CN111301184A - 一种碳纤维复合材料电池底护板及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维复合材料电池底护板，包括由整体铺层的碳纤维复合材料制成的护板本体，所述护板本体前端具有与前副车架连接的第一搭接边，后端具有的与电池包连接第二搭接边；所述护板本体沿宽度方向间隔设有多个加强凸筋，所述加强凸筋的长度大于护板本体整体长度的80%，宽度大于护板本体整体宽度的5%，高度≤10mm，所述加强凸筋与护板本体之间采用圆弧过渡，圆弧半径≥5mm。其能够满足电池底护板的使用性能要求，实现轻量化。本发明还公开了一种电动汽车，包括电池系统，所述电池系统包括上述的碳纤维复合材料电池底护板。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车零部件，具体涉及一种碳纤维复合材料电池底护板及电动汽车。
背景技术
随着电动汽车的高速发展，针对此电动汽车的创新需求也在不断增加。电动汽车的零部件需要减轻重量以实现更长的续航里程，同时还要能够降低噪音水平。碳纤维复合材料比强度高、比刚度高，可在厚度略微提升的情况下，实现减重约30~60%，优秀的阻尼性能有助于提升车内NVH品质。相比于钢，碳纤维复合材料由大量碳纤维丝构成，具有组织裂纹扩展的效果，耐疲劳性能优异，使用寿命长；且碳纤维复合材料十分耐腐蚀，不需要额外再进行表面处理。
电池底护板是电动汽车中区别于传统燃油汽车而独有的零部件。一方面汽车电池底护板可以保护电池包免受石子冲击和地面磕碰，另一方面电池底护板较大的覆盖面积可以在一定程度上防止雨水溅入电池包的线束插接件上。目前的电动汽车的电池底护板通常由钢板冲压成形，再经过电泳工艺来防止锈蚀。由于电池底护板的保护面积较大，所承受的地面冲击载荷较大，其钢制零件厚度一般为2-4mm,而钢的密度较大会导致整体刚度和NVH性能较差、零部件重量较重。尤其不适用于目前对轻量化和性能要求非常苛刻的电动汽车。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料电池底护板及电动汽车，其能够满足电池底护板的使用性能要求，实现轻量化。
本发明所述的碳纤维复合材料电池底护板，包括由整体铺层的碳纤维复合材料制成的护板本体，所述护板本体前端具有与前副车架连接的第一搭接边，后端具有的与电池包连接第二搭接边；所述护板本体沿宽度方向间隔设有多个加强凸筋，所述加强凸筋的长度大于护板本体整体长度的80%，宽度大于护板本体整体宽度的5%，高度≤10mm，所述加强凸筋与护板本体之间采用圆弧过渡，圆弧半径≥5mm。
进一步，所述第一搭接边上设有多个第一搭接凸起，所述第一搭接凸起上设有与前副车架连接的第一安装孔；所述第二搭接边上设有多个第二搭接凸起，所述第二搭接凸起上设有与电池包连接的第二安装孔。
进一步，所述第一安装孔和第二安装孔与护板本体边缘的距离≥10mm。
进一步，相邻加强凸筋之间的距离≥60mm。
进一步，所述碳纤维复合材料以多层、多铺层方向的碳纤维织物为增强体，以环氧树脂、改性环氧树脂中的一种或两种以上的混合物为基体树脂。
进一步，所述碳纤维织物的品级为T300及以上，丝束为12K及以上，单层的面密度为150g/m2及以上。
进一步，所述碳纤维复合材料采用同一种或不同种面密度的碳纤维织物进行铺层，当采用不同种面密度的碳纤维织物时，外表层和次表层选择面密度较低的碳纤维织物。
一种电动汽车，包括电池系统，所述电池系统包括上述的碳纤维复合材料电池底护板。
本发明的护板本体由整体铺层的碳纤维复合材料制成，相较于钢制电池底护板，其大幅降低了零部件重量，实现轻量化。并且碳纤维复合材料本身刚度较好，无需像钢板冲压零件一样设计“井”字型复杂加强筋结构，仅在护板本体宽度方向间隔设有多个加强凸筋，合理限定加强凸筋的长度、宽度、高度及过渡圆弧半径，保证了护板本体具有足够的刚度和抗冲击性能，同时易于制造成形。
本发明通过合理限定碳纤维织物的品级、丝束及单层的面密度，且以多层、多铺层方向的碳纤维织物为增强体，以环氧树脂、改性环氧树脂中的一种或两种以上的混合物为基体树脂，使得该碳纤维复合材料满足电池底护板的使用性能要求，保护电池包免受石子冲击和地面磕碰，在一定程度上防止雨水溅入电池包的线束插接件上，延长了电池包的使用寿命。
附图说明
图1是本发明电池底护板的结构示意图；
图2是本发明电池底护板的俯视图；
图3是本发明加强凸筋的截面示意图；
图4是本发明碳纤维复合材料铺层角度坐标示意图。
图中，1—护板本体，11—第一搭接边，12—第二搭接边，13—第一搭接凸台，14—第二搭接凸台，15—第一安装孔，16—第二安装孔，2—加强凸筋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
参见图1至图3，所示的碳纤维复合材料电池底护板，包括由整体铺层的碳纤维复合材料制成的护板本体1，相较于钢制电池底护板，其大幅降低了零部件重量，实现轻量化。
