一种电池箱上盖成型工艺方法技术

本发明专利技术一种电池箱上盖成型工艺方法，采用复合材料A、复合材料B制造电池箱上盖，实现电池箱上盖结构的整体成型，明显减少新能源电动汽车重量，提升续航里程；复合材料B铺层设计可提高电池箱的强度以及耐疲劳性能；SMC和PCM工艺的原材料树脂体系相同，界面强度高；预固化的复合材料A的SMC预成型结构在150±5℃条件下与PCM工艺的复合材料B共固化，形成高强度的界面层，保证结合强度；采用SMC工艺制备PCM工艺所需要的预成型结构，替代PCM工艺过程中所需的多套金属模具，降低成本，减轻对自动化产线搬运机器人的承载要求；结合SMC工艺的高效率和PCM工艺的高强度优点，实现复合材料电池箱上盖的低成本量产化。

A forming process for the upper cover of battery box

【技术实现步骤摘要】
一种电池箱上盖成型工艺方法
本专利技术属于电池箱上盖制备
，具体涉及一种电池箱上盖成型工艺方法。
技术介绍
复合材料具有高的比模量、比强度，同时复合材料结构的设计与制造可以实现一体化，鉴于诸多优势，复合材料成为新能源电动汽车轻量化首选材料。新能源电池包作为新能源电动汽车的核心技术，是制约新能源电动汽车发展与推广的关键，而电池包能量密度是电池包的最重要指标。使用复合材料制造电动汽车上盖成为提高能量密度的最具有潜力的方案之一，但是复合材料的高成本、高的制造费用等成为制约复合材料在汽车行业大力发展的重要因素。目前比较可行的方案是采用SMC工艺模压制备复合材料上盖，SMC工艺具有原材料低廉、成型效率高、模具数量少等特点，但是SMC工艺存在制造产品强度低、在应力集中位置容易出现开裂、需要一定厚度壁厚（一般是3mm以上）、减重优势不明显等不足。而PCM工艺虽然具有强度高、减重优势明显等特点，但是需要多套成型模具，成型效率低。为此，设计一种特别的电池箱上盖的成型方法具有非常重要的现实意义。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种电池箱上盖成型工艺方法，电池箱上盖由复合材料A的SMC预成型结构与经铺层成型得到的复合材料B的PCM预成型结构共固化得到。为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用的技术方案为：一种电池箱上盖成型工艺方法，包括如下步骤：电池箱上盖采用两种复合材料共固化制成；采用的复合材料A为短切纤维增强环氧树脂基复合材料；采用的复合材料B为连续纤维增强的环氧树脂基复合材料；S1、在预成型模具上采用SMC工艺利用复合材料A制备预固化的短切纤维增强环氧树脂基复合材料的SMC预成型结构；S2、步骤S1所得SMC预成型结构半固化后脱模，固定在铺层工装上，在其上采用没有固化的复合材料B（连续纤维增强环氧树脂基复合材料）铺层、成型，得到PCM预成型结构；S3、在共固化成型模具上将没有固化的复合材料B在步骤S1所得结构上铺层成型的PCM预成型结构与步骤S1所得SMC预成型结构共固化；S4、将步骤S3所得产品采用激光加工孔与轮廓尺寸，得到所需电池箱上盖；步骤S1所述SMC预成型结构，采用半固化工艺，固化度50~60%，随后脱模，成为复合材料B铺层的模具；将复合材料B在半固化状态的SMC预成型结构上铺层，共同形成电池箱上盖产品的毛坯；在共固化成型模具上按照步骤S3共固化，形成所需电池箱上盖；所述复合材料A为短切纤维增强环氧树脂基复合材料，按体积百分比计，包括：短切纤维55±3%、环氧树脂基体45±3%，短切纤维的纤维长度为20-30mm；SMC片材（SMC预成型结构）也就是复合材料A，原材料厚度为0.5±0.05mm；所述复合材料B为连续纤维增强环氧树脂基复合材料，按体积百分比计，包括：连续纤维60±3%、环氧树脂基体40±3%，材料厚度单层0.4±0.05mm。进一步的，所采用的工艺为SMC模压工艺与PCM模压工艺相结合，兼顾SMC工艺的高效和PCM工艺的高强度优点。进一步的，在预成型模具上采用SMC工艺制备预固化的短切纤维增强环氧树脂基复合材料的SMC预成型结构，具体包括以下步骤：将预成型模具在压机上预热至100~120℃，按照设计重量称重短切纤维增强树脂基复合材料预浸料原材料，添加到模具型腔中，均匀喷洒填充；预成型模具合模，压机压力加压至20±2T，保压保温1±0.1min，保证产品固化度在50~60%，得到预固化的复合材料A的SMC预成型结构。进一步的，步骤S2中，预固化的SMC预成型结构半固化后脱模，固定在铺层工装上，没有固化的复合材料B按照（0/90）/（±45）/（0/90）角度铺层，随后将铺有复合材料B的SMC预成型结构放置到PCM模具模腔中，模具温度为150±5℃，合模，压机加压，压力为80±5T；保温保压5±1min，保证固化度95%以上，得到PCM预成型结构。进一步的，步骤S3中，共固化压力为80±2T，保温5±1min。本专利技术还公开了一种电池箱上盖。