CN116315347A - 一种电池箱及其连接方法以及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池箱及其连接方法以及一种汽车，其中，所述电池箱包括箱体以及多个组接件，至少一所述组接件与所述箱体之间采用第一连接结构连接，所述第一连接结构包括设置在所述组接件和所述箱体之间的粘接剂、以及将所述组接件和所述箱体连接的铆接件。本发明适用于各种尺寸、形状的复合材料之间及复合材料与各种金属之间的连接，克服了接头处不同种材料产生电位差造成电偶腐蚀的缺点，具有较高的连接强度，提高了电池箱的使用寿命。

Description

一种电池箱及其连接方法以及汽车

技术领域

本发明涉及电池箱轻量化技术领域，特别涉及一种电池箱及其连接方法以及汽车。

背景技术

新能源汽车的续驶里程一直是个久攻不下的问题，电池的有效使用寿命是企业和消费者较为关心的问题之一，动力电池的破坏是不可逆且具有严重后果的，电池箱作为电池的载体，在保障人、车安全方面发挥着关键作用。

传统的钢质、铝合金材料箱体大多采用焊接技术将各部件连接成一体，长期颠簸行驶焊缝附近容易开裂；上盖与箱体通常使用大量的螺栓连接在一起，轻量化效果不佳，而且传统的轻质金属材料保温能力差、能量吸收能力一般、抗腐蚀性能较差。新型纤维复合材料在轻量化方面的作用比较显著，其具有有高轴向强度和模量，非氧化条件下耐高温、耐腐蚀，比热和导电性处于金属与非金属之间，密度低从而质量小等优点；纤维复合材料的广泛使用使得复合材料之间的连接、复合材料与金属材料间的连接日益普遍，但是纤维复合材料不能够使用焊接工艺进行连接，需考虑其他连接方式；复合材料的胶接接头受温度的影响比较大，力学性能不足；机械连接会造成应力集中问题；为此需要一种能解决上述问题的连接方法。

铆钉、螺栓及螺钉等相对于复合材料来说属于异种材料，接头处会产生点位差发生电偶腐蚀，导致接头的疲劳性能下降，如何避免这种情况的发生，增加箱体材料的可靠寿命，是众多研究学者与汽车企业关注的重点。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电池箱，旨在解决现有电池箱的接头处产生点位差发生电偶腐蚀的问题。

为实现上述目的，本发明提出的电池箱包括箱体以及多个组接件，至少一所述组接件与所述箱体之间采用第一连接结构连接，所述第一连接结构包括设置在所述组接件和所述箱体之间的粘接剂、以及将所述组接件和所述箱体连接的铆接件。

可选地，所述多个组接件包括电池模组固定架，所述电池模组固定架包括：

左固定架，所述左固定架设置于所述箱体的空腔左侧，所述左固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；

中间固定架，所述中间固定架设置于所述箱体的空腔中部，所述中间固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；

右固定架，所述右固定架设置于所述箱体的空腔右侧，所述右固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；以及，

前固定架，所述前固定架设置于所述箱体的空腔前侧，所述前固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接。

可选地，所述多个组接件还包括：

加强筋，所述加强筋设置于所述箱体的底部，所述加强筋与所述箱体采用第一连接结构连接；

模组隔板，所述模组隔板沿前后方向间隔设置于所述箱体的空腔内，所述模组隔板的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；以及，

