CN115764116A - 一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，包括单品加工；加胶；自动拼接；底板龙门加工；二次自动拼接；二次龙门加工；衬套胶接；气密检测；成品检测，电池托盘制造完成，整个工艺中铝合金板不会产生变形，尺寸控制精确，密封效果好，成品率高，后续还能保养使得密封更加稳定。

Description

一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺

技术领域

本发明涉及新能源汽车电池托盘生产工艺技术领域，尤其涉及一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺。

背景技术

在现有的电池包下箱体生产技术中，大部分采用搅拌摩擦焊加正弧焊工艺，该工艺在单品加工和连接过程中容易产生铝合金变型量大、尺寸不好控制的问题，而且很容易大量铝屑，不易清理，使得工艺清理步骤过多，成本增加，另一部分采用铆接胶封工艺，该工艺虽然避免了在加工过程中变型量大，产生大量铝屑的问题，但是该铆接胶封密封不稳定，容易出现密封不良的制品，使得成品率低下，从而导致生产成本大幅提高。

授权公告号CN201922135999.1公开了一种无缝拼接型木板，通过将第一拼接板和第二拼接板进行拼接，且两端的设置的第一榫胶刺接和第二榫胶刺接同步的进行卡刺衔接进行更好的无缝拼接对应，最后通过将锥形嵌块嵌入到第一拼接槽和第二拼接槽内进行衔接固定，在第一拼接板和第二拼接板的内部设置有耐高温防潮基座装置可以进行保护，通过防腐底板可以对环境中存在的防腐气体进行隔绝切配合着聚酯膜板中制作的材料可以提高耐高温和气密性，但是该木板存在以下问题：其一，拼接的木板形状过于复杂，生产成本高，其次多个卡刺在生产过程中很容易导致折弯等现象产生，使得产品成品率低下，生产成本过高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过对边框和底板不同的榫接形状进行榫接，来连接形成一个完整的电池包下箱体，而且榫接方式简单，在加工过程中还利用了龙门加工，使得装置更加精准，利用金属结构胶，解决了装置密封性差，结构强度不均匀，生产成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，包括步骤

S1：单品加工，其中铝合金电池包下箱体包括前梁板、斜梁板、边梁板、后梁板和底板，对前梁板、斜梁板、边梁板和后梁板两端内侧边均进行榫接口加工，对于底板连接的铝合金板都进行凹槽和凸块的适配加工，其中底板的拼接也利用凹槽和凸块的适配加工完成；

S2：注胶，对工件连接处进行加胶处理，其中加胶处均设有加胶孔；

S3：工装夹具拼接，利用机器先将底板进行拼接定型；

S4：底板龙门加工，在对底板进行装夹过程中，在其底部放置垫铁，采用钢片进行支垫；

S5：二次自动拼接，然后将前梁板、斜梁板、边梁板和后梁板与底板利用机器自动拼接定型；

S6：二次龙门加工，确定好整个电池包下箱体的加工位置和加工尺寸，利用紧固螺栓进行紧固；

S6：衬套胶接，对已经冷却成型的电池包下箱体内侧进行胶接衬套，使得电池包下箱体成型；

S7：气密检测，对已经成型的电池包下箱体进行密封性检测；

S8：安装液冷板后进行成品检测，电池托盘制造完成。

作为一种优选，步骤S1中前梁板与斜梁板、斜梁板与边梁板、边梁板与后梁板之间进行榫接过程倾斜放置的角度均由内侧榫接口榫接的长度进行调整，该调整角度范围在0度到180度之间。

作为一种优选，步骤S4中在装夹底板前期准备过程中，首先对底板下端三个点进行支垫稳固，然后再对底板下侧四个端点均匀进行支垫。

作为一种优选，步骤S2中对榫接口处进行加胶处理，加入的胶为金属结构胶，且加胶孔设置的位置均在凹槽的内侧上下两端，拼接过程将边框板竖起，使得上下侧的加胶孔处在同一水平位置，然后进行拼接。

作为一种优选，步骤S5中进行二次自动拼接，将步骤S3中前梁板与斜梁板、斜梁板与边梁板、边梁板与后梁板分别与底板进行拼接，在拼接过程中每组已经拼接好的边框板之间的连接与底板连接同时进行，拼接完成等待金属结构胶凝固。