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术公开了一种电池箱上盖成型工艺方法，采用复合材料A、复合材料B制造电池箱上盖，可以实现电池箱上盖结构的整体成型，可以明显减少新能源电动汽车重量，提升续航里程；复合材料B铺层设计可以提高电池箱的强度以及耐疲劳性能；采用的SMC和PCM工艺的原材料树脂体系相同，具有很高的界面强度；采用SMC工艺制备的预固化的复合材料A的SMC预成型结构在150±5℃条件下可与PCM工艺得到的PCM预成型结构共固化，形成高强度的界面层，保证结合强度；采用SMC工艺制备PCM工艺所需要的SMC预成型结构，替代PCM工艺过程中所需的多套预成型金属模具，降低制造成本，减轻对自动化产线搬运机器人的承载要求，降低产线投入成本；另外结合SMC工艺的高效率和PCM工艺的高强度优点，实现复合材料电池箱上盖的低成本量产化。附图说明图1为本专利技术的电池箱上盖SMC工艺制备的SMC预成型结构；图2为本专利技术的电池箱上盖的铺层预制品；图3为本专利技术的电池箱上盖经过共固化成型复合材料上盖毛坯；图4为本专利技术的电池箱上盖加工后的成品；图5为图4中电池箱上盖的共固化结构示意图；其中，1-电池箱上盖主体a；2-电池箱上盖主体b；3-电池箱上盖毛坯；4-电池箱上盖；5-SMC层；6-PCM层。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图1-5所示，一种电池箱上盖，包括电池箱上盖主体a1和电池箱上盖主体b2，电池箱上盖主体a1为采用复合材料A经过SMC工艺模压得到的具有一定强度和刚度的复合材料A的预固化的SMC预成型结构，电池箱上盖主体b2为复合材料B在复合材料A的SMC预成型结构（代替现有的金属钢模）上铺层后得到的具有一定强度、刚度的PCM预成型结构，电池箱上盖主体a1和电池箱上盖主体b2共固化得到电池箱上盖毛坯3，再经过加工孔和轮廓尺寸后得到最终产品-电池箱上盖4，包括SMC层5和PCM层6，电池箱上盖4上的SMC层5和PCM层6存在高强度结合界面，复合材料A为短切纤维增强环氧树脂基复合材料，复合材料B为连续纤维增强环氧树脂基复合材料，本专利技术所采用的工艺为SMC模压工艺与PCM模压工艺相结合，兼顾SMC工艺的高效和PCM工艺的高强度优点。一种电池箱上盖成型工艺方法，包括以下步骤：S1、在预成型模具上采用复合材料A制备预固化的SMC预成型结构；S2、步骤S1所得SMC预成型结构半固化后脱模，固定在铺层工装上，在其上采用没有固化的复合材料B铺层、成型，得到PCM预成型结构；S3、在共固化成型模具上将步骤S1所得SMC预成型结构与步骤S2所得PCM预成型结构共固化；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池箱上盖成型工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、在预成型模具上采用复合材料A制备预固化的SMC预成型结构；/nS2、步骤S1所得SMC预成型结构半固化后脱模，固定在铺层工装上，在其上采用没有固化的复合材料B铺层、成型，得到PCM预成型结构；/nS3、在共固化成型模具上将步骤S1所得SMC预成型结构与步骤S2所得PCM预成型结构共固化；/nS4、对步骤S3所得结构加工孔与轮廓尺寸，得到所需电池箱上盖；/n步骤S1所述SMC预成型结构，采用半固化工艺，固化度50~60%，随后脱模，成为复合材料B铺层的模具；将复合材料B在半固化状态的SMC预成型结构上铺层，共同形成电池箱上盖产品的毛坯；在共固化成型模具上按照步骤S3共固化，形成所需电池箱上盖；/n所述复合材料A为短切纤维增强环氧树脂基复合材料，按体积百分比计，包括：短切纤维55±3%、环氧树脂基体45±3%，短切纤维的纤维长度为20-30mm；/n所述复合材料B为连续纤维增强环氧树脂基复合材料，按体积百分比计，包括：连续纤维60±3%、环氧树脂基体40±3%。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池箱上盖成型工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在预成型模具上采用复合材料A制备预固化的SMC预成型结构；
S2、步骤S1所得SMC预成型结构半固化后脱模，固定在铺层工装上，在其上采用没有固化的复合材料B铺层、成型，得到PCM预成型结构；
S3、在共固化成型模具上将步骤S1所得SMC预成型结构与步骤S2所得PCM预成型结构共固化；
S4、对步骤S3所得结构加工孔与轮廓尺寸，得到所需电池箱上盖；
步骤S1所述SMC预成型结构，采用半固化工艺，固化度50~60%，随后脱模，成为复合材料B铺层的模具；将复合材料B在半固化状态的SMC预成型结构上铺层，共同形成电池箱上盖产品的毛坯；在共固化成型模具上按照步骤S3共固化，形成所需电池箱上盖；
所述复合材料A为短切纤维增强环氧树脂基复合材料，按体积百分比计，包括：短切纤维55±3%、环氧树脂基体45±3%，短切纤维的纤维长度为20-30mm；
所述复合材料B为连续纤维增强环氧树脂基复合材料，按体积百分比计，包括：连续纤维60±3%、环氧树脂基体40±3%。


2.根据权利要求1所述的一种电池箱上盖成型工艺方法，其特征在于，步骤S1中，SMC预成型结构采用以下步骤制...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓阳，唐昌伟，龚建峰，吴国庆，曹正宁，
申请(专利权)人：苏州银禧新能源复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32