吊耳，所述吊耳设置于所述箱体的四周外表面，所述吊耳与所述箱体采用第一连接结构连接。

本发明还提出一种如上所述的电池箱的连接方法，包括以下步骤：

S1、箱体和组接件的连接面的工艺处理，包括表面处理和表面清洗，得到处理后的连接面；

S2、胶接连接，将粘接剂均匀涂在所述处理后的连接面，将所述组接件粘接于所述箱体的连接处，得到胶接的组接件和箱体；

S3、固化处理，将所述胶接的组接件和箱体加热烘干，干燥固化，得到固化后的组接件和箱体；

S4、自冲铆接连接，将所述固化后的组接件和箱体进行自冲铆接连接。

可选地，步骤S1中，所述表面处理包括打磨处理、等离子处理和激光处理之中的至少一种；和/或，

所述表面清洗采用硝酸镍的无水乙醇溶液浸泡连接面，烘干，用布料蘸取丙酮溶液擦拭连接面。

可选地，步骤S1之前，还包括以下步骤：将所述组接件与所述下箱体进行定位。

可选地，步骤S2之前，还包括以下步骤：粘接剂的调配，将环氧树脂与固化剂混合，搅拌，加热，得到粘接剂。

可选地，所述粘接剂包括环氧树脂和固化剂，所述环氧树脂和固化剂的质量比为(2:1)～(4:1)。

可选地，步骤S3中，所述加热烘干的温度为60-80℃；和/或，

所述加热烘干的时间为1～3h。

本发明还提出一种汽车，所述汽车包括如上所述的电池箱。

本发明技术方案通过组接件与箱体之间采用第一连接结构，第一连接结构包括设置在组接件和箱体之间的粘接剂、以及将组接件和箱体连接的铆接件，该结构克服了碳纤维复合材料连接接头处铆钉与复合材料不同种材料之间产生电位差造成电偶腐蚀的缺点，适用于各种尺寸、形状的复合材料之间及复合材料与各种金属之间的连接且具有较高的连接强度，提高组接件的抗疲劳性能，延长电池箱的使用寿命。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电池箱一实施例的正等视图；

图2为图1中电池箱的纵向半剖视图；

图3为图1中电池箱的横向半剖视图；

图4为图1中的电池模组固定架结构的正等视图；

图5为本发明电池箱连接方法的一实施例的流程示意图。

本发明提供的实施例附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	电池箱	24	前固定架
1	箱体	25	加强筋
				2	组接件	26	模组隔板
21	左固定架	27	吊耳
				22	中间固定架	3	铆接件
23	右固定架	4	箱盖

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

铆钉、螺栓及螺钉等相对于复合材料来说属于异种材料，接头处会产生点位差发生电偶腐蚀，导致接头的疲劳性能下降，如何避免这种情况的发生，增加箱体材料的可靠寿命，是众多研究学者与汽车企业关注的重点。

鉴于此，本发明提出一种电池箱100，以解决现有的电池箱接头处会产生点位差发生电偶腐蚀的问题。参照图1至4，图1为本发明电池箱一实施例的正等视图；图2为图1中电池箱的纵向半剖视图；图3为图1中电池箱的横向半剖视图；图4为图1中的电池模组固定架结构的正等视图。

在本发明实施例中，如图1图2所示，该电池箱100包括箱体1以及多个组接件2，至少一所述组接件2与所述箱体1之间采用第一连接结构连接，所述第一连接结构包括设置在所述组接件2和所述箱体1之间的粘接剂、以及将所述组接件2和所述箱体1连接的铆接件3。

可以理解的是，本发明中电池箱100还包括箱盖4，所述箱盖4盖合于所述箱体1。所述箱体1、箱盖4及多个组接件2均由T700碳纤维布、玻璃纤维与粘接剂进行铺层设计，表面为玻璃纤维，中间为碳纤维，采用一体化设计，经RTM工艺制备得到，其具备高模量、高强度、耐腐蚀及质量小等优点，有效保证了动力电池的工作安全，增加电池的循环使用寿命；所述箱体1和箱盖4外表面喷涂有一层高阻尼PVC抗石击涂料，显著提高箱体1的抗石击、防腐及减振功能。

本发明技术方案通过组接件2与箱体1之间采用第一连接结构，第一连接结构包括设置在组接件2和箱体1之间的粘接剂、以及将组接件2和箱体1连接的铆接件3，该结构克服了碳纤维复合材料连接接头处铆钉与复合材料不同种材料之间产生电位差造成电偶腐蚀的缺点，适用于各种尺寸、形状的复合材料之间及复合材料与各种金属之间的连接且具有较高的连接强度，提高组接件2的抗疲劳性能，延长了电池箱100的使用寿命。

