CN211828886U - 无焊缝轻量化电池箱体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无焊缝轻量化电池箱体，包括边框型材、边框角码、横梁和底板，边框型材通过边框角码组装在一起形成边框组，横梁横向安装在边框组内部并与边框组的左右两侧锁紧，底板扣接在边框组上并与边框组锁紧固定；边框组依次经过边框角码涂胶、边框角码插入边框、边框角码插入另一个边框、装夹、组装螺钉、补胶或抹胶和固化；横梁依次经过预固定、涂结构胶、组装和固化；底板依次经过涂胶、粘胶和FDS铆接。通过上述方式，本实用新型无焊缝轻量化电池箱体能够去除大面积熔化焊和搅拌焊，极大提高了成本和效率，尺寸精度容易控制不会变形，降低设备成本。

Description

无焊缝轻量化电池箱体

技术领域

本实用新型涉及汽车配件技术领域，特别是涉及一种无焊缝轻量化电池箱体。

背景技术

近几年，新能源汽车行业迅猛发展，铝挤压型材被大量应用在新能源汽车电池托盘上，以实现提高新能源整车的轻量化水平。

现有箱体结构，大部分是边框型材加工好后，用熔化焊的方式先组焊，用搅拌摩擦焊工艺与底部连接，整个箱体采用大量的熔化焊（3~5米），搅拌摩擦焊（5~10米），不仅工时较长，而且成本高，产品变形大，稳定性差，生产效率低，不易控制。

如附图1所示，前边框1'、左边框2'、后边框3'和右边框4'拼装好后，4个角采用熔化焊，满焊长度1.5~3米（根据箱体大小，高度决定），长宽尺寸会收缩0.5~1.0mm，尺寸不好控制；横梁5'通过熔化焊（TIG或CMT）连接到边框上，侧边梁材料性能会减低，有焊穿的风险，同时收缩变形，提前加工好的模组孔会偏移；底板6'与边框的现有工艺为搅拌摩擦焊。

如图2所示，现有方案一采用中空型材，如图3所示，现有方案二采用单层底板，工艺性和气密性目前是最可靠的，主要问题是焊缝都比较长，产能增加需求的设备多。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种无焊缝轻量化电池箱体，能够去除大面积熔化焊和搅拌焊，用涂胶和组装工艺代替，极大提高了成本和效率，尺寸精度容易控制不会变形，降低了设备成本，将涂胶工艺和FDS工艺一起使用，保证自动化产线可行性高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种无焊缝轻量化电池箱体，包括：边框型材、边框角码、横梁和底板，边框型材通过边框角码组装在一起形成边框组，横梁横向安装在边框组内部并与边框组的左右两侧锁紧，底板扣接在边框组上并与边框组锁紧固定。

在本实用新型一个较佳实施例中，边框型材包括前边框、左边框、右边框和后边框，前边框、左边框、右边框和后边框的连接处插入边框角码实现锁紧密封连接形成边框组。

在本实用新型一个较佳实施例中，边框角码包括呈垂直设置的第一限位臂和第二限位臂，边框角码的两端还包括呈垂直设置的第一转角连接臂和第二转角连接臂，第一限位臂和第二限位臂以及第一转角连接臂和第二转角连接臂分别插入相应的边框型材内。

在本实用新型一个较佳实施例中，第一限位臂和第二限位臂的两侧设置有半圆凸点，第一转角连接臂和第二转角连接臂的两侧设置有半圆凸点，第一限位臂和第二限位臂以及第一转角连接臂和第二转角连接臂通过半圆凸点滑动插入边框型材后紧密连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，第一限位臂和第二限位臂的两侧表面形成第一溢胶槽，第一转角连接臂和第二转角连接臂的外侧面形成第一溢胶槽，

边框角码转角处的外侧面形成第二溢胶槽，边框角码转角处横截面中心形成第三溢胶槽，边框角码转角处的内侧面形成第四溢胶槽，

第一溢胶槽、第二溢胶槽、第三溢胶槽和第四溢胶槽内涂满结构胶将边框角码与边框增强连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，相邻的第一限位臂之间设置有避空槽，第一限位臂与第一转角连接臂之间也设置有避空槽，相邻的第二限位臂之间设置有避空槽，第二限位臂与第二转角连接臂之间也设置有避空槽，第一限位臂和第二限位臂上还镶设有钢丝螺套。

在本实用新型一个较佳实施例中，横梁包括横梁基体、第一横梁角码和第二横梁角码，横梁基体上镶设有钢丝螺套，第一横梁角码和第二横梁角码通过螺栓锁紧在横梁基体端部两侧面，第一横梁角码和第二横梁角码与边框组的贴合面上涂有结构胶，