所述护板本体1前端具有与前副车架连接的第一搭接边11，后端具有的与电池包连接第二搭接边12。具体地，所述第一搭接边11上间隔设有四个第一搭接凸起13，所述第一搭接凸起13上设有与前副车架连接的第一安装孔15；所述第二搭接边12上间隔设有四个第二搭接凸起14，所述第二搭接凸起14上设有与电池包连接的第二安装孔16。装配时采用M6或M8的安装螺栓穿过第一安装孔15或第二安装孔16与前副车架或电池包螺纹连接，装配便捷，结合牢固。为了保证安装点刚度，所述第一安装孔15和第二安装孔16与护板本体1边缘的距离≥10mm。
所述护板本体1沿宽度方向间隔设有三个加强凸筋2，位于中间位置的加强凸筋2的上表面呈矩形，另外两个加强凸筋2的上表面呈直角梯形。所述加强凸筋2的长度大于护板本体1整体长度的80%，宽度大于护板本体1整体宽度的5%，高度h≤10mm，在保证使用性能的前提下减少材料用量，节约了生产成本。所述加强凸筋2与护板本体1之间采用圆弧过渡，圆弧半径R≥5mm，利于加强凸筋的制造成型，降低了加工难度。相邻加强凸筋2之间的距离≥60mm，保证了护板本体1具有足够的刚度和抗冲击性能，同时易于制造成形。
所述碳纤维复合材料以多层、多铺层方向的碳纤维织物为增强体，以环氧树脂、改性环氧树脂中的一种或两种以上的混合物为基体树脂。所述碳纤维织物的品级为T300及以上，丝束为12K及以上，单层的面密度为150g/m2及以上。，使得该碳纤维复合材料满足电池底护板的使用性能要求，保护电池包免受石子冲击和地面磕碰，在一定程度上防止雨水溅入电池包的线束插接件上，延长了电池包的使用寿命。
护板本体1的制造工艺选用预浸料袋压工艺，采用单个模具进行铺覆，无需使用压机，模具工装成本较低。在模具上铺层时，每铺覆x层后进行一次抽真空袋压，所述x≤4，以保证较好的尺寸精度。
所述碳纤维复合材料采用同一种或不同种面密度的碳纤维织物进行铺层，当采用不同种面密度的碳纤维织物时，外表层和次表层选择面密度较低的碳纤维织物，利于铺覆成型。
参见图4，所述护板本体1采用0°、45°、-45°和90°共4个方向的铺层，外表层选用45°或-45°方向。铺层的总数为奇数或偶数，当铺层总数为奇数时，中间层选择0°或90°方向，相邻铺层的纤维方向的差值小于90°。具体的铺层层数和铺层方向根据具体使用情况进行调整。
一种电动汽车，包括电池系统，所述电池系统包括上述的碳纤维复合材料电池底护板。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种碳纤维复合材料电池底护板，其特征在于：包括由整体铺层的碳纤维复合材料制成的护板本体（1），所述护板本体（1）前端具有与前副车架连接的第一搭接边（11），后端具有的与电池包连接第二搭接边（12）；
所述护板本体（1）沿宽度方向间隔设有多个加强凸筋（2），所述加强凸筋（2）的长度大于护板本体（1）整体长度的80%，宽度大于护板本体（2）整体宽度的5%，高度h≤10mm，所述加强凸筋（2）与护板本体（1）之间采用圆弧过渡，圆弧半径R≥5mm。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料电池底护板，其特征在于：所述第一搭接边（11）上设有多个第一搭接凸起（13），所述第一搭接凸起（13）上设有与前副车架连接的第一安装孔（15）；
所述第二搭接边（12）上设有多个第二搭接凸起（14），所述第二搭接凸起（14）上设有与电池包连接的第二安装孔（16）。
3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料电池底护板，其特征在于：所述第一安装孔（15）和第二安装孔（15）与护板本体（1）边缘的距离≥10mm。
4.根据权利要求1或2所述的碳纤维复合材料电池底护板，其特征在于：相邻加强凸筋（2）之间的距离≥60mm。
5.根据权利要求1或2所述的碳纤维复合材料电池底护板，其特征在于：所述碳纤维复合材料以多层、多铺层方向的碳纤维织物为增强体，以环氧树脂、改性环氧树脂中的一种或两种以上的混合物为基体树脂。
6.根据权利要求5所述的碳纤维复合材料电池底护板，其特征在于：所述碳纤维织物的品级为T300及以上，丝束为12K及以上，单层碳纤维织物的面密度为150g/m2及以上。
7.根据权利要求5所述的碳纤维复合材料电池底护板，其特征在于：所述碳纤维复合材料采用同一种或不同种面密度的碳纤维织物进行铺层，当采用不同种面密度的碳纤维织物时，外表层和次表层选择面密度较低的碳纤维织物。
8.一种电动汽车，包括电池系统，其特征在于：所述电池系统包括权利要求1~7任一项所述的碳纤维复合材料电池底护板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200619 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |