[发明专利]一种汽车复合材料电池箱边框快速成型方法

说明书

本发明公开了一种汽车复合材料电池箱边框快速成型方法，属于电池应用技术领域。所述电池箱边框包括复合材料层和功能层，复合材料层是由增强纤维材料和阻燃树脂固化后形成，该电池箱边框可以采用拉挤工艺、拉缠工艺或拉编工艺成型得到，节拍时间短，模具投入低，边框产品批量生产成本可得到大幅降低。采用本发明的快速成型工艺，可实现材料、结构和功能一体化，有效解决现有技术中存在的缺陷，并更好的迎合市场需求。

技术领域

本发明属于电池应用技术领域，具体涉及一种汽车复合材料电池箱边框的快速成型方法。

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，对电池箱的轻量化以及防火电磁屏蔽等性能提出了更高的要求。电池箱的边框结构作为电池箱的重要组成部分，承担电池箱整体刚强度以及挤压等其他重要性能要求；为了满足更高的轻量化要求，高性能连续纤维复合材料较金属材料比刚度，比强度更高，从而实现减重。但随着电池箱关于热失控以及电磁屏蔽性能要求的提出，原先单一材质均难以同时满足轻量化，热失控防火和电磁屏蔽要求。

对于防火性能，目前传统钢制或铝制金属边框通过表面附加防火涂层的方式存在易剥离风险，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。

对于电磁屏蔽性能，虽然传统金属电池箱边框材料可以满足，但其结构较重，不符合新能源汽车的轻量化需求。而现有的具备电磁屏蔽功能的复合材料电池箱边框基本是通过使用某种金属材质的电磁屏蔽层赋予结构一定的电磁屏蔽效果，一方面金属材质的电磁屏蔽层的较重，另一方面，尤其是针对复合材料的液体成型工艺，容易存在树脂浸润的问题，从而导致缺陷的出现，影响产品的成品率。此外，传统工艺成型的复合材料层压板电池箱边框的结构，整体刚度不容易满足挤压要求，且成本较高。

因此为了实现箱体部件的轻量化、热失控防火和电磁屏蔽均满足要求，需要从材料选择及实施工艺上同时兼顾。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种带防火和/或电磁屏蔽功能的复合材料电池箱边框的一体成型工艺方法，在满足结构刚强度要求的同时满足经济性和轻量化需求，并有效提高电池箱体的防火和/或电磁屏蔽性能。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车复合材料电池箱边框，包括复合材料层和功能层，所述复合材料层由增强纤维材料和阻燃树脂固化后形成，该电池箱边框可以采用拉挤工艺、拉缠工艺或拉编工艺成型得到，成型方法包括以下步骤：

步骤1，将增强纤维材料进行集束或收合；

步骤2，将步骤1的增强纤维材料浸渍树脂；

步骤3，将步骤2的纤维材料牵引至预成型模具中，并在外侧或中间赋予功能层进行预成型；

步骤4，将步骤3的预成型体牵引至成型模具中加热固化成型；

步骤5，将步骤4的型材按进行分段切割；

步骤6，将步骤5切割后的型材装配成电池箱边框。

进一步地，所述增强纤维材料玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的一种或几种的混合纤维。

进一步地，所述功能层为防火层和/或电磁屏蔽层。

进一步地，所述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0.05mm~2mm。

进一步地，所述无序纤维为玻璃纤维或陶瓷纤维。

进一步地，所述电磁屏蔽层为一种带镍涂层的碳纤维毡，其厚度为0.05mm~2mm，在频率为1~8.5GHz时的电磁屏蔽效能为30dB~120dB。