作为一种优选，步骤S3和步骤S5中，拼接完成后均利用机器将拼接的铝合金两侧压紧固定，经过快速冷却定型工序后才开始下一步电池包下箱体的制作。

作为一种优选，所述步骤S1中的底板内侧的加胶孔对应的底板上表面设有保养孔，在步骤S7的气密检测中首先对保养孔进行气密检测，确保金属结构胶将保养孔密封。

作为又一种优选，步骤S6中所利用的衬套材质为非金属聚合物，且该衬套固定连接于电池包下箱体的边梁板，衬套与边梁板连接处设有紧固件。

本发明的有益效果：

(1)本发明中通过步骤S1中单品加工，对边框板进行榫接口的加工，在榫接口内侧设置有加胶孔，为了方便金属结构胶的放置和方便两块边框板之间的连接，利用内部优先加胶，这样相对于先拼接好后再对缝隙进行加胶处理，可以少一个铲除多余出来的胶水的步骤，节省人力成本，而且内部的胶封使得密封性更佳。

(2)本发明中通过步骤S4中的龙门加工，龙门的规格决定加工工件的尺寸，所以在加工前要计算工件的加工位置和加工尺寸，在装夹中要注意，如果毛坯会随着紧固螺栓的紧固发生扭曲，虽然扭曲不大，但是也会造成加工面的不平整，为了克服这个缺点，装夹时候，在无外力的情况下，必须垫好底部的接触点，尽量不用斜的垫铁，采用钢片进行支垫，3个点最容易垫稳固，4个点的支垫较为麻烦，所以采用先3点再4点的步骤进行支垫，确保工件的稳定性。

(3)本发明中通过设置非金属聚合物衬套，这种材质的质地相对较软，价格成本低，保护裹住的部件，更换方便，经济性好，而且采用衬套使得其使用灵活性高，减少了电池包下箱体与其他装置之间的磨损、振动和噪音，具有防腐蚀，方便电池包下箱体的维修，简化下箱体的结构和制造工艺的作用。

综上所述，该工艺具有经济性好，密封性强，产品成品率高的优点，尤其适用于新能源汽车电池托盘生产工艺技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明中整体工艺流程框架结构示意图。

图2为本发明中电池包下箱体的结构示意图。

图3为本发明中榫接口凹槽和凸块的结构示意图。

图4为本发明中龙门加工过程支垫的框架流程示意图。

图5为本发明中注胶过程框架流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1至图5所示，本发明提供了一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，包括步骤

S1：单品加工，其中铝合金电池包下箱体包括前梁板1、斜梁板2、边梁板3、后梁板4和底板5，对前梁板1、斜梁板2、边梁板3和后梁板4两端内侧边均进行榫接口加工，对于底板5连接的铝合金板都进行凹槽6和凸块7的适配加工，其中底板5的拼接也利用凹槽6和凸块7的适配加工完成；

S2：注胶，对工件连接处进行加胶处理，其中加胶处均设有加胶孔8；

S3：工装夹具拼接，利用机器先将底板5进行拼接定型；

S4：底板5龙门加工，在对底板5进行装夹过程中，在其底部放置垫铁，采用钢片进行支垫；

S5：二次自动拼接，然后将前梁板1、斜梁板2、边梁板3和后梁板4与底板5利用机器自动拼接定型；

S6：二次龙门加工，确定好整个电池包下箱体的加工位置和加工尺寸，利用紧固螺栓进行紧固；

S6：衬套胶接，对已经冷却成型的电池包下箱体内侧进行胶接衬套，使得电池包下箱体成型；

S7：气密检测，对已经成型的电池包下箱体进行密封性检测；

S8：安装液冷板后进行成品检测，电池托盘制造完成。。

进一步，如图2所示，步骤S1中前梁板1与斜梁板2、斜梁板2与边梁板3、边梁板3与后梁板4之间进行榫接过程倾斜放置的角度均由内侧榫接口榫接的长度进行调整，该调整角度范围在0度到180度之间，其中前梁板1和斜梁板2的榫接角度为钝角，斜梁板2与边梁板3榫接的角度也为钝角，边梁板3与后梁板4榫接角度为垂直90度，榫接口可以根据榫接的长度来调整角度范围，这样能适用在各个型号的电池包下箱体的连接中。

进一步，如图4所示，步骤S4中在装夹底板5前期准备过程中，首先对底板5下端三个点进行支垫稳固，然后再对底板5下侧四个端点均匀进行支垫，根据三角稳定性的原理，3个点最容易垫稳固，4个点的支垫会相对麻烦，所以利用先3点再4点的方法来对工件进行装夹，从而减少紧固螺栓在紧固过程中发生的形变，避免加工面的不平整。