需要说明的是，以图1中电池箱为参照，定义电池箱的长度延伸方向为左右方向，其宽度延伸方向前后方向。进一步地，请参照图2图3，于本实施例中，所述多个组接件2包括电池模组固定架，所述电池模组固定架包括左固定架21、中间固定架22、右固定架23以及前固定架24，所述左固定架21设置于所述箱体1的空腔左侧，所述左固定架21的下端与所述箱体1采用第一连接结构连接；所述中间固定架22设置于所述箱体1的空腔中部，所述中间固定架22的下端与所述箱体1采用第一连接结构连接；所述右固定架23设置于所述箱体1的空腔右侧，所述右固定架23的下端与所述箱体1采用第一连接结构连接；所述前固定架24设置于所述箱体1的空腔前侧，所述前固定架24的下端与所述箱体1采用第一连接结构连接。电池模组固定架与箱体1之间通过采用第一结构连接，连接牢固，同时铆接件3与所述电池模组固定架和箱体1的接头处不会产生电偶腐蚀，从而使得电池箱100经久耐用。

进一步地，于本实施例中，请参照图2图3，所述多个组接件2还包括加强筋25、模组隔板26以及吊耳27，所述加强筋25设置于所述箱体1的底部，所述加强筋25与所述箱体1采用第一连接结构连接，通过在箱体1的底部设置加强筋25，增强电池箱100的抗冲击性能，该连接结构使得加强筋25与箱体1的连接处不会产生电偶腐蚀，而使得电池箱100长久保持其优良的抗冲击性能；所述模组隔板26沿前后方向间隔设置于所述箱体1的空腔内，所述模组隔板26的下端与所述箱体1采用第一连接结构连接，本发明通过设置模组隔板26，使得各电池组之间相互隔开，避免汽车在行驶过程中各电池组之间相互撞击而引发安全隐患，降低电池的使用寿命，该连接结构，可以使模组隔板26连接的更加牢固，且不会腐蚀，延长了电池的使用寿命；所述吊耳27设置于所述箱体1的四周外表面，所述吊耳27与所述箱体1采用第一连接结构连接，通过设置吊耳27，可以使得电池箱100在被起吊时较好的施力，进一步地，通过本发明的连接结构使得吊耳27与电池箱100的连接牢固，方便电池箱100的起吊，保证电池箱100的安全。

进一步地，本发明还提出一种电池箱100的连接方法，请参照图5，图5为本发明电池箱连接方法的一实施例的流程示意图，电池箱100的连接方法包括以下步骤：

S1、箱体1和组接件2的连接面的工艺处理，包括表面处理和表面清洗，得到处理后的连接面；

在步骤S1之前，还包括步骤S10：将所述组接件2与所述下箱体1进行定位；

需要说明的是，需要时可以在定位前，对箱体1和箱盖4外的组接件2配钻制孔，所述组接件2配钻制孔的直径需与铆钉外圆柱面一致，以便后期连接，然后在夹具上完成各组接件2对应箱体1的精准定位，提高装配精度。

于本步骤中，所述表面处理包括打磨处理、等离子处理和激光处理之中的至少一种，通过对连接面的工艺处理，除去层合板表面的脱模剂、油污、灰尘等的同时增加连接处的表面粗糙度，提升连接的性能；表面清洗时清洗剂可选用无水乙醇和丙酮溶液，取浓度为0.1～0.2mol/L硝酸镍的无水乙醇溶液浸泡连接表面1h，烘干表面后取干净的布料蘸取丙酮溶液擦拭所需连接的表面，间隔1min重复操作2～3次，除去表面处理残留细屑。

S2、胶接连接，将粘接剂均匀涂在所述处理后的连接面，将所述组接件2粘接于所述箱体1的连接处，得到胶接的组接件2和箱体1；

在步骤S2之前，还包括步骤S20：粘接剂的调配，将环氧树脂与固化剂混合，搅拌，加热，得到粘接剂。

所述粘接剂包括环氧树脂和固化剂，所述粘接剂的调配包括：25℃±5℃室温环境下，将环氧树脂与固化剂按质量比为(2:1)～(4:1)的比例，优选为3:1的质量比称量加入到烧杯中机械搅拌2～3min，随后在120℃环境下加热1～3min，使其充分混合，完成粘接剂调配。

所述胶接连接进一步包括：使用专用刮刀将调配好的粘接剂均匀的涂在两个连接表面，所述粘接剂的涂覆厚度为0.1～0.5mm，取与胶接厚度一致的细铜线进行厚度控制，保证同一表面胶接厚度的一致性，之后将组接件2粘接于箱体1的内外表面，使用工装夹具进行固定及定位。

