CN111293246B - 基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法 - Google Patents

基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,包括以下步骤:S1、初次加热;S2、初次镀覆;S3、二次镀覆;S4、二次加热;S5、模压成型。本发明通过热成型工艺生产新能源汽车动力电池壳体,与现有技术中的铸造钣金和铝合金型材拼接焊工艺相比,在保证相同的强度的前提下,可大幅减少壳体的质量,可实现轻量化,从而可减少车辆的自重,减少能源消耗;通过二次镀覆,可大幅提升壳体的各种性能,包括抗腐蚀性、散热性、耐高温性、耐水性和强度稳定性,可对动力电池进行较为全面的保护,提升车辆性能。

Description

基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法
技术领域
本发明属于电池壳体生产制造技术领域,具体涉及基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法。
背景技术
随着人们对环境的越来越重视,新能源汽车的越来越受到欢迎,现有技术中最常见的新能源汽车就是依托于蓄电池提供电能的电动汽车,这种新能源汽车都包括动力电池包,为保证动力电池包的安全和稳定,需要采用壳体对其进行承载和固定。
现有技术中新能源汽车动力电池包的承载壳体一般包括下壳体和上盖,其中下壳体,又称托盘、电池包下盖,箱体,最早采用铸造钣金的方式生产,这种方式虽然能保证一定的强度,但是其重量较大,会增加车辆的自重,导致能源消耗大,而且模具及固定资产投入分摊成本高,轻量化指标不够。
为了取得轻量化的效果,市场目前大多采用铝合金型材搅拌摩擦焊拼接的方式制造,铝合金型材拼接焊的方式存在问题是:加工工艺工序多,工艺负责,流程长,加工成本高,虽然与铸造钣金相比重量会减少,但是轻量化指标仍然不够。
因此,针对上述技术问题,有必要提供基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法。
发明内容
本发明的目的在于提供基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,以解决上述的问题。
为了实现上述目的,本发明一实施例提供的技术方案如下:
基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,包括以下步骤:
S1、初次加热
将钢板加热至1060~1080度;
S2、初次镀覆
使用惰性气体高压气流均匀冲击S1中钢板表面,待温度降至950~980度时,将包括均匀混合Al、Sc的第一超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成初次镀覆层;
S3、二次镀覆
将S2处理后的钢板自然降温,直至钢板的温度为700~800度,将包括均匀混合Mn、Zn的第二超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成二次镀覆层;
S4、二次加热
将S3中的钢板加热至950~980度;
S5、模压成型
将S4中的钢板自然降温至700~800度,然后进行模压,通过模具降温到40~60度,即成型。
一实施例中,S1中,所述钢板包括的元素和质量组分为C:0.1~0.3%、
Si:0.02~0.5%、
Mn:0.5~1.9%、
Ti:0.01~0.1%、
B:0.0001~0.1%,
剩余部分为Fe和其他杂质。
一实施例中,S2中,所述惰性气体为氮气,所述氮气的纯度不小于95%。
一实施例中,S2中,所述第一超微混合颗粒中Al与Sc的质量比为6:1~9:1。
一实施例中,S3中,所述第二超微混合颗粒中Zn与Mn的质量比为2:1~5:1。
一实施例中,所述第一超微混合颗粒中Al与Sc的质量比为8:1,所述第二超微混合颗粒中Zn与Mn的质量比为4:1。
一实施例中,所述第一超微混合颗粒和第二超微混合颗粒的粒度直径为0.5~3μm。
一实施例中,所述钢板单侧面初次镀覆层的密度为1.3~2.5g/㎡。
一实施例中,所述钢板单侧面二次次镀覆层的密度为0.8~1.4g/㎡。
一实施例中,S4中,所述钢板的平均升温速度为50~100℃/秒。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明通过热成型工艺生产新能源汽车动力电池壳体,与现有技术中的铸造钣金和铝合金型材拼接焊工艺相比,在保证相同的强度的前提下,可大幅减少壳体的质量,可实现轻量化,从而可减少车辆的自重,减少能源消耗;通过二次镀覆,可大幅提升壳体的各种性能,包括抗腐蚀性、散热性、耐高温性、耐水性和强度稳定性,可对动力电池进行较为全面的保护,提升车辆性能。
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为本发明一实施例中基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法工艺流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
实施例1:
本发明公开了基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,参图1所示,包括以下步骤:
S1、初次加热
将钢板加热至1060度,钢板包括的元素和质量组分为
C:0.1~0.3%、
Si:0.02~0.5%、
Mn:0.5~1.9%、
Ti:0.01~0.1%、
B:0.0001~0.1%,
剩余部分为Fe和其他杂质;
S2、初次镀覆
使用惰性气体高压气流均匀冲击S1中钢板表面,惰性气体为氮气,氮气的纯度不小于95%,待温度降至950度时,将包括均匀混合Al、Sc的第一超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成初次镀覆层,第一超微混合颗粒中Al与Sc的质量比为6:1,第一超微混合颗粒的粒度直径为0.5~3μm,钢板单侧面初次镀覆层的密度为1.3g/㎡;
S3、二次镀覆
将S2处理后的钢板自然降温,直至钢板的温度为700度,将包括均匀混合Mn、Zn的第二超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成二次镀覆层,第二超微混合颗粒中Zn与Mn的质量比为2:1,第二超微混合颗粒的粒度直径为0.5~3μm,钢板单侧面二次次镀覆层的密度为0.8g/㎡;
S4、二次加热
将S3中的钢板加热至950度,钢板的平均升温速度为50℃/秒;
S5、模压成型
将S4中的钢板自然降温至700度,然后进行模压,通过模具降温到40~60度,即成型。
本实施例生产的壳体成品具有1575MPa±100的机械强度。
实施例2:
本发明公开了基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,参图1所示,包括以下步骤:
S1、初次加热
将钢板加热至1080度,钢板包括的元素和质量组分为
C:0.1~0.3%、
Si:0.02~0.5%、
Mn:0.5~1.9%、
Ti:0.01~0.1%、
B:0.0001~0.1%,
剩余部分为Fe和其他杂质;
S2、初次镀覆
使用惰性气体高压气流均匀冲击S1中钢板表面,惰性气体为氮气,氮气的纯度不小于95%,待温度降至980度时,将包括均匀混合Al、Sc的第一超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成初次镀覆层,第一超微混合颗粒中Al与Sc的质量比为9:1,第一超微混合颗粒的粒度直径为0.5~3μm,钢板单侧面初次镀覆层的密度为2.5g/㎡;
S3、二次镀覆
将S2处理后的钢板自然降温,直至钢板的温度为800度,将包括均匀混合Mn、Zn的第二超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成二次镀覆层,第二超微混合颗粒中Zn与Mn的质量比为5:1,第二超微混合颗粒的粒度直径为0.5~3μm,钢板单侧面二次次镀覆层的密度为1.4g/㎡;
S4、二次加热
将S3中的钢板加热至980度,钢板的平均升温速度为100℃/秒;
S5、模压成型
将S4中的钢板自然降温至800度,然后进行模压,通过模具降温到40~60度,即成型。
本实施例生产的壳体成品具有1650MPa±100的机械强度。
实施例3:
本发明公开了基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,参图1所示,包括以下步骤:
S1、初次加热
将钢板加热至1070度,钢板包括的元素和质量组分为
C:0.1~0.3%、
Si:0.02~0.5%、
Mn:0.5~1.9%、
Ti:0.01~0.1%、
B:0.0001~0.1%,
剩余部分为Fe和其他杂质;
S2、初次镀覆
使用惰性气体高压气流均匀冲击S1中钢板表面,惰性气体为氮气,氮气的纯度不小于95%,待温度降至965度时,将包括均匀混合Al、Sc的第一超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成初次镀覆层,第一超微混合颗粒中Al与Sc的质量比为8:1,第一超微混合颗粒的粒度直径为0.5~3μm,钢板单侧面初次镀覆层的密度为1.9/㎡;
S3、二次镀覆
将S2处理后的钢板自然降温,直至钢板的温度为750度,将包括均匀混合Mn、Zn的第二超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成二次镀覆层,第二超微混合颗粒中Zn与Mn的质量比为4:1,第二超微混合颗粒的粒度直径为0.5~3μm,钢板单侧面二次次镀覆层的密度为1.1g/㎡;
S4、二次加热
将S3中的钢板加热至965度,钢板的平均升温速度为75℃/秒;
S5、模压成型
将S4中的钢板自然降温至750度,然后进行模压,通过模具降温到40~60度,即成型。
本实施例生产的壳体成品具有1800MPa±100的机械强度。
由以上技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
本发明通过热成型工艺生产新能源汽车动力电池壳体,与现有技术中的铸造钣金和铝合金型材拼接焊工艺相比,在保证相同的强度的前提下,可大幅减少壳体的质量,可实现轻量化,从而可减少车辆的自重,减少能源消耗;通过二次镀覆,可大幅提升壳体的各种性能,包括抗腐蚀性、散热性、耐高温性、耐水性和强度稳定性,可对动力电池进行较为全面的保护,提升车辆性能。
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例加以描述,但并非每个实施例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 (8)