第一横梁角码和第二横梁角码与边框组的贴合面上还开设有螺栓孔，整个横梁通过第一横梁角码和第二横梁角码与边框组锁紧连接并密封结合进行增强。

在本实用新型一个较佳实施例中，底板包括底平板，底平板的表面冲压形成凸包，底平板的四周冲压拉伸形成沿边，沿边的过渡角为圆角，沿边上具有组装孔，底平板上凸包两侧设置有第五溢胶槽，底平板的四周设置有第六溢胶槽。

在本实用新型一个较佳实施例中，底平板采用铝板、钢板或钢铝复合板，底平板整体呈凹形设置，底平板翻边后扣接在边框组上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型无焊缝轻量化电池箱体去除了大面积的熔化焊和搅拌焊，用涂胶和组装工艺代替，极大提高了成本和效率；尺寸精度容易控制不会变形，降低了设备成本；将涂胶工艺和FDS工艺一起使用，保证自动化产线可行性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是现有技术的电池箱体一较佳实施例的结构示意图；

图2是现有技术的电池箱体中底板结构方案一的结构示意图；

图3是现有技术的电池箱体中底板结构方案二的结构示意图；

图4是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体一较佳实施例的结构示意图；

图5是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体中边框角码一较佳实施例的结构示意图；

图6是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体中边框角码另一较佳实施例的结构示意图；

图7是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体中边框角码的侧视图；

图8是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体中横梁一较佳实施例的结构示意图；

图9是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体中底板一较佳实施例的结构示意图；

图10是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体中底板另一较佳实施例的结构示意图；

图11是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中a1和a2组装步骤的结构示意图；

图12是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中a3组装步骤的结构示意图；

图13是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中a4~a6组装步骤的结构示意图；

图14是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中b1~b3组装步骤的结构示意图；

图15是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中b4组装步骤的结构示意图；

图16是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中c1组装步骤的结构示意图；

图17是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中c2组装步骤的结构示意图；

图18是本实用新型的无焊缝轻量化电池箱体组装工艺中c3组装步骤的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1'、前边框，2'、左边框，3'、后边框、4'、右边框，

100、前边框，200、左边框，300、后边框，400、右边框，500、横梁，510、基体，520、第一横梁角码，530、第二横梁角码，540、螺栓，550、钢丝螺套，560、螺栓孔，

600、底板，610、底平板，620、冲压凸包，630、第五溢胶槽，640、第六溢胶槽，650、沿边，660、过渡角，670、组装孔，

700、边框角码，710、第一限位臂，720、第二限位臂，730、半圆凸点，740、第一溢胶槽，750、第二溢胶槽，760、第三溢胶槽，770、第四溢胶槽，780、第一转角连接臂，790、第二转角连接臂，7100、避空槽，7110、螺纹孔。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图4至图18，本实用新型实施例包括：

一种无焊缝轻量化电池箱体，包括：边框型材、边框角码700、横梁500和底板600，边框型材通过边框角码700组装在一起形成边框组，横梁500横向安装在边框组内部并与边框组的左右两侧锁紧，底板600扣接在边框组上并与边框组锁紧固定。

边框型材包括前边框100、左边框200、右边框400和后边框300，前边框100、左边框200、右边框400和后边框300的连接处插入边框角码700实现锁紧密封连接形成边框组。

边框角码700主要实现加强和密封作用，边框角码700的结构包括有呈垂直设置的第一限位臂710和第二限位臂720，边框角码700的两端还包括呈垂直设置的第一转角连接臂780和第二转角连接臂790，第一限位臂710和第二限位臂720以及第一转角连接臂780和第二转角连接臂790分别插入相应的边框型材内。

优选地，第一限位臂710和第二限位臂720的两侧设置有半圆凸点730，第一转角连接臂780和第二转角连接臂790的两侧设置有半圆凸点730，第一限位臂710和第二限位臂720以及第一转角连接臂780和第二转角连接臂790通过半圆凸点730滑动插入边框型材，没有间隙，插入后会形成紧密牢固的连接，在半圆凸点730的作用下能够保证插入方便快速。

第一限位臂710和第二限位臂720的两侧表面形成第一溢胶槽740，第一转角连接臂780和第二转角连接臂790的外侧面形成第一溢胶槽740，边框角码700转角处的外侧面形成第二溢胶槽750，边框角码700转角处横截面中心形成第三溢胶槽760，边框角码700转角处的内侧面形成第四溢胶槽770，第一溢胶740槽、第二溢胶槽750、第三溢胶槽760和第四溢胶槽770内涂满结构胶将边框角码700与边框增强连接。

第一溢胶槽740在插入之前要涂满结构胶，固化后与边框组连接增加强度；第二溢胶槽750、第三溢胶槽760和第四溢胶槽770内涂满结构胶，与边框组结合后起到密封的作用。

