[发明专利]一种汽车复合材料防火电池箱的快速成型方法

说明书

本发明公开了一种汽车复合材料防火电池箱的快速成型方法，属于电池应用技术领域。通过使用高性能连续纤维织物及合理的结构铺层设计，可极大程度实现电池箱体的轻量化，同时复合材料部件成型时采用防火层材料、快速固化阻燃树脂与高性能纤维织物一次性固化成型，达到更好的阻燃防火及隔热效果；通过使用高性能纤维织物及合理的结构铺层设计，可极大程度实现电池箱体的轻量化；通过RTM工艺快速固化一体成型方式，实现节拍时间短，简化工艺步骤，达到满足轻量化和防火要求的同时，成本大幅降低。

技术领域

本发明属于电池应用技术领域，具体涉及一种拥有耐火性能的复合材料电池箱体的快速成型方法。

背景技术

随着电动汽车市场的持续增长和电池系统安全性、能量密度比要求的不断提高，对电池箱的轻量化和防火等性能提出了更高的要求。电池箱的上盖和下箱体作为电池箱的重要组成部分，为了满足更高的轻量化要求，电池箱箱体的材质经历了钢、铝合金、玻纤SMC，以及高性能连续纤维复合材料，其中高性能连续纤维拥有更高的比强度和比模量，从而实现减重。但随着电池箱关于热失控方面的新国标要求，原先单一材质均难以同时满足轻量化和热失控防火要求，如金属材质部件表面附加涂层的方式存在易剥离风险；铝合金、玻纤SMC材质部件均难以单一材质满足热失控新国标要求。为了实现箱体部件的轻量化和热失控防火均满足要求，需要从材料选择及实施工艺上同时兼顾。

目前的解决方案较多侧重于通过单一的增加某种类型的防火功能层来实现电池箱体的防火要求，一方面较难兼顾结构减重的需求，另一方面其有限的防火性能也难以满足日益提升的防火耐温要求；另一方面，实施的工艺也较为复杂，往往需要二次成型或是较高的成型温度，带来较高的能耗、成本及较长的节拍时间，较难满足产品量产节拍和成本要求以应对不断增长的市场供应需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种可快速一次成型，且同时兼具更好的耐火耐温性、经济性，及轻量化的电池箱体的成型方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车复合材料防火电池箱体，包括表面防火层与织物复合材料层；

所述织物复合材料层由阻燃树脂和结构增强材料组成，所述结构增强材料为高性能连续纤维，包括但不仅限于玻璃纤维织物、碳纤维织物或混合纤维织物，厚度为0.2mm~4mm；

所述表面防火层是以无序纤维作为载体，添加膨胀石墨、高温矿物纤维和有机粘结剂组成的毡，其厚度为0.1mm~1.5mm。

进一步地，所述无序纤维为玻璃纤维或陶瓷纤维。

上述电池箱体的成型方法，包括以下步骤：

步骤1，将结构增强材料织物和防火层按顺序铺叠，得到叠层料块；

步骤2，将步骤1的叠层料块进行处理，使两层材料连结形成连结体；

步骤3，将步骤2的连结体置于模具内进行预成型处理，得到成型的预制体；

步骤4，将步骤3的预制体置入模具中，合模后抽真空，注入预热的阻燃树脂，注完后在保温、保模压的条件下静置，得到复合材料防火电池箱体。

进一步地，步骤1中的顺序是指防火层为成型后箱体产品的表层。

进一步地，步骤2中采用局部加热的方式对叠层料块进行处理使两层材料连结形成连结体。

进一步地，步骤3中按照电池箱体形状对连结体进行预成型处理。

进一步地，步骤4中是采用RTM工艺快速固化一体成型，注入阻燃树脂材料的压力为中压5~30bar或高压30~150bar。

进一步地，步骤4中模具温度为70℃~150℃，静置时间小于6min。