进一步，如图3所示，步骤S2中对榫接口处进行加胶处理，加入的胶为金属结构胶，且加胶孔8设置的位置均在凹槽6的内侧上下两端，拼接过程将边框板竖起，使得上下侧的加胶孔8处在同一水平位置，然后进行拼接，金属结构胶的胶封强度强过焊接，而且将加胶处理放置在自动拼接的前端，是为了将金属结构胶放置到榫接口的内部，这样自动拼接的过程中，金属结构胶被榫接挤压，会渗透到连接的缝隙处，使得其密封更加良好，区别于先榫接后加胶的方式，其优点在于可以减少后续凝固后铲胶的步骤，放置在内侧的金属结构胶只要控制器用量就可以完美的充盈到连接的缝隙内，不会有溢出影响外壳的胶体，简单方便，但是节省工序，降低成本，效果极佳。

进一步，步骤S5中进行二次自动拼接，将步骤S3中前梁板1与斜梁板2、斜梁板2与边梁板3、边梁板3与后梁板4分别与底板5进行拼接，在拼接过程中每组已经拼接好的边框板之间的连接与底板5连接同时进行，拼接完成等待金属结构胶凝固，若将边框全部拼接完成后再去与底板5进行拼接，这样就无法实现拼接完成，所以对每组进行拼接的同时与底板5进行拼接，这样就可以正常拼接形成一个完整的电池包下箱体，运用的原理简单，实施方式简单，成本低廉，而且榫接的方式能避免焊接的结构不稳定，易产生铝屑，也能避免铆接胶封的密封不稳定，结构强度不稳定的缺点，连接方式更加合理。

进一步，如图5所示，步骤S3和步骤S5中，拼接完成后均利用机器将拼接的铝合金两侧压紧固定，经过快速冷却定型工序后才开始下一步电池包下箱体的制作，因为金属结构胶具有长时间冷却放置才能凝结的作用，利用该特性和凝结的时间差可以对边框板和底板进行连接调节，对于内部胶体若有过量的存在也可以第一时间去除，这样节省了后续凝固后再铲胶的步骤，使得榫接的连接灵活性更强，方便调整和连接后能够更加精确。

进一步，步骤S1中的底板5内侧的加胶孔8对应的底板5上表面设有保养孔9，在步骤S7的气密检测中首先对保养孔9进行气密检测，确保金属结构胶将保养孔9密封，保养孔9设置在底板5上与底板5内的加胶孔8相连通，这样当电池包下箱体保养的过程中，可以对保养孔9内注胶，该电池包下箱体保养更加方便，密封性更加好，而且延长使用寿命，因为设置了保养孔9就需要对该保养孔9进行气密检测，放置在步骤S7中可以一起进行检测，节省工序，节约成本，而且该气密检测的步骤可以使得整个电池包下箱体的密封性得到更进一步的检测和维护，使得产品成品率高，生产效率高。

更进一步，步骤S6中所利用的衬套材质为非金属聚合物，且该衬套固定连接于电池包下箱体的边梁板3，衬套与边梁板3连接处设有紧固件，衬套用于固定连接于电池包壳体的边梁板3以供紧固件穿设，以便于将电池包壳体安装于车身，可以有效地避免衬套和边梁板3之间出现应力集中的问题，避免边梁板3发生断裂的情况，便于电池包下箱体轻量化的设计。

工作过程：首先将铝合金板分别加工成前梁板1、斜梁板2、边梁板3、后梁板4和底板5，在其各自连接处内侧分别加工成榫接口，根据每个边框连接的角度，来确定榫接口的长度，使得榫接口能运用的角度范围更广，适用的于各个型号电池包下箱体的制作，然后在榫接口的凹槽6内侧上下端的加胶孔8内填充满金属结构胶，利用凸块7与凹槽6的拼接，使得金属结构胶溢出，溢出的位置在连接的缝隙内，溢出的体积可控，只要确定凸块7伸入到加胶孔8内的体积，溢出的容量就可以计算出来，并且与缝隙进行填充，而且加工过程也可以确定缝隙的体积，使得溢出的金属结构胶的容量恰好填充满缝隙处，等待冷却定型，金属结构胶的结构强度大于焊接的结构强度，而且不会造成铝合金连接处的变型量大的情况，简单方便，相对于先榫接后使用金属结构胶可以少一个工序，就是金属结构胶冷却定型后可能溢出在连接处表面的铲胶工序，节省人力物力，降低成本；

其次，等待金属结构胶冷却定型后进行龙门加工，龙门的规格决定加工工件的尺寸，所以在加工前要计算工件的加工位置和加工尺寸，在装夹中要注意，如果毛坯会随着紧固螺栓的紧固发生扭曲，虽然扭曲不大，但是也会造成加工面的不平整，为了克服这个缺点，装夹时候，在无外力的情况下，必须垫好底部的接触点，尽量不用斜的垫铁，采用钢片进行支垫，3个点最容易垫稳固，4个点的支垫较为麻烦，所以采用先3点再4点的步骤进行支垫，确保工件的稳定性；

