CN114497847A - 一种用于电池包框架的型材及其成型流程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金领域，提供一种用于电池包框架的型材及其成型流程，所述型材的断面成日字形，所述型材断面形状通过辊压的方式一体成型，所述型材包括本体、端部和尾部，所述端部和尾部分别设于所述本体的两端，所述本体、端部和尾部形成封闭空间；本发明设计了一种断面为日字形的型材，在同等强度下，本发明型材刚度优于现有的；本发明采用超高强钢材质，制作同种强度的电池包框架相较于现有技术所述的重量大大减少，具有轻量化；本发明的结构复杂，工艺难，提升了整个行业的工艺技术；本发明代替了现有技术实用的铝合金更换为超高强钢，降低了生产成本。

Description

一种用于电池包框架的型材及其成型流程

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种型材及其成型流程。

背景技术

目前随着社会的发展，有限的石油资源和环境污染问题变得日益突出，这使得新能源汽车越来越引起社会的重视。现有的新能源汽车，需要多块电池进行提供动能，为了尽量减少电池包的重量，就需要重量较轻并且刚性、抗压强度都比较较强，但目前的电池包框架的材质均采用铝合金，并且电池包框架的横梁、纵梁等的断面均是口字形，且断面为口字形的成型是先将铝合金辊压成圆的，后面再挤压成方的，但这种断面为口字形的成型结构就需要进一步改进，满足目前的需要。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种用于电池包框架的型材及其成型流程，所述型材的断面成日字形，所述型材断面形状通过辊压的方式一体成型，所述型材包括本体、端部和尾部，所述端部和尾部分别设于所述本体的两端，所述本体、端部和尾部形成封闭空间。

所述型材采用超高强度钢进行加工，所述屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1200MPA，断后伸长率大于9%。进一步的，所述端部包括第一面框、第二面框、第三面框和第四面框，所述第一面框、第二面框、第三面框和第四面框依次连接，所述第一面框与所述本体所在的平面垂直放置，所述第二面框与所述第一面框所在的平面垂直放置，所述第三面框与所述第二面框所在的平面垂直放置，所述第四面框与所述第三面框所在的平面垂直放置。

进一步的，所述尾部包括第五面框、第六面框和第七面框，所述第五面框、第六面框和第七面框依次连接，所述第五面框与所述第六面框所在的平面垂直放置，所述第七面框与所述第六面框所在的平面垂直放置。

优选的，所述本体可以设有倾斜面，与所述第五面框之间设有一定的角度，可以为锐角也可以为直角。

所述侧边框的本体设有倾斜面，本体与所述第五面框之间设有一定的角度，所述角度为锐角。

所述面板、前边框、后边框、横梁和纵梁的第六面框与所述第五面框所在的平面垂直。

进一步的，所述第四面框与所述本体激光焊接，用于端部与本体的连接，所述第三面框和所述第七面框之间通过冷点焊接，用于端部和尾部的固定连接电池包框架。

进一步的，外露的所述端部和尾部分别设有与端部和尾部的断面相匹配的挡板。

优选的，所述电池包框架包括面板、前边框、后边框、侧边框、横梁和纵梁，所述面板、边框、横梁和纵梁均由型材组成。

优选的，所述纵梁与所述前边框和后边框固定连接，所述纵梁至少设有一根，所述横梁放置在所述侧边框与纵梁之间或放置在所述纵梁与纵梁之间。

所述侧边框的下方焊接一个底板，所述底板也由型材组成，所述底板上设有第三通孔，所述第三通孔用于与车架固定连接，通过螺丝螺母固定连接。

所述底板的一端设有凹槽，所述凹槽通过激光切割形成。

所述第一通孔和第三通孔均是通过激光割孔形成。

所述后边框上设有安装支架。

所述前边框与所述面板固定连接，所述面板与前边框形成梯形结构。

优选的，所述面板上设有腰型孔，所述腰型孔内放置电线，所述电线连接电器控制箱。

一种型材的成型流程为：

（1）通过送料机将卷料架上的板料送到辊压成型设备上；

（2）板料的两顶端通过第一辊轮组辊压成型；

（3）板料的一顶端通过第二辊轮组辊压成端部的结构；

（4）端部通过第一激光焊接设备与板料的本体焊接；

（5）板料的另一顶端通过第三辊轮组辊压成尾部的结构；

（6）端部通过第二激光焊接设备与端部焊接；

（7）通过矫形辊压设备进行整体的矫形；

（8）根据需求通过锯切设备进行锯切；

（9）通过激光割孔机进行割孔、割边。

进一步的，所述步骤（2）中，

板料的两顶端经过滚轮辊压成第四面框和第七面框。

进一步的，所述步骤（3）中，所述辊压成型的过程为：

所述板料的一顶端通过第二辊轮组依次辊压形成第一面框、第二面框和第三面框。

进一步的，所述步骤（5）中，所述辊压成型的过程为：

所述板料的另一顶端通过第三辊轮组依次辊压形成第五面框和第六面框。

进一步的，板料的材质是超高强度钢。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明设计了一种断面为日字形的型材，在同等强度下，本发明型材刚度优于现有的；

