电池箱体及其制造方法技术

一种电池箱体及其制造方法，电池箱体包括上盖和下箱体，上盖设于下箱体上；上盖的主体结构为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，上盖的边缘拼接结构为非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内模内连续注塑成型得到；下箱体的主体结构为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压制造得到，下箱体的加强筋结构和边缘拼接结构为非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑成型得到。上述电池箱体重量较轻、强度和刚度较高、抗冲击性能较优异、成型制造效率高以及材料可循环回收利用。

Battery case and manufacturing method thereof

A battery box and manufacturing method thereof, battery box comprises an upper cover and a lower box body and the upper cover is arranged under the box body; the structure of the upper cover is of continuous fiber reinforced thermoplastic sheet composites by hot pressing, edge stitching structure of the upper cover is a non continuous fiber reinforced thermoplastic composites the continuous injection molding mold mold; the main structure of lower case for continuous fiber reinforced thermoplastic sheet composites made by hot pressing, lower box reinforcing rib structure and edge stitching structure for non continuous fiber reinforced thermoplastic resin based composite material by injection molding by continuous mold. The battery box has the advantages of lighter weight, higher strength and rigidity, better impact resistance, high molding efficiency, and recyclable material.

【技术实现步骤摘要】
电池箱体及其制造方法
本专利技术涉及复合材料领域，特别是涉及一种电池箱体及其制造方法。
技术介绍
新能源汽车是有效缓解我国能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的重要途径。动力电池是新能源汽车的核心零部件，其性能直接影响了新能源汽车的行驶里程和性能。电池箱体作为动力电池的载体，对动力电池的安全和防护起关键作用。电池箱体在结构设计时，需要考虑诸多因素如：耐振动强度、耐冲击性能、碰撞安全性能、密封性能、防腐性能、抗石击性能、轻量化和低成本等。传统电动汽车的动力电池箱体大多采用金属材料制造，金属材料如钢和铝合金等具有较高的强度和模量，可满足电池箱体设计的力学性能要求，且成本较低。但金属材料密度大，设计的电池箱体动辄几十公斤，难以满足轻量化要求。为了减轻电池箱体重量，复合材料电池箱体越来越受到市场的青睐，如片状模塑料(SMC)电池箱体已在我国部分电动汽车使用。其中，SMC材料成本较低，成型效率较高，可较好地控制电池箱体成本，但SMC中的增强材料为非连续纤维，存在力学性能相对较低等问题，存在一定的安全隐患，同时，SMC中采用的不饱和树脂或环氧树脂为热固性树脂，难以循环回收利用，随着电池箱体的大量应用今后必将造成严重的环境压力。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种重量较轻、强度和刚度较高、抗冲击性能较优异、成型制造效率较高以及材料可循环回收利用的电池箱体及其制造方法。一种电池箱体，包括：上盖和下箱体，所述上盖设于所述下箱体上；所述上盖的主体结构为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，所述上盖的边缘拼接结构为非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑成型得到；所述下箱体的主体结构为所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，所述下箱体的加强筋结构和边缘拼接结构为所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑成型得到。在其中一个实施例中，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的连续纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、天然纤维和超高分子量聚乙烯纤维中的至少一种。其中一个实施例中，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的连续纤维的编织形式为单向、平纹和斜纹织物中的至少一种。在其中一个实施例中，所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的非连续纤维为碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维中的至少一种。在其中一个实施例中，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的热塑性树脂基体为聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺或聚醚醚酮。在其中一个实施例中，所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的热塑性树脂基体为聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺或聚醚醚酮。在其中一个实施例中，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的连续纤维的体积含量为40％～60％；所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的非连续纤维的重量含量为20％～50％。