通过对结构胶的使用和验证，如3M SA9820结构胶，抗拉强度超过20MPa，通过相关测试，没有发生开裂的问题，因此采用结构胶加铆接工艺制造电池箱体。

结构胶的初步固化时间是1小时，因此有足够的时间作业进行涂胶、插入、装夹、上螺丝、补胶、抹胶和固化。

根据边框型材高度和宽度的不同，在边框角码700要设置螺纹孔7110，提前在第一限位臂710和第二限位臂720上提前镶好钢丝螺套，在边框角码700插入之后，边框内部锁上螺钉，增加了强度。

由于边框型材的截面有加强筋不好去除，因此在相邻的第一限位臂710之间设置避空槽，第一限位臂710与第一转角连接臂780之间也设置有避空槽7100，同时相邻的第二限位臂之间设置有避空槽7100，第二限位臂720与第二转角连接臂790之间也设置有避空槽7100。

边框角码型材的强度要高于边框型材的强度，边框角码700的材料可以选择6061-T6，抗拉强度大于280Mpa。边框角码700的壁厚在10mm左右，同时为了与现有边框型材尺寸相匹配，边框角码700的宽度在15mm左右。

横梁500包括横梁基体510、第一横梁角码520和第二横梁角码530，其中横梁基体510提前加工好，横梁基体510上提前镶设有横梁钢丝螺套550，横梁基体510装入边框组后，在边框内部锁上螺钉，增加了强度。

第一横梁角码520和第二横梁角码530通过螺栓540锁紧在横梁基体510端部两侧面，第一横梁角码520和第二横梁角码530与边框组的贴合面上涂有结构胶，第一横梁角码520和第二横梁角码530与边框组的贴合面上还开设有螺栓孔560，螺栓孔560对准边框组上相应的安装孔，整个横梁500通过第一横梁角码520和第二横梁角码530与边框组锁紧连接并密封结合进行增强。

底板600包括底平板610，采用平板结构，模具简单，过程也容易控制。底平板610的材质采用铝板、钢板或钢铝复合板，底平板整体呈凹形设置，底平板翻边后扣接在边框组上。

采用铝板的厚度为2mm左右，铝板底部喷PVC防石撞击胶，钢板采用高强度钢板，厚度在1mm左右，先电泳后喷上防石撞击胶。

底平板610的表面需要冲压凸包620，起到增加底板强度的租用；另外在底平板610上凸包620两侧设置有第五溢胶槽630，底平板610的四周设置有第六溢胶槽640，第五溢胶槽630和第六溢胶槽640内涂有密封胶，仅用于密封作用。

具体地，底平板610采用平板材料，通过2~3次的冲压拉伸，整体形成凹形与边框组反扣，底平板610的四周冲压拉伸形成沿边650，沿边的过渡角660为圆角。

沿边深度要浅，适合下箱体高度低的，底板600翻边后要扣在边框上，沿边650上具有组装孔670，螺丝插入组装孔670将底板600与边框组锁紧，底板600采用FDS热融自攻丝铆接的方式铆接到边框型材和横梁500上，保证气密要求。

一种无焊缝轻量化电池箱体的制造工艺，包括如下步骤：

a、边框组的装配：

a0、边框型材的加工：根据电池箱体的尺寸加工边框型材，制成相应的前边框100、左边框200、右边框300和后边框400；

a1、边框角码700涂胶：在边框角码700的第一溢胶槽740、第二溢胶槽750、第三溢胶槽760和第四溢胶槽770内涂满结构胶，涂胶要均匀；

a2、插入：将边框角码700的第一限位臂710和第一转角连接臂780导向后通过半圆凸点730滑动插入其中一个边框型材，再将边框角码700的第二限位臂720和第二转角连接臂790导向后通过半圆凸点730滑动插入另一个边框型材，依次将边框组的四个顶角通过边框角码700拼接在一起，注意拼接处会溢胶出来；

a3、装夹：通过外部推力将边框组四个顶角处的边框角码700顶到位；（4个角都需要一个推力顶到位）：

a4、组装螺钉：在边框角码700的钢丝螺套内锁上螺钉，将边框型材和边框角码700锁定在一起；

a5、补胶或抹胶：将拼接处溢出来的胶刮除并补胶，将高出平面的胶抹平；

a6、固化：结构胶逐渐固化，将边框角码700与相应的边框型材紧密结合，其中结构胶的初步固化时间是1小时，自然完全固化是24个小时，或者也可采用采用烘箱加速固化，固化时间为0.4~1h；

