复合电池箱上盖的成型工艺制造技术

本发明专利技术提供一种复合电池箱上盖的成型工艺，其包括如下步骤：制备含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料；将得到的连续纤维增强树脂预浸料在模具上铺层；在连续纤维增强树脂预浸料上喷射短切纤维以及基体树脂；在喷射的短切纤维以及基体树脂上再次铺层连续纤维增强树脂预浸料；对模具上的中间产品通过保温保压的方式进行固化；将固化定型复合电池箱上盖脱模。本发明专利技术可以实现低成本的复合材料电池箱上盖结构设计与整体成型，采用的镂空网格的连续增强纤维材料与短切纤维增强复合材料混合制备预浸料，可以实现不同结构强度的需求以及复杂电池包上盖的铺层工艺。

【技术实现步骤摘要】
复合电池箱上盖的成型工艺
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种复合电池箱上盖的成型工艺。
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成型。目前，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，而电动汽车的安全性也是电动汽车全面推向市场的关键指标。使用连续纤维增强树脂基复合材料制造电动汽车上盖是提高复合材料上盖强度、减轻电池包重量、防止热失控的主要手段。连续纤维增强复合材料具有高强度，并且纤维为连续状态，在发生热失控时具有一定的强度与很好的维型能力。但是，连续纤维增强树脂复合材料存在变形能力有限，在复杂结构的复合材料上盖上铺贴性低下，材料利用率低，铺层依靠手工的问题。针对上述问题，现有的解决思路是在复杂结构的复合材料上盖采用短切纤维增强SMC上盖，但是SMC上盖均为短切纤维，导致上盖强度低、厚度厚，在高温树脂烧蚀后不具备维型能力，减重优势不明显。另一个解决方案是全部采用连续纤维增强树脂复合材料，相对于复杂结构电池包上盖需要分区域铺层，以及需要搭接，导致材料利用率低，成本相对较高。同时，由于连续纤维强度高，采用全部连续纤维的复合材料上盖存在较大的强度富余，不能充分发挥复合材料的优势。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种复合电池箱上盖的成型工艺，以克服现有技术中存在的不足。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种复合电池箱上盖的成型工艺，其包括如下步骤：S1、制备含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料，其包括：设定纤维宽度和纤维之间网格长度，其中纤维宽度范围为4mm~10mm，网格长度和宽度范围均为20-50mm；将纤维按照设定的纤维宽度和网格长度编织成连续增强纤维布；将连续增强纤维布与热固性树脂原料通过预浸料制备设备进行复合，得到含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料，该预浸料制备设备中，胶槽温度35±3℃，牵引速度2±0.1m/min，压辊间隙为0.4±0.05mm；S2、将得到的连续纤维增强树脂预浸料在模具上铺层；其中，含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料单层厚度为0.4±0.05mmS3、在连续纤维增强树脂预浸料上喷射短切纤维以及基体树脂；其中，短切纤维与基体树脂层厚度均为1.2±0.1mm，基体树脂的含量为喷射的短切纤维以及基体树脂整体含量的45±3wt%，短切纤维的长度~2倍镂空网格结构中网格的长度；S4、在喷射的短切纤维以及基体树脂上再次铺层连续纤维增强树脂预浸料；S5、对模具上的中间产品通过保温保压的方式进行固化；S6、将固化定型复合电池箱上盖脱模。作为本专利技术的复合电池箱上盖的成型工艺的改进，所述纤维选自碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或者几种。作为本专利技术的复合电池箱上盖的成型工艺的改进，所述热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、环氧乙烯基树脂中的一种或者几种。作为本专利技术的复合电池箱上盖的成型工艺的改进，所述热固性树脂占总体积含量的40±3%。作为本专利技术的复合电池箱上盖的成型工艺的改进，将得到的连续纤维增强树脂预浸料在模具上铺层时，对应的铺层位置包括：复合电池箱上盖的顶面、立面和法兰面，且在两面连接的位置进行搭接补强。作为本专利技术的复合电池箱上盖的成型工艺的改进，喷射短切纤维以及基体树脂包括：在连续纤维增强树脂预浸料上对应的顶面、立面和法兰面位置，均匀地喷射短切纤维，然后向形成的短切纤维上喷涂基体树脂。作为本专利技术的复合电池箱上盖的成型工艺的改进，所述步骤S5包括：将铺层完成后的模具在压机上加热至120±5℃，压机加压80±5T；之后继续加热至150±5℃，压机压力加压至200±5T；合模后的模具间隙≤0.05mm，保压保温2~3min，产品固化度≥92%。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术可以实现低成本的复合材料电池箱上盖结构设计与整体成型，采用的镂空网格的连续增强纤维材料与短切纤维增强复合材料混合制备预浸料，可以实现不同结构强度的需求以及复杂电池包上盖的铺层工艺。针对复合材料上盖强度需求不同，镂空的网格长度不同，短切纤维的长度不同，实现灵活设计。采用的镂空网格连续纤维增强树脂复合材料可以减少零件的制造周期，提高材料的利用率，降低了制造成本。采用自动化的短切纤维喷射工艺，提高了生产效率以及材料利用率，消除了复杂结构对复合材料铺贴工艺的要求，降低了制造成本，为复合材料电池包的设计和制造提供多种选择。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术复合电池箱上盖及其成型工艺中得到的含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料的结构示意图；图2为复合材料上盖对应的顶面、立面、法兰、面面连接的搭接补强位置的结构示意图；图3为在含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料上采用自动化方法喷射短切增强纤维的得到的复合结构的示意图；图4为本专利技术复合电池箱上盖的层结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种复合电池箱上盖的成型工艺，该成型工艺包括如下步骤：所述复合电池箱上盖的成型工艺包括如下步骤：制备含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料；将得到的连续纤维增强树脂预浸料在模具上铺层；在连续纤维增强树脂预浸料上喷射短切纤维以及基体树脂；在喷射的短切纤维以及基体树脂上再次铺层连续纤维增强树脂预浸料；对模具上的中间产品通过保温保压的方式进行固化；将固化定型复合电池箱上盖脱模。下面结合一实施例对该成型工艺的技术方案进行举例说明。本专利技术一实施例的复合电池箱上盖的成型工艺包括如下步骤：S1、根据复合材料上盖结构和强度要求，设计电池箱上盖的铺层方案以及选择复合要求的原材料。S2、根据设计方案制备含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料。如图1所示，步骤S2中，含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料的制备步骤为：S21、按照上盖的强度要求以及结构复杂程度，设计纤维宽度w和纤维之间网格长度d；将确定的纤维按照设计的网格长度在织布机上编织纤维织物；纤维种类包括：碳纤维、玻璃纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合电池箱上盖的成型工艺，其特征在于，所述复合电池箱上盖的成型工艺包括如下步骤：/nS1、制备含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料，其包括：/n设定纤维宽度和纤维之间网格长度，其中纤维宽度范围为4mm~10mm，网格长度和宽度范围均为20-50mm；/n将纤维按照设定的纤维宽度和网格长度编织成连续增强纤维布；/n将连续增强纤维布与热固性树脂原料通过预浸料制备设备进行复合，得到含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料，该预浸料制备设备中，胶槽温度35±3℃，牵引速度2±0.1m/min，压辊间隙为0.4±0.05mm；/nS2、将得到的连续纤维增强树脂预浸料在模具上铺层；/n其中，含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料单层厚度为0.4±0.05mm/nS3、在连续纤维增强树脂预浸料上喷射短切纤维以及基体树脂；/n其中，短切纤维与基体树脂层厚度均为1.2±0.1mm，基体树脂的含量为喷射的短切纤维以及基体树脂整体含量的45±3 wt%，短切纤维的长度

