CN110890488A - 一种新能源汽车用复合材料电池箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源汽车用复合材料电池箱，包括带有吊耳的箱盖、与箱盖配合且具有一端开口的箱体和包覆在箱体外侧的加强筋‑吊耳结构，加强筋‑吊耳采用预浸料铺层实心结构。箱盖和箱体均依次包括防火隔热层、结构承载层、电磁屏蔽层和气密性层，防火隔热层、结构承载层、电磁屏蔽层和气密性层通过预浸料模压成型为一体结构，外部的防火隔热层能够防止外部的高温对内部电池产生影响或电池箱内部爆炸时火势向外蔓延，保证电池箱的安全性；结构承载层能够满足电池箱的结构性能要求；电磁屏蔽层可以满足动力电池系统对于电池箱在电磁屏蔽方面的要求；气密性层可以满足电池箱对于气密性的要求。所述复合材料电池箱防火隔热、电磁屏蔽、气密性好。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车用的复合材料电池箱。
背景技术
为响应节能减排的号召，新能源汽车逐渐成为我国发展交通运输业的战略重点。其中，电池箱作为核心零部件动力元件电池系统的载体，其安全性和轻量化成为新能源汽车行业发展的重要课题。
目前国内的新能源汽车用电池箱正逐渐从金属材料过渡到复合材料，碳纤维复合材料具有高比强度、高比刚度和优越的耐腐蚀性、耐冲击性等优势，可用作电池箱的基本组成材料来实现其轻量化。但单纯的碳纤维复合材料韧性差，且不具备防火隔热和电磁屏蔽功能，无法满足电池箱系统电磁兼容的要求。此外，传统电池箱多采用金属板材冲压成型或SMC等材料模压成型，需将各种零部件经过焊接或机械连接装配后形成下箱体，箱体结构较复杂且形状不规则，现有的复合材料电池箱结构未有突破，仍存在成型周期长、结构复杂、装配过程繁琐等缺陷。新能源汽车领域急需一种安装简便、兼具气密性、防火隔热、电磁屏蔽功能且轻质的电池箱，复合材料电池箱仍具有较大减重和设计空间。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种制备和装配过程简单的轻质复合材料电池箱，同时兼具防火隔热、电磁屏蔽、高气密性等功能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
提供一种新能源汽车用的复合材料电池箱，它包括箱盖和箱体，箱体的一面为敞口，箱盖与箱体敞口的一面的连接，所述箱盖和箱体均是由防火隔热层、结构承载层、电磁屏蔽层和气密性层通过预浸料模压成型的一体结构。
进一步地，所述箱盖与箱体配合处分别设有凹槽或凸起彼此插接,所述箱盖边缘处设有向外延伸的吊耳,箱体外侧包覆设有加强筋-吊耳，吊耳与加强筋-吊耳互相对应。
优选的是，所述箱盖和箱体的防火隔热层、结构承载层、电磁屏蔽层和气密性层由外到内依次铺设。
优选的是，所述防火隔热层采用酚醛树脂增强纤维制作。
优选的是，所述结构承载层采用纤维增强树脂材料制作，树脂为环氧树脂或乙烯基树脂，纤维为玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的一种或几种复合。
优选的是，所述电磁屏蔽层采用多孔状铝箔制作。
优选的是，所述气密性层采用涂覆树脂的纤维毡制作。
进一步的，箱盖和箱体的防火隔热层的厚度为0.6～1.2mm，结构承载层的厚度为1～3mm，电磁屏蔽层的厚度为0.05～0.1mm，气密性层的厚度为0.2～1mm。
优选的是，所述加强筋-吊耳结构选用高性能单向碳纤维预浸料，厚度为5～20mm。
优选的是，所述箱盖的长方体板的其中一个侧面沿边缘处设有长方体凹槽结构。
优选的是，所述箱体开口端边框上设有与箱盖凹槽相互耦合的长方体凸起结构。
优选的是，所述箱盖为长方体板状结构且在边缘处带有长方体吊耳。
优选的是，所述加强筋-吊耳结构包含横向、纵向筋各两条，筋条可与箱体外侧完全贴合形成包覆结构，筋条末端向外沿伸形成与箱盖对应一致的吊耳结构。
优选的是，所述加强筋-吊耳结构的宽度均匀，为箱体长边边长的1/7～1/5。
进一步的，所述箱盖与加强筋-吊耳的吊耳结构上设有螺栓孔，二者通过螺栓连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的一种新能源汽车用复合材料电池箱，不仅减轻了箱体的重量，而且结构形状简单，采用预浸料模压成型和预浸料铺层的制备方法，简化了电池箱的制作工艺工序和安装过程。
2、采用涂覆树脂的纤维毡作为气密性层，在纤维毡上涂覆树脂的方式可以使纤维毡中树脂的含量达到很高的程度，固化过程中充满产品整个箱盖型面，从而起到进一步提高气密性的作用。
3、防火隔热层采用酚醛树脂增强纤维，酚醛树脂因其在高温下具有较高的残炭率，形成致密碳层阻止火势冲刷与蔓延，因此使得本发明电池箱具有防火功能。
4、本发明涉及的电池箱利用轻质材料，制备和装配过程简单，同时兼具防火隔热、电磁屏蔽、高气密性等功能。
附图说明
图1为本发明的箱盖和箱体的各层结构示意图。
图2为本发明提供的电池箱箱盖正面示意图。
图3为本发明提供的电池箱箱盖反面示意图。
图4为本发明提供的电池箱箱体结构示意图。
图5为本发明提供的电池箱加强筋-吊耳结构示意图。
图6为本发明提供的复合材料电池箱装配完成后的立体结构图。
附图标记：1-防火隔热层；2-结构承载层；3-电磁屏蔽层；4-气密性层；5-箱盖；6-箱体；7-吊耳；8-加强筋-吊耳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