一种电池箱体的制造方法，包括以下步骤：按照预设要求对连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材进行切割操作和铺贴操作；按照预设温度对所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材进行预热软化操作；将所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材趁热转移至第一模具内，采用热压操作得到上盖的主体结构；将非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑工艺于所述第一模具内并在上盖的主体结构上得到上盖的边缘拼接结构；将所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材趁热转移至第二模具内，采用热压操作得到下箱体的主体结构；将所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑工艺于所述第二模具内并在下箱体的主体结构上得到下箱体的加强筋结构和边缘拼接结构；采用保压冷却操作后，得到电池箱体。在其中一个实施例中，所述切割操作采用激光切割设备进行或机器人切割设备进行。在其中一个实施例中，所述预热软化操作为热传导加热、红外加热、激光或电磁感应加热。相对于现有的电池箱体，本专利技术的有益效果为：1、采用连续纤维增强热塑性树脂基复合材料成型电池箱体主体结构，可以充分发挥连续纤维复合材料强度和模量高的优点，提高电池箱体的强度和刚度等力学性能。2、采用非连续纤维增强热塑性树脂注塑成型拼接结构和加强筋结构，可以充分发挥注塑成型工艺灵活性好等优点，提高电池箱体的设计自由度。且模内连续注塑结构与主体结构粘接强度高，制造效率高，产品为净尺寸，无须后续加工。3、电池箱体的整体结构均采用热塑性树脂基体，具有抗冲击性能好，成型效率高和重量轻等优点，同时电池箱体达到使用寿命后材料可回收循环利用，可有效地减轻环境压力，广泛应用于新能源汽车等领域。附图说明图1为一实施方式的电池箱体的结构示意图；图2为一实施方式的电池箱体的制造方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。请参阅图1，电池箱体10包括上盖100和下箱体200，上盖100设于下箱体200上，具体地，上盖100设于下箱体200的开口上，用于封闭下箱体200，以在电池箱体10内形成封闭空间。上盖100的主体结构110为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，可以理解，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料为热塑性树脂经熔融或溶解后，再浸润连续纤维或织物复合形成的片材，由于所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料具有片状的结构，类似于长条丝状的各连续纤维通过热塑性树脂作为基体经复合形成的片材结构，由于连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材具有重量较轻、强度和刚度较高和抗冲击性能较优异等优秀的力学性能，但是，由于其刚度和纤维脆性较大等原因，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材不易在较短的长度范围内进行连续弯折操作，并且也容易折断片材，进一步地，上盖100的主体结构110较为规整，近似于具有“T”字形的凹形结构，只要在整张片材上预先裁切好形状后，再热压弯折即可成型，能够采用连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材进行热压操作后得到，可以充分发挥连续纤维复合材料强度和模量高的优点，提高电池箱体的强度和刚度等力学性能，例如，采用模具进行热压操作。所述上盖100的边缘拼接结构120为非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑制造得到，可以理解，上盖100的边缘拼接结构120包括装配结构等功能性部件，其较为复杂，具有较多的不规则平面和/或曲面，例如，上盖100上用于插入电极的插接部121，其上开设有开孔121a，较难采用连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材直接热压得到，此时，由于所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料为非连续纤维经热塑性树脂浸润后切成需要的长度形成的粒料，需要非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用注塑成型工艺制造得到，此注塑结构与主体的热压结构采用拼接的方式连接，因此，可以充分发挥其注塑成型工艺灵活性好等优点。例如，所述边缘拼接结构120为插接部121，当然，根据实际情况，需要增加一些其他复杂的功能结构时，也为边缘拼接结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池箱体，其特征在于，包括：上盖和下箱体，所述上盖设于所述下箱体上；所述上盖的主体结构为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，所述上盖的边缘拼接结构为非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑成型得到；所述下箱体的主体结构为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，所述下箱体的加强筋结构和边缘拼接结构为所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑成型得到。

【技术特征摘要】
1.一种电池箱体，其特征在于，包括：上盖和下箱体，所述上盖设于所述下箱体上；所述上盖的主体结构为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，所述上盖的边缘拼接结构为非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑成型得到；所述下箱体的主体结构为连续纤维增强热塑性树脂基复合材料片材采用热压成型得到，所述下箱体的加强筋结构和边缘拼接结构为所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料采用模内连续注塑成型得到。2.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的连续纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、天然纤维和超高分子量聚乙烯纤维中的至少一种。3.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的连续纤维编织形式为单向、平纹和斜纹织物中的至少一种。4.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的非连续纤维为碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的热塑性树脂基体为聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺或聚醚醚酮。6.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述非连续纤维增强热塑性树脂基复合材料中的热塑性树脂基体为聚丙烯、尼龙、聚对...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金华，颜美聪，颜志向，
申请(专利权)人：惠州市海龙模具塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44