[發明專利]一種多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒及其制造方法

在審

• 申請號: 201611128967.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106738999A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 邱睿;陳慶林;曹清林;周金宇
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B29C70/24
• 分類號: B29C70/24;B29C70/36;B29C70/38
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 翁斌

技術領域

本發明屬于本發明屬于汽車零件技術領域，尤其涉及一種多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒及其制造方法。

背景技術

汽車輕量化作為汽車現在以及未來發展的一個重要方向，越來越受到設計者們的關注，其中汽車輕量化的一個重要途徑則是采用輕質材料。碳纖維復合材料具有優異的力學性能、低密度等特點，逐漸取代鋼材被廣泛應用于汽車產業。在汽車電池盒應用方面，CN105014988公開了一種碳纖維汽車電池盒及碳纖維汽車電池盒的制造方法，利用碳纖維層合結構復合材料代替鋼制材料，在滿足剛度、強度要求的同時，降低了電池盒的質量。CN104827680公開了一種電動汽車車載電池的保護外殼及其制備方法，用碳纖維層合結構復合材料代替鋼制材料的同時，在鋪層上采用層合多向鋪層，起到了保護電池的作用，又不會影響汽車的輕量化。

但由于纖維層合結構鋪層過程較繁瑣，若電池盒全部采用碳纖維層合結構復合材料，制備時間將大大延長，降低生產效率，且纖維層合結構復合材料的層間性能略有不足。

發明內容

為解決現有技術存在的碳纖維層合結構鋪層過程繁瑣的缺陷，本發明提供一種多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒及其制造方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒，其材質是以利用多軸向經編工藝制備的多軸向碳纖維經編織物為增強材料，以環氧樹脂為基材的復合材料；

所述多軸向碳纖維經編織物包括依次排列的八層平行的鋪層，所述鋪層的鋪層角度為0°、45°、90°和-45°，每個鋪層角度具有兩個鋪層。

具體地，所述碳纖維為T300-3k碳纖維，拉伸模量230GPa，拉伸強度3.53Gpa，所述的環氧樹脂為NPEL-128環氧樹脂。

作為優選，所述的增強材料與基材體積比為1：1。

上述的多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒的制造方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)模具預處理：在模具表面用脫模劑擦拭，便于脫模；

(2)織物鋪放：將多軸向碳纖維經編織物按照鋪層角度平整的鋪放在模腔內，不讓其褶皺，并修掉多余的邊角料；

(3)合模：將上模與下模合攏，周邊密封緊固；

(4)樹脂注射：將環氧樹脂和固化劑混合均勻，然后從模具進膠口注入，充分浸潤多軸向碳纖維經編織物；

(5)固化：將模具置于加熱爐進行溫控固化；

(6)脫模：分離上下模，將電池盒從模具中脫離出來并檢查產品有無缺陷；

(7)后處理：用潔模劑清理模具和注膠設備。

進一步地，步驟(1)在模具表面用脫模機擦拭3遍以上，每次間隔15-20min，且按照一個方向擦拭。

作為優選，步驟(4)所述的環氧樹脂和固化劑質量比為1：0.005～0.1，將環氧樹脂和固化劑混合均勻后，靜置20-30min。

進一步地，其特征在于：步驟(4)中從模具進膠口注入環氧樹脂和固化劑的注膠壓力為0.1～0.2MPa，注膠至出膠口沒有氣泡出現，停止注膠。

作為優選，步驟(5)所述的溫控固化條件為，溫度40～50℃，固化時間為1.5～2h。

作為優選，步驟(7)所述的潔模劑為丙酮。

有益效果：1、本發明提供的多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒，采用8層碳纖維多軸向經編織物作為纖維增強材料，環氧樹脂作為基體，所制備的電池盒較于傳統鋼制或者高密度塑料電池盒，質量減輕50％。

2、本發明提供的多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒，采用多軸向經編織工藝，編織過程可實現機械化整體成型，較于普通層合結構較繁瑣的逐層鋪放工藝，生產效率更高；

3、本發明提供的多軸向經編織物比層合板擁有更穩定的結構性能，較于普通層合結構電池盒，在保證沿纖維增強方向優異力學性能的同時，不容易出現分層現象，層間性能更好。

4、本發明提供的多軸向碳纖維復合材料汽車電池盒，可根據不同車型電池盒的結構要求，對增強纖維的鋪設角度和鋪設厚度進行任意調整，可設計性強。

附圖說明

圖1為電池盒立體結構示意圖；

圖2為電池盒反面結構示意圖；圖1和圖2中1.1為底板，2.1為縱向加強筋，2.2為橫向加強筋。

圖3為多軸向碳纖維經編織物結構示意圖；圖3中3.1為90°襯緯紗，3.2為45°襯緯紗，3.3為-45°襯緯紗，3.4為捆綁紗，3.5為0°襯經紗。