[發(fā)明專(zhuān)利]電動(dòng)汽車(chē)的輕量化電池箱體及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310288794.1
• 申請(qǐng)日: 2013-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103367670A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李磊;劉小波;李新偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 襄陽(yáng)慧能通汽車(chē)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M2/10
• 分類(lèi)號(hào): H01M2/10
• 代理公司: 深圳市博銳專(zhuān)利事務(wù)所 44275
• 代理人: 張明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)制造領(lǐng)域，尤其涉及電動(dòng)汽車(chē)的輕量化電池箱體及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的環(huán)保理念逐漸提升，節(jié)能減排已經(jīng)成為社會(huì)共識(shí)。伴隨著環(huán)保特質(zhì)突出的純電動(dòng)汽車(chē)的廣泛使用，電動(dòng)汽車(chē)電池箱的加工也隨之成為業(yè)內(nèi)急待攻克的技術(shù)難關(guān)。純電動(dòng)汽車(chē)電池箱，除了要容納所有電芯及管理系統(tǒng)，還要承受電池箱本身的自重及汽車(chē)高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的振動(dòng)和砂石等異物的撞擊，同時(shí)替代了傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)的底盤(pán)，需要電池箱密封防水性能好。如何在保證強(qiáng)度及密封性的情況下減輕重量進(jìn)而提高汽車(chē)的續(xù)航能力成為電池箱綜合性能的發(fā)展方向。

現(xiàn)有技術(shù)中，前期加工的電池箱都是采用鈑金或沖壓加工的方式，此類(lèi)電池箱普遍存在重量偏重、加工工藝復(fù)雜、精度無(wú)法保證、一致性差、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、強(qiáng)度差、密封性差等缺陷，這種種缺陷給產(chǎn)品的制造造成極大的不便，同時(shí)對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的安全性能造成隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電動(dòng)汽車(chē)的輕量化電池箱體及其制造方法，通過(guò)這種制造方法生產(chǎn)的輕量化電池箱體具有重量輕，整體抗沖擊能力及抗屈服能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種電動(dòng)汽車(chē)的輕量化電池箱體的制造方法，該電池箱體包括框架和底板，其制造步驟包括：

采用鑄鋁102為所述框架的鑄造原料，通過(guò)重力鑄造成型框架的毛坯；

將所述框架裝夾在數(shù)控機(jī)床里，對(duì)安裝面進(jìn)行加工并鉆、攻孔；

將所述底板裝入所述框架中，通過(guò)摩擦攪拌焊將底板焊接在框架上；

對(duì)所述電池箱體的外形進(jìn)行校正；

通過(guò)電泳加工對(duì)所述電池箱體進(jìn)行表面處理和涂裝。

其中，通過(guò)重力鑄造成型的所述框架的壁厚至少為6毫米。

其中，將所述電池箱體裝夾在數(shù)控機(jī)床后，通過(guò)一次裝夾就可對(duì)所有的安裝面進(jìn)行加工并鉆、攻孔。

其中，所述底板的材質(zhì)為航空鋁材。

其中，所述底板的厚度為2～3毫米。

本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種電動(dòng)汽車(chē)的輕量化電池箱體，所述電池箱體包括框架和固定在框架上的底板，該電池箱體的制造方法為上述技術(shù)方案中所述的制造方法。

由于電池箱體的邊界尺寸較大（邊界尺寸約為1750*1320mm）使得鑄造面積大、外部形狀及內(nèi)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致壁厚不均勻、需承受動(dòng)態(tài)的高負(fù)荷（需負(fù)載約250kg狀態(tài)下通過(guò)具國(guó)家認(rèn)證資質(zhì)的車(chē)身零部件國(guó)標(biāo)振動(dòng)測(cè)試）、密封性能要求高（需過(guò)IP67防護(hù)等級(jí)）、局部精度要求高，在材質(zhì)的選擇上具有較高的要求。經(jīng)過(guò)對(duì)多種材料的反復(fù)分析和驗(yàn)證后，技術(shù)員發(fā)現(xiàn)通過(guò)鑄鋁102和鑄鋁104鑄造出的電池箱體都能夠達(dá)到較好的性能，但在實(shí)際生產(chǎn)中又發(fā)現(xiàn)鑄鋁104的鑄造流動(dòng)性較差，成型的毛坯上砂眼較多，廢品率高于鑄鋁102，本發(fā)明最終采用鑄鋁102為鑄造原料。根據(jù)鑄造工藝性，在輕量化的前提下確定了電池箱體的壁厚至少為6mm，并對(duì)內(nèi)部安裝位置和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，在精度要求高的位置預(yù)留了加工余量便于后續(xù)加工。至少厚6mm的壁厚，遠(yuǎn)厚于常規(guī)鈑金箱體1.5mm的平均壁厚，極大的提高了電池箱體的抗沖擊力和強(qiáng)度。但又由于鑄鋁102的密度僅為2.77g/cm³，遠(yuǎn)低于鐵板7.85g/cm³的密度，且對(duì)電池箱體內(nèi)部安裝位置和結(jié)構(gòu)的調(diào)整，所以在本發(fā)明制造出的電池箱體仍然達(dá)到了減重的目的。

而為了進(jìn)一步達(dá)到更加輕量化的目，本發(fā)明的鑄造部分只包括電池箱體的框架部分，這是由于電池箱體鑄造量大，受鑄造工藝限制，加工面積越大壁厚就越厚，否則會(huì)缺料導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，因此在確認(rèn)壁厚至少6mm的框架能保證足夠強(qiáng)度的情況下，底板另外采用2～3mm厚的航空鋁材直接焊接在框架上。又因?yàn)殍T鋁102的焊接性能較差，且常規(guī)焊接方式下鋁材導(dǎo)熱快故變形量較大，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品扭曲變形，且極易出現(xiàn)假焊、虛焊、漏焊導(dǎo)致產(chǎn)品密封不良，焊接品質(zhì)無(wú)法保證。因此，在框架和底板的焊接方式上采用在本行業(yè)中尚無(wú)使用過(guò)的摩擦攪拌焊。摩擦攪拌焊目前主要應(yīng)用于航空制造業(yè)如飛機(jī)、火箭一些部位的焊接，也應(yīng)用于船舶制造中，較之傳統(tǒng)焊接具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、焊接接頭熱影響區(qū)顯微組織變化小，殘余應(yīng)力比較低，焊接工件不易形；2、能一次完成較長(zhǎng)焊縫、大截面、不同位置的焊接；3、作業(yè)過(guò)程方便實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低，功效高，對(duì)作業(yè)環(huán)境要求低；4、無(wú)需添加焊絲，焊鋁合金時(shí)不需焊前除氧化膜，不需要保護(hù)氣體，成本低；5、可焊熱裂紋敏感的材料，適合異種材料焊接，密封性能好；6、焊接過(guò)程安全，無(wú)污染、無(wú)煙塵、無(wú)輻射。