（2）本发明采用超高强钢材质，制作同种强度的电池包框架相较于现有技术所述的重量大大减少，具有轻量化；

（3）本发明的结构复杂，工艺难，提升了整个行业的工艺技术；

（4）本发明代替了现有技术实用的铝合金更换为超高强钢，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的本体与第五面框型材的两种断面图。

图2是使用本发明构成的电池包框架的整体结构图。

图3是本发明的辊压成型的流程示意图。

图4是本发明的辊压成型的设备对应流程的示意图。

图5是本发明的通过第一辊轮组辊压成型的分解图。

图6是本发明的通过第一辊轮组辊压成型的分解图。

图7是本发明的通过第一辊轮组辊压成型的分解图。

图8是使用现有技术方案中横梁承受强度的示意图。

图9是使用现有技术方案中横梁承受刚度的示意图。

图10是使用现有技术方案中纵梁承受强度的示意图。

图11是使用现有技术方案中纵梁承受强度的示意图。

图12是使用本方案中横梁承受强度的示意图。

图13是使用本技术方案中横梁承受刚度的示意图。

图14是使用本技术方案中纵梁承受强度的示意图。

图15是使用本技术方案中纵梁承受强度的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述，应当指出的是，实施例只是对发明的具体阐述，不应视为对发明的限定，实施例的目的是为了让本领域技术人员更好地理解和再现本发明的技术方案，本发明的保护范围仍应当以权利要求书所限定的范围为准。

如图1所示，本发明提供一种用于电池包框架的型材及其成型流程，型材的断面成日字形，所述型材断面形状通过辊压的方式一体成型，所述型材包括本体11、端部12和尾部13，所述端部12和尾部13分别设于所述本体11的两端，所述本体11、端部12和尾部13形成封闭空间。

所述型材采用超高强度钢进行加工，所述屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1200MPA，断后伸长率大于9%。

在一些优选方案中，所述端部12包括第一面框121、第二面框122、第三面框123和第四面框124，所述第一面框121、第二面框122、第三面框123和第四面框124依次连接，所述第一面框121与所述本体11所在的平面垂直放置，所述第二面框122与所述第一面框121所在的平面垂直放置，所述第三面框123与所述第二面框122所在的平面垂直放置，所述第四面框124与所述第三面框123所在的平面垂直放置。

在一些优选方案中，所述尾部13包括第五面框131、第六面框132和第七面框133134，所述第五面框131、第六面框132和第七面框133134依次连接，所述第五面框131与第六面框132所在的平面垂直放置，所述第七面框133与所述第六面框132所在的平面垂直放置。

优选的，所述本体11可以设有倾斜面111，与所述第五面框131之间设有一定的角度，可以为锐角也可以为直角。

如图2所示，优选的，所述电池包框架包括面板2、前边框3、后边框4、侧边框5、横梁6和纵梁7，所述面板2、前边框3、后边框4、侧边框5、横梁6和纵梁7均由型材组成。

所述侧边框5的本体11设有倾斜面111，与所述第五面框之间设有一定的角度，所述角度为锐角。

所述面板2、前边框、3后边框4、横梁6和纵梁7的第六面框与所述第五面框所在的平面垂直。

在一些优选方案中，所述第四面框124与所述本体11激光焊接，用于端部12与本体11的连接，所述第三面框123和所述第七面框133之间通过冷点焊接，用于端部12和尾部13的固定连接电池包框架。

