CN109473584A - 电池箱上盖及其成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池箱上盖及其成型工艺，其中，成型工艺包括如下步骤：S1、根据设计的电池箱上盖顶面的波纹结构，确定电池箱上盖顶面正弦波纹跨度；S2、采用复合的玻璃纤维织物和环氧树脂作为预浸料层，将预浸料层进行裁剪；S3、制作电磁屏蔽层；S4、在模具中按照第一顺序依次铺层所述预浸料层，在铺层的多层预浸料层上铺设所述电磁屏蔽层，在电磁屏蔽层上按照第二顺序依次多层预浸料层；S5、将铺层完成产品在压机固化，得到本发明所述的电池箱上盖。本发明可以实现电池箱上盖结构的整体成型，采用复合材料制造电池箱可以明显减少新能源电动汽车重量，提升续航里程。

Description

电池箱上盖及其成型工艺
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电池箱上盖及其成型工艺。
背景技术
复合材料具有高的比模量比强度，同时复合材料结构的设计与制造可以实现一体化。成为新能源电动汽车轻量化首选材料。新能源电池包作为新能源电动汽车的核心技术，是制约新能源电动汽车发展与推广的关键，而电池包能量密度是电池包的最重要指标。
目前，电动汽车中，收容电池包的电池箱结构用材料为铝合金或者钣金，经过冲压成型或者折弯-焊接成型获得电池箱体，但是目前对新能源汽车续航里程要求越来越高，提高电池包能量密度是势必可行的方案。
发明内容
本发明旨在提供一种电池箱上盖及其成型工艺，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种电池箱上盖成型工艺，其包括如下步骤：
S1、根据设计的电池箱上盖顶面的波纹结构，确定电池箱上盖顶面正弦波纹跨度；
S2、采用复合的玻璃纤维织物和环氧树脂作为预浸料层，将预浸料层进行裁剪；
S3、制作电磁屏蔽层；
S4、在模具中按照第一顺序依次铺层所述预浸料层，在铺层的多层预浸料层上铺设所述电磁屏蔽层，在电磁屏蔽层上按照第二顺序依次多层预浸料层；
S5、将铺层完成产品在压机固化，得到本发明所述的电池箱上盖。
作为本发明的电池箱上盖成型工艺的改进，按照如下公式确定电池箱上盖顶面正弦波纹跨度L：
顶面正弦特征：Y＝ASin(wt)；
其中，Y是顶面凹槽特征的深度；
A是幅值；
跨度：L＝▲L+2*T/4；
▲L是两个正弦特征凹槽的间距，T是周期，T＝2π/w。
作为本发明的电池箱上盖成型工艺的改进，采用铝箔作为电磁屏蔽层时，制作电磁屏蔽层包括：
S31、将铝箔电磁屏蔽层进行阳极化处理；
S32、将阳极化处理之后的铝箔电磁屏蔽层在冲孔机上进行冲孔。
作为本发明的电池箱上盖成型工艺的改进，阳极化处理时，将铝箔电磁屏蔽层表面用自来水冲洗，并放置在磷酸槽中，温度25±5℃，通电10V，电流200uA，时间12min。
作为本发明的电池箱上盖成型工艺的改进，在冲孔机上进行冲孔时，冲孔直径为1.8～2.2mm，孔间距为11～12mm。
作为本发明的电池箱上盖成型工艺的改进，采用铜丝作为电磁屏蔽层时，制作电磁屏蔽层包括：将直径0.05～0.08mm的铜丝通过编制工艺制成铜网，以该铜网作为电磁屏蔽层。
作为本发明的电池箱上盖成型工艺的改进，制成的铜网的网格间距为10mm或者20mm。
作为本发明的电池箱上盖成型工艺的改进，所述步骤S4具体包括：
S41、将模具在烘箱中预热至45～50℃，将裁剪的预浸料层光滑平整的贴合在模具表面；
S42、按照(0/90)/(±45)/(0/90)的顺序依次铺层所述预浸料层，在铺层的多层预浸料层上铺设所述电磁屏蔽层，同时使电磁屏蔽层在法兰位置30mm宽度范围内穿出，裸露在法兰上表面；
S43、在电磁屏蔽层上按照(0/90)/(±45)/(0/90)的顺序依次铺层所述预浸料层；