然后，等待电池包下箱体全部组装完毕后进行衬套的连接，衬套的连接是为了更加方便电池包下箱体与汽车本体之间的连接，采用非金属聚合物，该材质的质地相对较软，价格成本低，保护裹住的部件，更换方便，经济性好，而且采用衬套使得其使用灵活性高，减少了电池包下箱体与其他装置之间的磨损、振动和噪音，具有防腐蚀，方便电池包下箱体的维修，简化下箱体的结构和制造工艺的作用；

值得说明的是，对装置进行气密检测过程中需要对保养孔9进行检测，因为保养孔9与底板5内的加胶孔8相连接，所以保养孔9是否透气能检测到内部加胶工序是否完成，而且保养孔9的留置是为了后续汽车电池置换后对该下箱体的密封性重新进行保养，只需要对保养孔9内进行注胶，就能确保下箱体的密封性的到好的保障，简单方便，一举多得，整个工艺抛开了传统方式，降低了生产成本的同时，提高了产品的合格率，而且利用新的电池包下箱体的连接方式，使得结构强度，气密性得到进一步的提高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于：包括步骤

S1：单品加工，其中铝合金电池包下箱体包括前梁板(1)、斜梁板(2)、边梁板(3)、后梁板(4)和底板(5)，对前梁板(1)、斜梁板(2)、边梁板(3)和后梁板(4)两端内侧边均进行榫接口加工，对于底板(5)连接的铝合金板都进行凹槽(6)和凸块(7)的适配加工，其中底板(5)的拼接也利用凹槽(6)和凸块(7)的适配加工完成；

S2：注胶，对工件连接处进行加胶处理，其中加胶处均设有加胶孔(8)；

S3：工装夹具拼接，利用机器先将底板(5)进行拼接定型；

S4：底板(5)龙门加工，在对底板(5)进行装夹过程中，在其底部放置垫铁，采用钢片进行支垫；

S5：二次自动拼接，然后将前梁板(1)、斜梁板(2)、边梁板(3)和后梁板(4)与底板(5)利用机器自动拼接定型；

S6：二次龙门加工，确定好整个电池包下箱体的加工位置和加工尺寸，利用紧固螺栓进行紧固；

S6：衬套胶接，对已经冷却成型的电池包下箱体内侧进行胶接衬套，使得电池包下箱体成型；

S7：气密检测，对已经成型的电池包下箱体进行密封性检测；

S8：安装液冷板后进行成品检测，电池托盘制造完成。

2.根据权利要求1所述的一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中前梁板(1)与斜梁板(2)、斜梁板(2)与边梁板(3)、边梁板(3)与后梁板(4)之间进行榫接过程倾斜放置的角度均由内侧榫接口榫接的长度进行调整，该调整角度范围在0度到180度之间。

3.根据权利要求1所述的一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中在装夹底板(5)前期准备过程中，首先对底板(5)下端三个点进行支垫稳固，然后再对底板(5)下侧四个端点均匀进行支垫。

4.根据权利要求1所述的一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中对榫接口处进行加胶处理，加入的胶为金属结构胶，且加胶孔(8)设置的位置均在凹槽(6)的内侧上下两端，拼接过程将边框板竖起，使得上下侧的加胶孔(8)处在同一水平位置，然后进行拼接。

5.根据权利要求1所述的一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中进行二次自动拼接，将步骤S3中前梁板(1)与斜梁板(2)、斜梁板(2)与边梁板(3)、边梁板(3)与后梁板(4)分别与底板(5)进行拼接，在拼接过程中每组已经拼接好的边框板之间的连接与底板(5)连接同时进行，拼接完成等待金属结构胶凝固。

6.根据权利要求1所述的一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3和步骤S5中，拼接完成后均利用机器将拼接的铝合金两侧压紧固定，经过快速冷却定型工序后才开始下一步电池包下箱体的制作。

7.根据权利要求1所述的一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中的底板(5)内侧的加胶孔(8)对应的底板(5)上表面设有保养孔(9)，在步骤S7的气密检测中首先对保养孔(9)进行气密检测，确保金属结构胶将保养孔(9)密封。

8.根据权利要求1所述的一种全榫胶接新能源汽车电池托盘的生产工艺，其特征在于，所述步骤S6中所利用的衬套材质为非金属聚合物，且该衬套固定连接于电池包下箱体的边梁板(3)，衬套与边梁板(3)连接处设有紧固件。

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