一种新能源汽车电池包壳体及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种新能源汽车电池包壳体及其制造方法，用于电池包技术领域，包括底板、侧框和上盖，底板采用冲压成型的金属板材，侧框采用挤压成型的金属型材，金属型材弯曲后端部对接形成具有闭环结构的侧框，侧框底部形成底板连接端，侧框顶部形成上盖连接端，侧框的底板连接端与底板焊接，并在内部形成电池包容腔，上盖与上盖连接端配合以盖住电池包容腔。电池包壳体底板采用整板冲压的形式，增加刚度同时保证与车身地板连接的可靠性；由于型材开模周期短且价格低廉，结构设计空间大，所以侧框采用型材折弯后拼焊而成，侧框和底板之间采用焊接连接，能有效保证焊接强度和电池包强度可靠性。

A new energy car battery pack shell and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车电池包壳体及其制造方法
本专利技术用于电池包
，特别是涉及一种新能源汽车电池包壳体及其制造方法。
技术介绍
新能源汽车在国家政策推动下快速发展，电池包作为电动乗用车的重要组成部分，一般安装在车身地板下面，其中电池包壳体承受着来自内部的电池模组和BMS控制系统等重量，目前国内纯电动汽车续航里程大约在200-300公里左右，电池包重量大约在300公斤左右，而且随着续航里程的不断增加，电池包的重量也在不断增加，一方面电池包壳体的强度和耐久等性能对整车安全来说至关重要，另一方面电池包壳体重量也会影响电池包的能量密度和整车的续航里程，所以电池包壳体的选材，结构设计，制造工艺都直接影响上述性能和目标。对于目前新能源汽车电池包壳体现有技术中，较为普遍的是采用钢制钣金件焊接而成，如CN105501041A公开的专利技术专利等，但这种制造方式的壳体重量较重，且抗腐蚀性能不好；有采用铝合金重力铸造的，但这种方式铸造缺陷较多，力学性能较差，且壁厚较厚不利于电池包壳体轻量化；有采用先进铸造技术如铝合金真空高压铸造的，CN106694841A公开的专利技术专利中电池包壳体采用该种技术能在一定程度上降低铸造缺陷，降低壳体壁厚至3mm，屈服强度≥140Mpa，抗拉强度≥230Mpa，延伸率≥7％，但由于铸造成型方式的局限性，壁厚不能自由设计，铸造组织力学性能也不会太高，所以铸造这种方式的缺陷是力学性能不高，设计的电池包壳体虽较钢制钣金焊接件轻，但重量依然较重，而且一次性投入的模具费用较大，容易由于电池壳体结构设计的不合理导致修模甚至模具报废；也有采用铝合金搅拌摩擦焊的，但这种一般适用于对接，搭接和角接受限较大，结构设计受限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新能源汽车电池包壳体及其制造方法，其可设计性强，且一次性投入的模具成本不高，在保证电池包壳体结构强度和耐久性能的同时，电池包壳体能做到较优的轻量化效果。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新能源汽车电池包壳体，包括底板、侧框和上盖，所述底板采用冲压成型的金属板材，所述侧框采用挤压成型的金属型材，所述金属型材弯曲后端部对接形成具有闭环结构的侧框，所述侧框底部形成底板连接端，侧框顶部形成上盖连接端，所述侧框的底板连接端与底板焊接，并在内部形成电池包容腔，所述上盖与上盖连接端配合以盖住所述电池包容腔。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述金属板材为6系铝板材，金属型材为6系铝型材，焊接采用CMT连续焊接。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述侧框的上表面经过龙门铣加工且上盖连接端具有外翻的折边，所述上盖与所述折边间设有密封圈，所述侧框采用两根金属型材弯曲后两端彼此对应焊接形成。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述底板在长度方向布置凸筋，底板上焊接有用于安装BMS系统的铝合金螺柱。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述电池包容腔内部设有若干横梁，所述横梁的两端与侧框内壁焊接，横梁底部与底板焊接。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述横梁上设有定位销和可固定安装到所述横梁上的压条，所述压条上设有定位销孔。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述底板外围冲压形成若干凸台，所述上盖的外围和凸台上均设有若干连接孔，所述上盖和底板通过穿过对应所述连接孔的连接件相连，所述上盖在对应压条的位置设有过孔，并通过穿过所述过孔的紧固件与压条固定连接。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述上盖采用SMC片材成型，所述SMC片材由玻璃纤维和不饱和树脂组成。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述玻璃纤维含量为30％～50％，不饱和树脂含量为50％～70％。本专利技术还提供一种新能源汽车电池包壳体的制造方法，包括以下步骤：S10、将铝合金板材冲压成所述电池包壳体的底板，所述底板在长度方向布置凸筋；S20、将两根铝合金型材弯曲后两端彼此对应采用CMT焊接形成具有闭环结构的侧框，侧框在两根金属型材的焊接处形成第一焊接端和第二焊接端；S30、将侧框和中间横梁焊接，并焊接到所述底板上，在内部形成电池包容腔，焊接时采用双工位CMT对称焊；S40、安装上盖，以盖住所述电池包容腔。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述铝合金板材为6系铝型材，所述铝合金型材为6系铝板材。