S44、抽真空预压，真空压力≤-0.095MPa，时间5min。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种由如上所述的成型工艺得到的电池箱上盖。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以实现电池箱上盖结构的整体成型，采用复合材料制造电池箱可以明显减少新能源电动汽车重量，提升续航里程；复合材料铺层设计与材料设计可以提高电池箱的强度以及耐疲劳性能；顶面采用的正弦波纹结构可以通过调节正弦周期来调节顶面的刚度，从而控制顶面在振动过程中的变形；采用的铝箔(或者铜网)具有电磁屏蔽功能，可以抗外界电磁波对电池组干扰；同时，铝箔(或者铜网)可以提高电池箱的散热；冲孔铝箔(或者铜网)可以提高变形能力，适用于复杂结构电池箱的成型，提高耐火烧性能；可以通过设计铝箔冲孔密度(或者铜网网格间距)调整电磁屏蔽效果。冲孔铝箔可以使得预浸料树脂进行流动，提升复合材料层间性能。采用连续纤维预浸料模压工艺可以在保证强度前提下进一步减重，模压可以实现自动化批量生产，提高效率，降低成本。
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中记载的一些实施例，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为本发明的电池箱上盖成型工艺中波纹结构的平面示意图；
图2为本发明的电池箱上盖成型工艺中采用铝箔作为原材料制作电磁屏蔽层的平面示意图；
图3为本发明的电池箱上盖成型工艺中采用铜网作为原材料制作所述电磁屏蔽层的平面示意图
图4为本发明的电池箱上盖的立体示意图；
图5为图4中电池箱上盖的层结构示意图。
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。
本发明提供一种电池箱上盖成型工艺，其包括如下步骤：
S1、根据设计的电池箱上盖顶面的波纹结构，确定电池箱上盖顶面正弦波纹跨度。
结合图1，按照如下公式确定电池箱上盖顶面正弦波纹跨度L：
顶面正弦特征：Y＝ASin(wt)；
其中，Y是顶面凹槽特征的深度；
A是幅值；
跨度：L＝▲L+2*T/4；
▲L是两个正弦特征凹槽的间距，T是周期，T＝2π/w。
所述Y和A均为已知值，并且A越大，T越小，▲L越小，顶面刚度越大，顶面变形量越小。据此，通过调节正弦周期(波纹跨度)来调节顶面的刚度，从而控制产品在振动过程中的变形。
S2、采用复合的玻璃纤维织物和环氧树脂作为预浸料层，将预浸料层进行裁剪。
采用复合材料制造电池箱可以明显减少新能源电动汽车重量，提升续航里程；复合材料铺层设计与材料设计可以提高电池箱的强度以及耐疲劳性能。
S3、制作电磁屏蔽层。
如图2、3所示，制作电磁屏蔽层时，可采用铝箔或者铜网作为原材料制作所述电磁屏蔽层。具体地，采用铝箔作为电磁屏蔽层时，制作电磁屏蔽层包括：
S31、将铝箔电磁屏蔽层进行阳极化处理。
其中，阳极化处理使得金属面粗糙，使得再模压成型时预浸料层中的树脂与金属界面胶接强度高。阳极化处理时，将铝箔电磁屏蔽层表面用自来水冲洗，并放置在磷酸槽中，温度25±5℃，通电10V，电流200uA，时间12min。
S32、将阳极化处理之后的铝箔电磁屏蔽层在冲孔机上进行冲孔。
在冲孔机上进行冲孔时，冲孔直径为1.8～2.2mm，孔间距为11～12mm。
在另一替代实施方案中，采用铜丝作为电磁屏蔽层时，制作电磁屏蔽层包括：将直径0.05～0.08mm的铜丝通过编制工艺制成铜网，以该铜网作为电磁屏蔽层。优选地，制成的铜网的网格间距为10mm或者20mm。
采用的铝箔(或者铜网)具有电磁屏蔽功能，可以抗外界电磁波对电池组干扰；同时，铝箔(或者铜网)可以提高电池箱的散热；冲孔铝箔(或者铜网)可以提高变形能力，适用于复杂结构电池箱的成型，提高耐火烧性能。
此外，可以通过设计铝箔冲孔密度(或者铜网网格间距)调整电磁屏蔽效果。冲孔铝箔可以使得预浸料树脂进行流动，提升复合材料层间性能。具体地，铝箔的孔密度可以在冲床加工时调节，铜网网格是编织的，网格间距可以在编织控制经纬纱间距来调节，并且铝箔的孔越小，密度越大，电磁屏蔽效果越好，铜网网格越小，屏蔽效果越好。
S4、在模具中按照第一顺序依次铺层所述预浸料层，在铺层的多层预浸料层上铺设所述电磁屏蔽层，在电磁屏蔽层上按照第二顺序依次多层预浸料层。
其中，所述步骤S4具体包括：
S41、将模具在烘箱中预热至45～50℃，将裁剪的预浸料层光滑平整的贴合在模具表面。
S42、按照第一顺序：(0/90)/(±45)/(0/90)依次铺层所述预浸料层，在铺层的多层预浸料层上铺设所述电磁屏蔽层，同时使电磁屏蔽层在法兰位置30mm宽度范围内穿出，裸露在法兰上表面。(0/90)/(±45)/(0/90)是指首次铺层预浸料层时的铺层角度。
S43、在电磁屏蔽层上按照第二顺序：(0/90)/(±45)/(0/90)依次铺层所述预浸料层。(0/90)/(±45)/(0/90)是指再次铺层预浸料层时的铺层角度。
