[發明專利]碳纖維復合材料和鋼材混合的電池箱用邊框及其制造方法

在審

• 申請號: 202111231705.0
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN114188643A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 陳亨津;榮一鳴;楊琨
• 申請（專利權）人: 上海瓴榮材料科技有限公司;南京瓴榮材料科技有限公司
• 主分類號: H01M50/242
• 分類號: H01M50/242;H01M50/244;H01M50/249;H01M50/224;H01M50/256;H01M50/222;B23P15/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種碳纖維復合材料和鋼材混合的電池箱用邊框及其制造方法，所述邊框由左邊梁、前邊梁、右邊梁以及后邊梁通過金屬連接件依次相連組成，所述左邊梁、前邊梁、右邊梁以及后邊梁上設有均勻排布的吊耳；所述制造方法包括以下步驟：制作方鋼管；制作吊耳；焊接吊耳；金屬件電泳處理；制作邊梁；裝配邊梁；邊框制作完成。本發明相比電池包金屬邊框重量明顯減輕；本發明相比復合材料邊框而言，可以焊接吊裝用吊耳；本發明與金屬邊框具備同等的抗擠壓和碰撞性能。

技術領域

本發明涉及復合材料和新能源汽車零部件，特別是一種碳纖維復合材料和鋼材混合的電池箱用邊框及其制造方法。

背景技術

目前，純電電動車使用的電池箱邊框材質都是鋼材和鋁合金，這兩種金屬的優點是使用材料性能庫成熟、制造工藝成熟、便于焊接。但金屬材質最大的缺點是比強度和比剛度低，導致制成滿足性能的邊框往往重量偏重。碳纖維復合材料因其比剛度和比模量高，成為電動汽車行業減重最有潛力的材料。雖然碳纖維復合材料質輕高強，但也有明顯的缺點，比如不如鋼材和鋁合金一樣方便進行焊接，若想進行機械連接，則必須在復合材料上進行開孔，如此將會降低復合材料的性能。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種碳纖維復合材料和鋼材混合的電池箱用邊框及其制造方法，從而解決電池包金屬邊框重量過重，復合材料邊框無法進行掛點焊接的缺點。

技術方案：本發明所述的一種碳纖維復合材料和鋼材混合的電池箱用邊框，所述邊框由左邊梁、前邊梁、右邊梁以及后邊梁通過金屬連接件依次相連組成，所述左邊梁、前邊梁、右邊梁以及后邊梁上設有均勻排布的吊耳。

所述左邊梁、前邊梁、右邊梁以及后邊梁的外部為方鋼管，內部為碳纖維復合材料型材，碳纖維復合材料型材的兩端分別長于方鋼管至少50mm，長于方鋼管的部分分別插入金屬連接件內部。

碳纖維復合材料型材和方鋼管之間有1mm-2mm的間隙，該間隙填充有高性能灌封膠，以粘接碳纖維復合材料型材和方鋼管。

所述的碳纖維復合材料型材為“口”字型外圍+內部兩條以上波浪型筋條結構組成。

金屬連接件和碳纖維復合材料型材之間有1mm-2mm的間隙，該間隙填充有高性能灌封膠，以粘接金屬連接件和碳纖維復合材料型材。

所述左邊梁、前邊梁、右邊梁、后邊梁以及金屬連接件上設有漏液或注膠孔。

一種碳纖維復合材料和鋼材混合的電池箱用邊框的制造方法，包括以下步驟：

(1)制作方鋼管；使用折彎和焊接成型工藝制造方型鋼管，然后根據邊梁方鋼管的長度使用鋼材切割機切割，切割完成后去除邊緣的毛刺；

(2)制作吊耳；使用鋼材沖壓和焊接成型工藝制造鋼材吊耳；

(3)焊接吊耳；在焊接夾具上固定方鋼管，將做好的吊耳通過焊接工藝焊接到方鋼管上；

(4)金屬件電泳處理；將焊接好的吊耳的方鋼管吊掛到電泳工裝上，經過電泳工序對吊耳和方鋼管進行電泳處理；

(5)制作邊梁；使用粘接夾具固定粘接方鋼管和碳纖維復合材料型材，往兩者之間間隙中注入高性能灌封膠進行粘接，加熱固化，加熱溫度60℃-100℃；

(6)裝配邊梁；使用邊框裝配夾具，用金屬連接件連接前后左右邊梁1、2、3、4，往金屬連接件內部注入高性能灌封膠進行粘接，加熱固化，加熱溫度60℃-100℃；

(7)邊框制作完成。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1、相比電池包金屬邊框重量明顯減輕；

2、相比復合材料邊框而言，可以焊接吊裝用吊耳；