一种新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于该电池箱包括：
结合图1-6说明本具体实施方式，一种新能源汽车用复合材料电池箱，它包括箱盖5和箱体6，箱体6的一面为敞口，箱盖5与箱体6敞口的一面的连接，所述箱盖5和箱体6均是由外至内依次设置的防火隔热层1、结构承载层2、电磁屏蔽层3和气密性层4通过预浸料模压成型的一体结构。
箱盖5和箱体6最好选用方形结构。
所述箱盖5与箱体6配合处分别设有凹槽或凸起彼此插接,所述箱盖5边缘处设有向外延伸的吊耳7,箱体6外侧包覆设有加强筋-吊耳8，吊耳6与加强筋-吊耳8对应设置。
本实施方式中，箱盖5在长方体的某一型面上沿边缘开设长方体凹槽结构，箱体6开口端边框上设有与箱盖5凹槽相互耦合的长方体凸起结构。
防火隔热层1采用酚醛树脂增强纤维制作；结构承载层2采用纤维增强树脂材料制作，树脂为环氧树脂或乙烯基树脂，纤维为玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的一种或几种复合；电磁屏蔽层制3采用多孔状铝箔制作，气密性层4采用涂覆树脂的纤维毡制作。
箱盖5和箱体6的防火隔热层1的厚度为0.6～1.2mm，结构承载层2的厚度为1～3mm，电磁屏蔽层3的厚度为0.05～0.1mm，气密性层4的厚度为0.2～1mm。
加强筋-吊耳8结构包含横向、纵向筋各两条，筋条可与箱体6外侧完全贴合形成包覆结构，筋条末端向外沿伸形成与箱盖6对应一致的吊耳结构，其具体为：
加强筋-吊耳8，所述加强筋-吊耳8包含横向、纵向设置的筋各两条，两条横向的筋与两条纵向的筋互相交叉后，完全贴合在箱体外表面，筋的首端和尾端与分别与一个吊耳对应设置，加强筋-吊耳8结构采用预浸料铺层实心结构。
加强筋-吊耳8结构的宽度均匀，为箱体长边边长的1/7～1/5。
箱盖5和箱体6通过凹凸结构相互配合，吊耳5和加强筋-吊耳8通过螺栓连接来实现电池箱的装配。
加强筋-吊耳8结构选用T700级单向碳纤维预浸料。
本发明提供的一种新能源汽车用复合材料电池箱，不仅能减轻箱体的重量，而且也简化了电池箱的结构形状和制作工艺工序。此外，所述复合材料电池箱具有电磁屏蔽功能，也具有很强的韧性、气密性，同时还具有防火隔热的功能。
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的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。
Claims (10)
1.一种新能源汽车用复合材料电池箱，它包括箱盖(5)和箱体(6)，其特征在于:箱体(6)的一面为敞口，箱盖(5)与箱体(6)敞口的一面的连接，所述箱盖(5)和箱体(6)均是由防火隔热层(1)、结构承载层(2)、电磁屏蔽层(3)和气密性层(4)通过预浸料模压成型的一体结构。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于:所述箱盖(5)与箱体(6)配合处分别设有凹槽或凸起彼此插接,所述箱盖(5)边缘处设有向外延伸的吊耳(7),箱体(6)外侧包覆设有加强筋-吊耳(8)，吊耳(7)与加强筋-吊耳(8)对应设置。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于:所述箱盖(5)和箱体(6)的防火隔热层(1)、结构承载层(2)、电磁屏蔽层(3)和气密性层(4)由外到内依次铺设。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于，防火隔热层(1)采用酚醛树脂增强纤维制作。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于，结构承载层(2)采用纤维增强树脂材料制作，树脂为环氧树脂或乙烯基树脂，纤维为玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的一种或几种复合。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于，电磁屏蔽层(3)采用多孔状铝箔制作。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于，气密性层(4)采用涂覆树脂的纤维毡制作。
8.根据权利要求1所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于，箱盖(5)和箱体(6)的防火隔热层(1)的厚度为0.6～1.2mm，结构承载层(2)的厚度为1～3mm，电磁屏蔽层(3)的厚度为0.05～0.1mm，气密性层(4)的厚度为0.2～1mm。
9.根据权利要求2所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于，加强筋-吊耳(8)包含横向、纵向筋各两条，筋可与箱体(6)外侧完全贴合形成包覆结构，筋末端向外沿伸形成与箱盖(5)的吊耳(7)对应一致。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车用复合材料电池箱，其特征在于，加强筋-吊耳(8)结构选用高性能单向碳纤维预浸料，厚度为5～20mm，宽度为箱体长边边长的1/7～1/5。
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