车电池PACK轻量化上盖，包括由树脂和纤维织物制作而成的上盖本体，所述上盖本体中设有加强筋。
纤维织物共2层，纤维织物为玻璃纤维织物、碳纤维织物、玄武岩织物中的一种或几种。
所述加强筋呈十字状铺设，加强筋为泡沫加强筋或刚性加强筋，加强筋旁铺设有用于封边的小块纤维织物。
所述树脂为阻燃型热固性树脂，阻燃型热固性树脂为不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂。
所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖还包括喷涂在上盖本体外表面上的防火油漆层。
所述新能源汽车电池PACK轻量化上盖的壁厚为1mm-2mm。
一种新能源汽车电池PACK轻量化上盖的制作方法，通过采用纤维织物和泡沫加强筋结构、阻燃型热固性树脂和防火油漆层，来制作强度高、重量轻、防火性能好的新能源汽车电池PACK轻量化上盖。
采用真空灌注工艺制作新能源汽车电池PACK轻量化上盖，包括以下步骤：
1) 清理模具，打脱模蜡、涂脱模剂；
2）在模具上铺放2层纤维织物；
3）在纤维织物上采用十字铺放法铺放泡沫加强筋；
4）沿着泡沫加强筋铺放小块纤维织物封边，再铺放脱模布和导流网；
5）铺放真空袋后密封，两端接注胶管和抽气管，抽真空检查密封性；
6）真空导入树脂，树脂选择阻燃型热固性树脂；
7）在真空袋压下固化成型，固化完成后脱模取出；
8）进行裁边、打孔，外表面喷涂防火油漆层。
在步骤2）中，纤维织物为玻璃纤维织物、碳纤维织物、玄武岩织物中的一种或几种；
在步骤3）中，泡沫加强筋为PVC、PET、PMI或PEI；
在步骤6）中，阻燃型热固性树脂为不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂；
在步骤7）中，固化温度为30℃-60℃，在0.1MPa的真空压力下保压1-4h；
新能源汽车电池PACK轻量化上盖的壁厚为1mm-2mm。
也可以采用RTM工艺、HP-RTM工艺或湿法模压工艺制作新能源汽车电池PACK轻量化上盖。
采用本发明方法制作的新能源汽车电池PACK轻量化上盖，壁厚为1mm-2mm，相比铝合金上盖，重量降低了10%-30%，提高了电池能量密度，同时具有良好的防火性能和力学性能，并且成型方法工艺简单，进一步降低了成本。本发明中的新能源汽车电池PACK轻量化上盖具有强度高、重量轻、防火性能好、成本低的优点，适合在新能源汽车电池PACK系统推广应用。
附图说明
图1为本发明中的新能源汽车电池PACK轻量化上盖立体结构示意图；
图2为本发明中的泡沫加强筋铺放示意图。
具体实施方式
请参考图1和图2，一种新能源汽车电池PACK轻量化上盖，包括由树脂和纤维织物制作而成的上盖本体1，上盖本体中铺设有泡沫加强筋2，纤维织物共2层，纤维织物为玻璃纤维织物、碳纤维织物、玄武岩织物中的一种或几种。所述加强筋呈十字状铺设，加强筋为泡沫加强筋或刚性加强筋，加强筋旁铺设有用于封边的小块纤维织物。所述树脂为阻燃型热固性树脂，阻燃型热固性树脂为不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂。所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖还包括喷涂在外表面的防火油漆层。新能源汽车电池PACK轻量化上盖的壁厚为1mm-2mm。
新能源汽车电池PACK轻量化上盖的制作方法，采用真空灌注工艺制作，包括以下步骤：
1) 清理模具，打脱模蜡、涂脱模剂；
2）在模具上铺放2层纤维织物，选用的纤维织物为玻璃纤维织物、碳纤维织物、玄武岩织物中的一种或几种，优选玻璃纤维织物；
3）在纤维织物上采用十字铺放法铺放泡沫加强筋，选用的泡沫加强筋为PVC、PET、PMI、PEI中的一种，优选PVC泡沫；
4）沿着泡沫加强筋铺放小块纤维织物封边， 以加强加强筋与树脂的连接性，再铺放脱模布和导流网；
5）铺放真空袋后密封，两端接注胶管和抽气管，抽真空检查密封性；
6）真空导入树脂，树脂选择阻燃型热固性树脂，其为不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂，优选阻燃不饱和树脂；