在一些优选方案中，外露的所述端部和尾部分别设有与端部和尾部的断面相匹配的挡板0。

优选的，所述纵梁7与所述前边框3和后边框4固定连接，所述纵梁7至少设有一根，所述横梁6放置在所述侧边框5与纵梁7之间或放置在所述纵梁与纵梁之间。

所述侧边框5的下方焊接一个底板9，所述底板9也由型材组成，所述底板9上设有第三通孔91，所述第三通孔91用于与车架固定连接，通过螺丝螺母固定连接。

所述底板91的一端设有凹槽911，所述凹槽911通过激光切割形成。

所述第一通孔61和第三通孔91均是通过激光割孔形成。

所述后边框4上设有安装支架41。

所述前边框3与所述面板2固定连接，所述面板2与前边框3形成梯形结构。

优选的，所述面板2上设有腰型孔20，所述腰型孔20内放置电线，所述电线连接电器控制箱。

如图3-4所示，一种型材的成型流程为：

S1，通过送料机将卷料架上的板料送到辊压成型设备上；板料的材质是超高强度钢。

S2，板料的两顶端通过第一辊轮组辊压成型；板料的两顶端经过滚轮辊压成第四面框和第七面框，如图5所示。

S3，板料的一顶端通过第二辊轮组辊压成端部的结构；所述板料的一顶端通过第二辊轮组依次辊压形成第一面框、第二面框和第三面框，如图6所示。

S4，端部通过第一激光焊接设备与板料的本体焊接，如图7所示。

S5，板料的另一顶端通过第三辊轮组辊压成尾部的结构；所述板料的另一顶端通过第三辊轮组依次辊压形成第五面框和第六面框。

S6，端部通过第二激光焊接设备与端部焊接。

S7，通过矫形辊压设备进行整体的矫形。

S8，根据需求通过锯切设备进行锯切。

S9，通过激光割孔机进行割孔、割边。

如图8-15所示，假设跨距均为600mm时同时竖向施加3000N的压力时，比较使用现有技术方案和使用本申请的技术方案中横梁和纵梁的强度对比：通过实验测量可知，使用现有技术方案，横梁承受最大的强度约为19.8KN，横梁的刚度为3000/0.77≈3900N/mm，纵梁承受最大的强度约为18KN，纵梁的刚度为3000/1.08≈2778N/mm；

使用本申请的技术方案，横梁承受最大的强度约为19.9KN，横梁的刚度为3000/0.54≈5555N/mm；纵梁承受最大的强度约为18KN，纵梁的刚度为3000/0.96≈3125N/mm；

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种用于电池包框架的型材，其特征在于，所述型材的断面成日字形，所述型材断面形状通过辊压的方式一体成型，所述型材包括本体、端部和尾部，所述端部和尾部分别设于所述本体的两端，所述本体、端部和尾部形成封闭空间。

2.根据权利要求1所述的一种用于电池包框架的型材，其特征在于，所述型材采用超高强度钢进行加工，所述屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1200MPA，断后伸长率大于9%。

3.根据权利要求1所述的一种用于电池包框架的型材，其特征在于，所述端部包括第一面框、第二面框、第三面框和第四面框，所述第一面框、第二面框、第三面框和第四面框依次连接，所述第一面框与所述本体所在的平面垂直放置，所述第二面框与所述第一面框所在的平面垂直放置，所述第三面框与所述第二面框所在的平面垂直放置，所述第四面框与所述第三面框所在的平面垂直放置。

4.根据权利要求2所述的一种用于电池包框架的型材，其特征在于，所述尾部包括第五面框、第六面框和第七面框，所述第五面框、第六面框和第七面框依次连接，所述第五面框与所述第六面框所在的平面垂直放置，所述第七面框与所述第六面框所在的平面垂直放置。

5.根据权利要求3所述的一种用于电池包框架的型材，其特征在于，所述第四面框与所述本体激光焊接，用于端部与本体的连接，所述第三面框和所述第七面框之间通过冷点焊接，用于端部和尾部的固定连接。

6.一种型材的成型流程，所述成型流程用于制造权利要求1-5任一所述的型材，其特征在于，所述流程为：

（1）通过送料机将卷料架上的板料送到辊压成型设备上；

（2）板料的两顶端通过第一辊轮组辊压成型；

（3）板料的一顶端通过第二辊轮组辊压成端部的结构；

（4）端部通过第一激光焊接设备与板料的本体焊接；

（5）板料的另一顶端通过第三辊轮组辊压成尾部的结构；

（6）端部通过第二激光焊接设备与端部焊接；

（7）通过矫形辊压设备进行整体的矫形；

（8）根据需求通过锯切设备进行锯切；

（9）通过激光割孔机进行割孔、割边。

7.根据权利要求6所述的一种型材的成型流程，其特征在于，所述步骤（2）中，所述端部辊压成型的过程为：

板料的两顶端经过滚轮辊压成第四面框和第七面框。

8.根据权利要求6所述的一种型材的成型流程，其特征在于，所述步骤（3）中，辊压成型的过程为：

所述板料的一顶端通过第二辊轮组依次辊压形成第一面框、第二面框和第三面框。

9.根据权利要求6所述的一种型材的成型流程，其特征在于，所述步骤（4）中，辊压成型的过程为：

所述板料的另一顶端通过第三辊轮组依次辊压形成第五面框和第六面框。

10.根据权利要求6所述的一种型材的成型流程，其特征在于，所述板料的材质是超高强度钢。

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