S44、抽真空预压，真空压力≤-0.095MPa，时间5min。
S5、将铺层完成产品在压机固化，得到本发明所述的电池箱上盖。
如图4、5所示，基于上述成型工艺，本发明还提供一种由如上所述的成型工艺得到的电池箱上盖。该电池箱上盖由上述成型工艺得到，其包括：电池箱上盖主体1以及连接于所述电池箱上盖主体1四周边缘的法兰2。
其中，所述电池箱上盖主体1的顶面形成有波纹结构10，该波纹结构10有利于提高所述电池箱上盖主体1的强度。所述电池箱上盖主体1及四周边缘的法兰2由复合的玻璃纤维织物和环氧树脂铺层得到。进一步地，所述电池箱上盖主体1包括：位于中间的电磁屏蔽层11以及位于该电磁屏蔽层11两侧的预浸料层12。
综上所述，本发明可以实现电池箱上盖结构的整体成型，采用复合材料制造电池箱可以明显减少新能源电动汽车重量，提升续航里程；复合材料铺层设计与材料设计可以提高电池箱的强度以及耐疲劳性能；顶面采用的正弦波纹结构可以通过调节正弦周期来调节顶面的刚度，从而控制顶面在振动过程中的变形；采用的铝箔(或者铜网)具有电磁屏蔽功能，可以抗外界电磁波对电池组干扰；同时，铝箔(或者铜网)可以提高电池箱的散热；冲孔铝箔(或者铜网)可以提高变形能力，适用于复杂结构电池箱的成型，提高耐火烧性能；可以通过设计铝箔冲孔密度(或者铜网网格间距)调整电磁屏蔽效果。冲孔铝箔可以使得预浸料树脂进行流动，提升复合材料层间性能。采用连续纤维预浸料模压工艺可以在保证强度前提下进一步减重，模压可以实现自动化批量生产，提高效率，降低成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种电池箱上盖成型工艺，其特征在于，所述成型工艺包括如下步骤：
S1、根据设计的电池箱上盖顶面的波纹结构，确定电池箱上盖顶面正弦波纹跨度；
S2、采用复合的玻璃纤维织物和环氧树脂作为预浸料层，将预浸料层进行裁剪；
S3、制作电磁屏蔽层；
S4、在模具中按照第一顺序依次铺层所述预浸料层，在铺层的多层预浸料层上铺设所述电磁屏蔽层，在电磁屏蔽层上按照第二顺序依次多层预浸料层；
S5、将铺层完成产品在压机固化，得到本发明所述的电池箱上盖。
2.根据权利要求1所述的电池箱上盖成型工艺，其特征在于，按照如下公式确定电池箱上盖顶面正弦波纹跨度L：
顶面正弦特征：Y＝ASin(wt)；
其中，Y是顶面凹槽特征的深度；
A是幅值；
跨度：L＝▲L+2*T/4；
▲L是两个正弦特征凹槽的间距，T是周期，T＝2π/w。
3.根据权利要求1所述的电池箱上盖成型工艺，其特征在于，采用铝箔作为电磁屏蔽层时，制作电磁屏蔽层包括：
S31、将铝箔电磁屏蔽层进行阳极化处理；
S32、将阳极化处理之后的铝箔电磁屏蔽层在冲孔机上进行冲孔。
4.根据权利要求3所述的电池箱上盖成型工艺，其特征在于，阳极化处理时，将铝箔电磁屏蔽层表面用自来水冲洗，并放置在磷酸槽中，温度25±5℃，通电10V，电流200uA，时间12min。
5.根据权利要求3所述的电池箱上盖成型工艺，其特征在于，在冲孔机上进行冲孔时，冲孔直径为1.8～2.2mm，孔间距为11～12mm。
6.根据权利要求1所述的电池箱上盖成型工艺，其特征在于，采用铜丝作为电磁屏蔽层时，制作电磁屏蔽层包括：将直径0.05～0.08mm的铜丝通过编制工艺制成铜网，以该铜网作为电磁屏蔽层。
7.根据权利要求6所述的电池箱上盖成型工艺，其特征在于，制成的铜网的网格间距为10mm或者20mm。
8.根据权利要求1所述的电池箱上盖成型工艺，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
S41、将模具在烘箱中预热至45～50℃，将裁剪的预浸料层光滑平整的贴合在模具表面；
S42、按照(0/90)/(±45)/(0/90)的顺序依次铺层所述预浸料层，在铺层的多层预浸料层上铺设所述电磁屏蔽层，同时使电磁屏蔽层在法兰位置30mm宽度范围内穿出，裸露在法兰上表面；
S43、在电磁屏蔽层上按照(0/90)/(±45)/(0/90)的顺序依次铺层所述预浸料层；
S44、抽真空预压，真空压力≤-0.095MPa，时间5min。
9.一种由权利要求1至9任一项所述的成型工艺得到的电池箱上盖。
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