7）在真空袋压下固化成型，固化温度为30℃-60℃，在0.1MPa的真空压力下保压1-4h，固化完成后脱模取出；
8）对上盖进行裁边、打孔，外表面喷涂防火油漆层。
上述复合材料真空灌注的制作工艺可以替代为RTM工艺、HP-RTM工艺、湿法模压工艺等等。泡沫加强筋可以替代为其他刚性材料。本发明中的阻燃型热固性树脂属于本体阻燃型，可以替代为其他通过添加阻燃剂配制而成的树脂。
相比铝合金材料的PACK上盖，本发明采用复合材料方案，产品的耐腐蚀性能和绝缘性能更好；相比SMC纤维增强复合材料，本发明采用连续纤维基材和泡沫加强筋结构，强度更高，在满足相关力学性能的前提下，产品更加轻薄；相比热塑性纤维增强复合材料，本发明采用阻燃型热固性树脂和防火油漆层来改善阻燃性能，产品的防火效果更佳；相比碳纤维复合材料，本发明的成本更低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新能源汽车电池PACK轻量化上盖，包括由树脂和纤维织物制作而成的上盖本体，其特征是，上盖本体中设有加强筋。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖，其特征是，纤维织物共2层，纤维织物为玻璃纤维织物、碳纤维织物、玄武岩织物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖，其特征是，所述加强筋呈十字状铺设，加强筋为泡沫加强筋或刚性加强筋，加强筋旁铺设有用于封边的小块纤维织物。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖，其特征是，所述树脂为阻燃型热固性树脂，阻燃型热固性树脂为不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖，其特征是，还包括喷涂在上盖本体外表面上的防火油漆层。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖，其特征是，所述新能源汽车电池PACK轻量化上盖的壁厚为1mm-2mm。
7.一种新能源汽车电池PACK轻量化上盖的制作方法，其特征是，通过采用纤维织物、泡沫加强筋结构、阻燃型热固性树脂和防火油漆层，来制作强度高、重量轻、防火性能好的新能源汽车电池PACK轻量化上盖。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖的制作方法，其特征是，采用真空灌注工艺制作新能源汽车电池PACK轻量化上盖，包括以下步骤：
1) 清理模具，打脱模蜡、涂脱模剂；
2）在模具上铺放2层纤维织物；
3）在纤维织物上采用十字铺放法铺放泡沫加强筋；
4）沿着泡沫加强筋铺放小块纤维织物封边，再铺放脱模布和导流网；
5）铺放真空袋后密封，两端接注胶管和抽气管，抽真空检查密封性；
6）真空导入树脂，树脂选择阻燃型热固性树脂；
7）在真空袋压下固化成型，固化完成后脱模取出；
8）进行裁边、打孔，外表面喷涂防火油漆层。
9.根据权利要求8所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖的制作方法，其特征是，在步骤2）中，纤维织物为玻璃纤维织物、碳纤维织物、玄武岩织物中的一种或几种；
在步骤3）中，泡沫加强筋为PVC、PET、PMI或PEI；
在步骤6）中，阻燃型热固性树脂为不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂或乙烯基树脂；
在步骤7）中，固化温度为30℃-60℃，在0.1MPa的真空压力下保压1-4h；
新能源汽车电池PACK轻量化上盖的壁厚为1mm-2mm。
10.根据权利要求7所述的新能源汽车电池PACK轻量化上盖的制作方法，其特征是，采用RTM工艺、HP-RTM工艺或湿法模压工艺制作新能源汽车电池PACK轻量化上盖。
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