S3、固化处理，将所述胶接的组接件2和箱体1加热烘干，干燥固化，得到固化后的组接件2和箱体1；

本步骤中，所述加热烘干的温度为60-80℃；所述加热烘干的时间为1～3h，优选加热烘干的时间为2h，烘干后在室温环境下干燥固化。

S4、自冲铆接连接，将所述固化后的组接件2和箱体1进行自冲铆接连接。

本步骤中，所述铆接的铆接件3不作限制，优选为半空心平头铆钉，所述半空心平头铆钉可以是铝合金、碳钢、碳钢镀锌及碳钢镀镍等材料，所述半空心自冲铆钉的高度必须小于所要连接两个零部件总厚度之和。所述自冲铆接连接进一步包括：将半空心平头铆钉外圆柱面涂一层粘接剂，使得组接件2预留孔与铆钉之间的间隙被粘接剂填满，密封的同时提供一定强度的预紧力，保证连接处具有有足够的力学稳定性和结构强度；紧接着采用自冲铆接设备将铆钉按照原先的定位进行自冲铆接。

本发明通过连接面的工艺处理、胶接连接、固化处理及自冲铆接连接的各步骤，克服了碳纤维复合材料连接接头处铆钉与复合材料不同种材料之间产生电位差造成电偶腐蚀的缺点，使用该连接方法的电池箱100连接牢固且连接处不易腐蚀，使用寿命长。

本发明还提出一种汽车，所述汽车包括如上所述的电池箱100，该电池箱100的具体结构参照上述实施例，由于本汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述，其中，绝大部分汽车的电池箱位于车辆的车头前面。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池箱，其特征在于，包括箱体以及多个组接件，至少一所述组接件与所述箱体之间采用第一连接结构连接，所述第一连接结构包括设置在所述组接件和所述箱体之间的粘接剂、以及将所述组接件和所述箱体连接的铆接件。

2.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述多个组接件包括电池模组固定架，所述电池模组固定架包括：

左固定架，所述左固定架设置于所述箱体的空腔左侧，所述左固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；

中间固定架，所述中间固定架设置于所述箱体的空腔中部，所述中间固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；

右固定架，所述右固定架设置于所述箱体的空腔右侧，所述右固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；以及，

前固定架，所述前固定架设置于所述箱体的空腔前侧，所述前固定架的下端与所述箱体采用第一连接结构连接。

3.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述多个组接件还包括：

加强筋，所述加强筋设置于所述箱体的底部，所述加强筋与所述箱体采用第一连接结构连接；

模组隔板，所述模组隔板沿前后方向间隔设置于所述箱体的空腔内，所述模组隔板的下端与所述箱体采用第一连接结构连接；以及，

吊耳，所述吊耳设置于所述箱体的四周外表面，所述吊耳与所述箱体采用第一连接结构连接。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的电池箱的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、箱体和组接件的连接面的工艺处理，包括表面处理和表面清洗，得到处理后的连接面；

S2、胶接连接，将粘接剂均匀涂在所述处理后的连接面，将所述组接件粘接于所述箱体的连接处，得到胶接的组接件和箱体；

S3、固化处理，将所述胶接的组接件和箱体加热烘干，干燥固化，得到固化后的组接件和箱体；

S4、自冲铆接连接，将所述固化后的组接件和箱体进行自冲铆接连接。

5.如权利要求4所述的电池箱的连接方法，其特征在于，步骤S1中，所述表面处理包括打磨处理、等离子处理和激光处理之中的至少一种；和/或，

所述表面清洗采用硝酸镍的无水乙醇溶液浸泡连接面，烘干，用布料蘸取丙酮溶液擦拭连接面。

6.如权利要求4所述的电池箱的连接方法，其特征在于，步骤S1之前，还包括以下步骤：将所述组接件与所述下箱体进行定位。

7.如权利要求4所述的电池箱的连接方法，其特征在于，步骤S2之前，还包括以下步骤：粘接剂的调配，将环氧树脂与固化剂混合，搅拌，加热，得到粘接剂。

8.如权利要求7所述的电池箱的连接方法，其特征在于，所述粘接剂包括环氧树脂和固化剂，所述环氧树脂和固化剂的质量比为(2:1)～(4:1)。

9.如权利要求4所述的电池箱的连接方法，其特征在于，步骤S3中，所述加热烘干的温度为60-80℃；和/或，

所述加热烘干的时间为1～3h。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至4任一项所述的电池箱。

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