【技术特征摘要】
1.一种复合电池箱上盖的成型工艺，其特征在于，所述复合电池箱上盖的成型工艺包括如下步骤：
S1、制备含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料，其包括：
设定纤维宽度和纤维之间网格长度，其中纤维宽度范围为4mm~10mm，网格长度和宽度范围均为20-50mm；
将纤维按照设定的纤维宽度和网格长度编织成连续增强纤维布；
将连续增强纤维布与热固性树脂原料通过预浸料制备设备进行复合，得到含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料，该预浸料制备设备中，胶槽温度35±3℃，牵引速度2±0.1m/min，压辊间隙为0.4±0.05mm；
S2、将得到的连续纤维增强树脂预浸料在模具上铺层；
其中，含镂空网格结构的连续纤维增强树脂预浸料单层厚度为0.4±0.05mm
S3、在连续纤维增强树脂预浸料上喷射短切纤维以及基体树脂；
其中，短切纤维与基体树脂层厚度均为1.2±0.1mm，基体树脂的含量为喷射的短切纤维以及基体树脂整体含量的45±3wt%，短切纤维的长度~2倍镂空网格结构中网格的长度；
S4、在喷射的短切纤维以及基体树脂上再次铺层连续纤维增强树脂预浸料；
S5、对模具上的中间产品通过保温保压的方式进行固化；
S6、将固化定型复合电池箱上盖脱模。


2.根据权利要求1所述的复合电...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓阳，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