b、横梁组的装配：

b1、预固定：将横梁角码初步固定在横梁基体510端部两侧面，此时先不紧固；

b2、涂结构胶：将横梁角码与边框组的贴合面涂上结构胶，涂抹均匀；

b3、组装：将横梁角码上的螺栓孔560对准边框组上相应的安装孔，然后抽芯拉柳，通过螺栓将横梁通过横梁角码与边框组锁紧在一起；

b4、固化：将所有横梁按照b1~b3的步骤组装在边框组内，放置后结构胶逐渐固化，将横梁角码与相应处的边框型材紧密结合，其中结构胶的初步固化时间是1小时，自然完全固化是24个小时，或者也可采用采用烘箱加速固化，固化时间为0.4~1h；

c、底板组的装配：

c1、涂胶：在底板600上凸包620两侧的第五溢胶槽630内涂结构密封胶，底板600四周的第六溢胶槽640内涂密封胶；

c2、粘胶：底板600翻边后扣在边框上，将底板600迅速粘接到横梁组上；

c3、FDS铆接：将螺丝插入个底板600周边和横梁位置的组装孔内将底板600与边框组和横梁锁紧，底板采用FDS热融自攻丝铆接的方式铆接到边框型材和横梁上。

本实用新型无焊缝轻量化电池箱体的有益效果是：

电池箱体用角码结构进行连接，并涂结构密封胶保持气密性和强度，实现紧固连接；

横梁采用角码连接，涂结构胶增加圈地股，实现紧固连接；

底板采用拉伸腔体，底板涂结构密封胶和密封胶，采用FDS热熔自攻丝铆接的方式铆接到边框上和横梁上；

电池箱体去除了大面积的熔化焊和搅拌焊，用涂胶和组装工艺代替，极大的提高了成本和效率；

尺寸精度容易控制，没有变形，所有模组安装孔、上盖安装孔、箱体安装孔都可以在散件状态下加工到位，减少成品用加工大龙门加工中心，降低了设备成本；

涂胶工艺和FDS工艺一起使用，实现自动化产线的可行性高。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，包括：边框型材、边框角码、横梁和底板，边框型材通过边框角码组装在一起形成边框组，横梁横向安装在边框组内部并与边框组的左右两侧锁紧，底板扣接在边框组上并与边框组锁紧固定。

2.根据权利要求1所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，边框型材包括前边框、左边框、右边框和后边框，前边框、左边框、右边框和后边框的连接处插入边框角码实现锁紧密封连接形成边框组。

3.根据权利要求1所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，边框角码包括呈垂直设置的第一限位臂和第二限位臂，边框角码的两端还包括呈垂直设置的第一转角连接臂和第二转角连接臂，第一限位臂和第二限位臂以及第一转角连接臂和第二转角连接臂分别插入相应的边框型材内。

4.根据权利要求3所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，第一限位臂和第二限位臂的两侧设置有半圆凸点，第一转角连接臂和第二转角连接臂的两侧设置有半圆凸点，第一限位臂和第二限位臂以及第一转角连接臂和第二转角连接臂通过半圆凸点滑动插入边框型材后紧密连接。

5.根据权利要求4所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，第一限位臂和第二限位臂的两侧表面形成第一溢胶槽，第一转角连接臂和第二转角连接臂的外侧面形成第一溢胶槽，

边框角码转角处的外侧面形成第二溢胶槽，边框角码转角处横截面中心形成第三溢胶槽，边框角码转角处的内侧面形成第四溢胶槽，

第一溢胶槽、第二溢胶槽、第三溢胶槽和第四溢胶槽内涂满结构胶将边框角码与边框增强连接。

6.根据权利要求5所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，相邻的第一限位臂之间设置有避空槽，第一限位臂与第一转角连接臂之间也设置有避空槽，相邻的第二限位臂之间设置有避空槽，第二限位臂与第二转角连接臂之间也设置有避空槽，第一限位臂和第二限位臂上还镶设有钢丝螺套。

7.根据权利要求1所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，横梁包括横梁基体、第一横梁角码和第二横梁角码，横梁基体上镶设有钢丝螺套，第一横梁角码和第二横梁角码通过螺栓锁紧在横梁基体端部两侧面，第一横梁角码和第二横梁角码与边框组的贴合面上涂有结构胶，

第一横梁角码和第二横梁角码与边框组的贴合面上还开设有螺栓孔，整个横梁通过第一横梁角码和第二横梁角码与边框组锁紧连接并密封结合进行增强。

8.根据权利要求1所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，底板包括底平板，底平板的表面冲压形成凸包，底平板的四周冲压拉伸形成沿边，沿边的过渡角为圆角，沿边上具有组装孔，底平板上凸包两侧设置有第五溢胶槽，底平板的四周设置有第六溢胶槽。

9.根据权利要求8所述的无焊缝轻量化电池箱体，其特征在于，底平板采用铝板、钢板或钢铝复合板，底平板整体呈凹形设置，底平板翻边后扣接在边框组上。

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