1.基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、初次加热
将钢板加热至1060~1080摄氏度;
S2、初次镀覆
使用惰性气体高压气流均匀冲击S1中钢板表面,待温度降至950~980摄氏度时,将包括均匀混合Al、Sc的粒度直径为0.5~3μm的第一超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成初次镀覆层;
S3、二次镀覆
将S2处理后的钢板自然降温,直至钢板的温度为700~800摄氏度,将包括均匀混合Mn、Zn的粒度直径为0.5~3μm的第二超微混合颗粒均匀喷洒在钢板的表面,形成二次镀覆层;
S4、二次加热
将S3中的钢板加热至950~980摄氏度,钢板的平均升温速度为50~100℃/秒;
S5、模压成型
将S4中的钢板自然降温至700~800摄氏度,然后进行模压,通过模具降温到40~60摄氏度,即成型。
2.根据权利要求1所述的基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,S1中,所述钢板包括的元素和质量组分为
C:0.1~0.3%、
Si:0.02~0.5%、
Mn:0.5~1.9%、
Ti:0.01~0.1%、
B:0.0001~0.1%,
剩余部分为Fe和其他杂质。
3.根据权利要求1所述的基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,S2中,所述惰性气体为氮气,所述氮气的纯度不小于95%。
4.根据权利要求1所述的基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,S2中,所述第一超微混合颗粒中Al与Sc的质量比为6:1~9:1。
5.根据权利要求1所述的基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,S3中,所述第二超微混合颗粒中Zn与Mn的质量比为2:1~5:1。
6.根据权利要求4或5所述的基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,所述第一超微混合颗粒中Al与Sc的质量比为8:1,所述第二超微混合颗粒中Zn与Mn的质量比为4:1。
7.根据权利要求1所述的基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,所述钢板单侧面初次镀覆层的密度为1.3~2.5g/㎡。
8.根据权利要求1所述的基于热成型工艺的新能源汽车动力电池壳体生产方法,其特征在于,所述钢板单侧面二次次镀覆层的密度为0.8~1.4g/㎡。
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