[发明专利]一种新能源汽车用的全复合材料电池箱及其制作方法

说明书

一种新能源汽车用全复合材料电池箱及其制作方法，全部使用纤维增强复合材料制作上盖采用快速固化预浸料制作，下箱体采用预浸料‑芯材‑预浸料的三明治夹芯结构，其中下箱体包含纵横加强筋和吊耳，加强筋同样使用夹芯结构，吊耳为预浸料铺层实心结构，箱体结构与加强筋和吊耳一体成型。本发明可以有效减轻电池箱的重量，达到新能源汽车轻量化的目的，采用一体成型工艺，避免因分别制备部件、拼接组装等带来的连接问题和赘重，从而实现结构进一步减重。使用快速固化预浸料及快速成型工艺，大大降低复合材料电池箱的整体成本；可满足电池箱在颠簸急刹车、碰撞等极限工况下的刚度需求；且电池箱采用一体成型，无粘接及焊接缝隙，防尘防水性能卓越。

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种新能源汽车用的全复合材料电池箱及其制作方法。

背景技术

由于能源问题和环境问题的严峻性日益严重，新能源的研究已成为当今制造业的重点，而电动汽车的研究更是我国交通运输业的战略重点。小型电动车一般采取底盘悬挂式电池包，小型电动车对整车质量尤其电池包的质量要求比较高。传统钢结构电池箱总成本身占据了汽车总重的25％～30％，电池箱总成本身消耗了大量的电池效能，以某型号新能源汽车为例，若电池箱减重45％，可使续航里程提高18％。传统金属电池箱能量密度较低，减轻电池箱的重量、提高电池箱能量密度已经成为新能源汽车发展的当务之急。

由于行业内有对电池箱减重的需求，其中使用复合材料替代金属材料制备电池箱是实现减重最主要的手段。但是在使用纤维增强复合材料制备电池箱的过程中往往会出现很多问题，包括由于箱体尺寸大所引起的变形问题、金属结构件和复合材料连接性能差的问题、复杂工况下的疲劳寿命问题以及防火阻燃问题，更主要的原因还有复合材料成型周期长、综合成本较高，这些问题制约着复合材料在电池箱中的应用。目前仅有少量厂家使用SMC生产电池箱上盖，但是SMC产品性能较差，无法满足下箱体对材料的性能要求。专利CN106207044A中采用金属吊耳和箱体侧边通过螺栓连接，复合材料容易在螺栓孔的位置应力集中形成破坏，且螺栓连接会影响箱体的密封性。专利CN107910466A中完全使用拉挤型材，可以缩短成型周期，降低电池箱成本。但是由于拉挤型材本身性能较低，箱体很难满足性能要求；若增加型材厚度，又会失去减重效果。因此，目前急需一种成型周期短、材料成本低且电池包强度及各项性能指标满足国家标准要求的复合材料电池箱生产方案。

发明内容

本发明旨在提供一种新能源汽车用的全复合材料电池箱及其制作方法，解决复合材料电池箱成产周期长、成本高及无法应用于下箱体的技术问题。

本发明是这样实现的：

一种新能源汽车用的全复合材料电池箱，包括

上盖，所述上盖采用预浸料模压成型；

下箱体，所述下箱体包括主箱体、纵横加强筋和吊耳，纵横加强筋和吊耳为连续结构并且均设在主箱体的外侧；主箱体、纵横加强筋均采用预浸料-泡沫芯材-预浸料的三明治夹芯结构，吊耳采用预浸料铺层实心结构，主箱体、纵横加强筋和吊耳为一体模压成型。

作为发明的进一步改进，所述泡沫芯材包括底板泡沫和侧边框泡沫，夹芯泡沫采用机加切割，其中侧边框泡沫为异形结构，底板泡沫需进行机加切割，以便在加强筋位置形成凸台结构。

作为发明的进一步改进，所述加强筋为双纵向加强筋结构，所述双纵向加强筋结构包括从左到右依次横向排列的多条横向加强筋，以及从上到下依次纵向排列的2条纵向加强筋，并且各纵向加强筋均与左起第一条、第二条横向加强筋固定。

作为发明的进一步改进，所述加强筋为横向加强筋结构，所述横向加强筋结构包括从左到右依次横向排列的多条横向加强筋，以及从上到下依次纵向排列的2条纵向加强筋，其中1条纵向加强筋与所有横向加强筋的第一端固定，另外1条纵向加强筋与所有横向加强筋的第二端固定。