当前位置: 首页 > 专利查询>侯少强专利>正文

一种碳纤维复合材料电池箱及其设计方法技术

技术编号:14146713 阅读:118 留言:0更新日期:2016-12-11 03:19
本发明专利技术涉及一种碳纤维复合材料电池箱,属于新能源汽车领域;该电池箱箱体由碳纤维复合材料以及PVC泡沫夹层组成,夹层采用PVC泡沫,能有效提高箱体的刚度,减小箱体的变形;吊耳的材料为铝合金;吊耳与箱体通过螺栓连接;电池箱设计的约束条件为,颠簸急刹车、颠簸急转弯、正面碰撞、侧面碰撞工况下电池箱刚度的需求;碳纤维复合材料铺层块的形状,各铺层的厚度,铺层次序,均按照Optistruct优化后求得的结果排布;各层之间由粘结剂粘结为一体,粘结剂选用热固性树脂,既不饱和聚酯树脂或环氧树脂;电池箱采用一体化成型,工艺简单,适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种碳纤维复合材料电池箱及其设计方法,属于新能源汽车领域。
技术介绍
动力电池作为电动汽车的唯一动力来源,是影响电动汽车性能的重要指标;而作为电池组的载体,电池箱则起着保护电池组正常、安全工作的关键作用,因此电池箱的结构性能十分重要。碳纤维复合材料是目前最先进的材料之一,因其具有轻质高强、耐高温、抗腐蚀、热力学性能优良等特点,被广泛用作结构材料及其他各种特殊用途性能材料;以前电池箱多以铁或铝合金材料为主。铁包装箱笨重、使用不方便、易锈蚀;铝合金包装箱虽较为轻便,但造价高,在沿海地区不耐盐雾等原因,正逐步被具有优良力学性能和环境适应性能的纤维增强材料所取代。
技术实现思路
针对电池箱设计需求,本专利技术公开了一种碳纤维复合材料电池箱及其设计方法;电池箱箱体由碳纤维复合材料以及PVC泡沫夹层组成,夹层采用PVC泡沫,能有效提高箱体的刚度,减小箱体的变形;吊耳采用铝合金材料;碳纤维复合材料铺层由Optistruct结构优化求得的铺层块组成;铺层厚度以及铺层次序均按优化后的结果的进行排布;电池箱设计的约束条件为,颠簸急刹车、颠簸急转弯、正面碰撞、侧面碰撞工况下箱体的刚度需求。本专利技术是通过以下技术方案实现的:上述电池箱其特征在于:该电池箱由碳纤维复合材料以及PVC泡沫组成,夹层采用PVC泡沫,能有效提高箱体刚度,降低箱体的变形。上述电池箱其特征在于:碳纤维复合材料铺层由Optistruct结构优化求得的铺层块组成;铺层厚度以及铺层次序均按优化后的结果的进行排布。上述电池箱其特征在于:电池箱设计的约束条件为,颠簸急刹车、颠簸急转弯、正面碰撞、侧面碰撞工况下箱体的刚度需求。上述电池箱其特征在于:电池箱箱体的碳纤维铺层角度为0°、±45°、90°。上述电池箱其特征在于:电池箱的优化设计流程依次为,自由尺寸优化,确定铺层形状;尺寸优化,确定铺层数;铺层次序优化,确定电池箱铺层次序。上述电池箱其特征在于:各层之间由粘结剂粘结为一体,粘结剂选用热固性树脂,即不饱和聚酯树脂或环氧树脂。上述电池箱其特征在于:箱体与吊耳之间通过螺栓连接。与现有技术相比,本专利技术的优点在于:电池箱由碳纤维复合材料以及PVC泡沫夹层组成,夹层采用PVC泡沫,能有效提高箱体的刚度,减小箱体的变形;由于使用碳纤维复合材料和PVC泡沫,电池箱质量大幅降低;碳纤维复合材料铺层块的形状、铺层次序、铺层厚度,均按Optistruct优化求得的结果进行排布,使得碳纤维复合材料达到最合理的分布;电池箱采用一体化成型,工艺简单,适合大规模生产。附图说明图1是电池箱设计的载荷工况。图2是自由尺寸优化设计后0°铺层的厚度分布云图。图3是自由尺寸优化设计后±45°铺层的厚度分布云图。图4是自由尺寸优化设计后90°铺层的厚度分布云图。图5是经过自由尺寸优化、尺寸优化、铺层次序优化设计后电池箱最终的厚度分布云图。具体实施方式以下结合示意图对本专利技术具体进行说明。在电池箱设计初期,根据电池箱在汽车行驶中所受到的载荷,对模型施加边界条件和载荷,电池箱所受惯性力方向如图1所示,其中1代表正面碰撞过程电池箱所受冲击载荷,2代表急刹车时电池对电池箱前挡板的冲击载荷,3代表急转弯时电池对电池箱侧挡板的冲击载荷,4代表电池对箱体底面的冲击载荷,5代表侧面碰撞时电池箱受到的冲击载荷。电池箱G-Load分析载荷工况如表1所示。表1G-Load分析载荷工况电池箱碳纤维复合材料的铺层角度为0°、±45°、90°。在上述载荷工况下,经过Optistruct自由尺寸优化后,0°碳纤维铺层厚度分布如图2所示;±45°碳纤维铺层厚度分布如图3所示;90°碳纤维铺层厚度分布如图4所示。在上述载荷工况下,经过Optistruct尺寸优化和铺层次序优化后,电池箱的最终铺层顺序如表2所示,电池箱最终厚度分布如图5所示。表2电池箱的最终铺层顺序电池箱各层之间由粘结剂粘结为一体,粘结剂选用热固性树脂,即不饱和聚酯树脂或环氧树脂。该电池箱的箱体与吊耳之间通过螺栓连接。以上所述仅是本申请的较佳实施方式,并非以此限定本专利技术的具体实施范围,应当指出对于本
的普通技术人员来说,在不脱离原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。本文档来自技高网
...
一种碳纤维复合材料电池箱及其设计方法

【技术保护点】
一种碳纤维复合材料电池箱及其设计方法,该电池箱箱体由碳纤维复合材料,PVC泡沫组成;各层之间通过粘结剂粘结在一起;吊耳材料为铝合金;吊耳与箱体通过螺栓连接。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料电池箱及其设计方法,该电池箱箱体由碳纤维复合材料,PVC泡沫组成;各层之间通过粘结剂粘结在一起;吊耳材料为铝合金;吊耳与箱体通过螺栓连接。2.根据权利要求1所述电池箱,其特征在于:电池箱由碳纤维复合材料以及PVC泡沫夹层组成,夹层采用PVC泡沫,能有效提高箱体的刚度,减小箱...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯少强许爽
申请(专利权)人:侯少强
类型:发明
国别省市:辽宁;21

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1