进一步作为本专利技术技术方案的改进，还包括步骤S31、对侧框的上表面进行龙门铣加工，以使粗糙度达到Ra3.2。进一步作为本专利技术技术方案的改进，所述上盖采用SMC片材成型，所述SMC片材由玻璃纤维和不饱和树脂组成，其中玻璃纤维含量为30～50％，不饱和树脂含量为50～70％。进一步作为本专利技术技术方案的改进，还包括步骤S41、对所述底板和侧框的外表面进行烤漆处理，对上盖的外表面进行金属粉喷涂处理。本专利技术的有益效果：电池包壳体底板采用整板冲压的形式，增加刚度同时保证与车身地板连接的可靠性；由于型材开模周期短且价格低廉，结构设计空间大，所以侧框采用型材拼焊而成，侧框和底板之间采用焊接连接，能有效保证焊接强度和电池包强度可靠性。其可设计性强，且一次性投入的模具成本不高，在保证电池包壳体结构强度和耐久性能的同时，电池包壳体能做到较优的轻量化效果。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术实施例底板结构示意图；图2是本专利技术实施例底板上设置铝合金螺柱后结构示意图；图3是本专利技术实施例侧框结构示意图；图4是本专利技术实施例侧框成型示意图；图5是本专利技术实施例侧框内部横梁结构示意图；图6是本专利技术实施例侧框与底板焊接后结构示意图；图7是本专利技术实施例横梁上设置压条结构示意图；图8是本专利技术实施例上盖结构示意图。具体实施方式参照图1至图8，其显示出了本专利技术之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本专利技术各部件的结构特点。本专利技术提供了一种新能源汽车电池包壳体，包括底板1、侧框2和上盖3，所述底板1采用冲压成型的金属板材，所述侧框2采用挤压成型的金属型材，所述金属型材弯曲后端部对接形成具有闭环结构的侧框2，所述侧框2底部形成底板连接端，侧框顶部形成上盖连接端，所述侧框2的底板连接端与底板1焊接，并在内部形成电池包容腔4，所述上盖3与上盖连接端配合以盖住所述电池包容腔4。电池包壳体底板采用整板冲压的形式，增加刚度同时保证与车身地板连接的可靠性；由于型材开模周期短且价格低廉，结构设计空间大，所以侧框采用型材拼焊而成，侧框2和底板1之间采用焊接连接，能有效保证焊接强度和电池包强度可靠性。其可设计性强，且一次性投入的模具成本不高，在保证电池包壳体结构强度和耐久性能的同时，电池包壳体能做到较优的轻量化效果。作为本专利技术优选的实施方式，所述金属板材为6系铝板材，金属型材为6系铝型材，本专利技术采用6系铝型材和6系铝板材拼焊而成，挤压成型的6系铝型材实测屈服强度≥270Mpa，抗拉强度≥310Mpa，延伸率≥12％，冲压成型6系铝板材实测屈服强度≥290Mpa，抗拉强度≥330Mpa，延伸率≥13％，力学性能远高于铸件组织，且型材和板材的结构可设计性强，所以该方法设计的电池包壳体结构可设计性强，且一次性投入的模具成本不高，在保证电池包壳体结构强度和耐久性能的同时，电池包壳体能做到较优的轻量化效果。其中，焊缝为CMT连续焊缝。焊接工艺采用CMT(冷金属过渡焊接)，该种焊接技术适合薄板焊接，可实现对接，搭接和角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源汽车电池包壳体，其特征在于：包括底板、侧框和上盖，所述底板采用冲压成型的金属板材，所述侧框采用挤压成型的金属型材，所述金属型材弯曲后端部对接形成具有闭环结构的侧框，所述侧框底部形成底板连接端，侧框顶部形成上盖连接端，所述侧框的底板连接端与底板焊接，并在内部形成电池包容腔，所述上盖与上盖连接端配合以盖住所述电池包容腔。

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车电池包壳体，其特征在于：包括底板、侧框和上盖，所述底板采用冲压成型的金属板材，所述侧框采用挤压成型的金属型材，所述金属型材弯曲后端部对接形成具有闭环结构的侧框，所述侧框底部形成底板连接端，侧框顶部形成上盖连接端，所述侧框的底板连接端与底板焊接，并在内部形成电池包容腔，所述上盖与上盖连接端配合以盖住所述电池包容腔。2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包壳体，其特征在于：所述金属板材为6系铝板材，金属型材为6系铝型材，焊接采用CMT连续焊接。3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电池包壳体，其特征在于：所述侧框的上表面经过龙门铣加工且上盖连接端具有外翻的折边，所述上盖与所述折边间设有密封圈，所述侧框采用两根金属型材弯曲后两端彼此对应焊接形成。4.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电池包壳体，其特征在于：所述底板在长度方向布置凸筋，底板上焊接有用于安装BMS系统的铝合金螺柱。5.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电池包壳体，其特征在于：所述电池包容腔内部设有若干横梁，所述横梁的两端与侧框内壁焊接，横梁底部与底板焊接。6.根据权利要求5所述的新能源汽车电池包壳体，其特征在于：所述横梁上设有定位销和可固定安装到所述横梁上的压条，所述压条上设有定位销孔。7.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电池包壳体，其特征在于：所述底板外围冲压形成若干凸台，所述上盖的外围和凸台上均设有若干连接孔，所述上盖和底板通过穿过对应所述连接孔的连接件相连，所述上盖在对应压条的位置设有过孔，并通过穿过所述过孔的紧固件与压条固定连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海，张风波，王建宜，黄锦腾，
申请(专利权)人：广州小鹏汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44