一种薄壁空腔电池包结构、焊接工装及焊接工艺制造技术

本发明专利技术属于新能源汽车技术领域，涉及一种薄壁空腔电池包结构、焊接工装及焊接工艺，电池包左右两侧L型挡板与对应侧向压紧器的配合，能够使得中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板、下方右侧底板、左侧上边梁、左侧下边梁、右侧上边梁以及右侧下边梁之间的焊缝满足生产要求；电池包上下两侧的纵向压紧器能够将中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板、下方右侧底板纵向压紧；底板压紧器能够将中间长底板压紧在底板上。通过侧向压紧器、纵向压紧器和底板压紧器的配合能够保证薄壁空腔电池焊后各尺寸公差符合图纸要求，减少了电池包组对点固所用工时，保证组对精度，提高电池包总成组对焊接后尺寸一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁空腔电池包结构、焊接工装及焊接工艺
本专利技术属于新能源汽车
，涉及一种薄壁空腔电池包结构、焊接工装及焊接工艺。
技术介绍
目前，随着“节能环保”越来越成为了广泛关注的话题，轻量化也广泛应用到汽车上。然而电动车的发展更得到了广泛的关注，怎样能够将电动车进行轻量化需要一个行之有效的办法。对于电动车而言，电池的重量占据了整车的很大部分，因此如何减轻电池部分的重量对于电动车整车的轻量化具有显著的作用。电动车的电池箱作为新能源汽车重要零部件，其主要作用即安装模组化的蓄电池，电池包底板作为电池模组安装面，对整体平面度、焊缝强度、焊缝质量等要求较高，对于背面没有支撑的焊缝只能使用传统的MIG进行焊接，使用传统MIG焊接方法进行焊接，焊接速度慢，产品变形大，焊接完成后调修困难；焊缝容易出现裂纹、气孔、未熔合等焊接缺陷，增加了焊缝的返修风险；接头抗拉强度低，熔化焊焊接接头抗拉强度仅为母材60％，在产品使用过程中容易产生延迟裂纹，降低产品使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为了解决电动车的电池箱焊接过程中存在的上述问题，提供一种薄壁空腔电池包结构、焊接工装及焊接工艺。为达到上述目的，本专利技术提供一种薄壁空腔电池包结构，包括中间长底板，中间长底板上方两侧分别固定安装有上方左侧底板和上方右侧底板，中间长底板下方两侧分别固定安装有下方左侧底板和下方右侧底板；上方左侧底板上固定安装有左侧上边梁，下方左侧底板上固定安装有左侧下边梁，上方右侧底板上固定安装有右侧上边梁，下方右侧底板上固定安装有右侧下边梁；上方左侧底板与下方左侧底板相对一侧的端部均固定安装有左中间端横梁，左中间端横梁与左侧上边梁、左侧下边梁分别固定连接；上方右侧底板与下方右侧底板相对一侧的端部均固定安装有右中间端横梁，右中间端横梁与右侧上边梁、右侧下边梁分别固定连接；左中间端横梁之间通过中间左侧短纵梁连接，右中间端横梁之间通过中间右侧短纵梁连接；上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板呈中空状且内部均匀设置有若干塞条。一种薄壁空腔电池包的焊接工装，包括底板和安装在底板四周的限位块，电池包右侧的限位块上均匀固定安装有多个L型挡板；电池包左侧的限位块上均匀固定安装有与挡板相对应且用于压紧电池包的侧向压紧器；左侧短纵梁和右侧短纵梁外侧的限位块上也安装有侧向压紧器；电池包上下两侧的限位块上均匀固定安装有用于压紧中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板端部的纵向压紧器；电池包左右两侧的限位块上固定安装有两组底板压紧器。进一步，侧向压紧器包括固定安装在限位块上的第一基座和横向螺旋转动安装在第一基座上的第一压杆，靠近左侧上边梁、左侧下边梁的第一压杆端部固定安装有压块，第一压杆外侧设置外螺纹，第一基座贯穿孔内侧设置内螺纹，第一压杆穿设在第一基座的贯穿孔内，第一压杆相对第一基座螺旋转动，将左侧上边梁、左侧下边梁沿水平方向压紧。进一步，纵向压紧器包括固定安装在限位块表面的第二基座、铰接在第二基座上的压臂、纵向螺旋转动安装在压臂上的第二压杆，第二压杆的下端固定安装有压板，第二压杆的上端贯穿固定安装有旋转把手，第二压杆外侧设置外螺纹，压臂贯穿孔内侧设置内螺纹，第二压杆穿设在压臂的贯穿孔内，第二压杆相对压臂螺旋转动，将中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板沿竖直方向压紧。进一步，底板压紧器包括固定安装在限位块表面的第三基座、铰接在第三基座上的旋转臂、纵向螺旋转动安装在旋转臂上的第三压杆，每对旋转臂的端部均开设有带内螺纹的贯穿孔，第三压杆外侧设置外螺纹且依次穿过每组旋转臂的贯穿孔，第三压杆的下端固定安装有压板，第三压杆的上端贯穿固定安装有旋转把手，第三压杆相对压臂螺旋转动，将中间长底板向下压紧。进一步，压块或压板上均安装有缓冲垫。一种薄壁空腔电池包的焊接工艺，包括以下步骤：A、将上方左侧底板、上方右侧底板依次装配在中间长底板上部的两侧，将下方左侧底板、下方右侧底板依次装配在中间长底板下部的两侧，将右侧上边梁、右侧下边梁分别装配在上方右侧底板、下方右侧底板外侧且通过L型挡板进行固定，将左侧上边梁、左侧下边梁分别装配在上方左侧底板、下方左侧底板外侧且通过侧向压紧器压紧；B、通过左侧短纵梁、右侧短纵梁外侧的侧向压紧器将左侧短纵梁和右侧短纵梁分别压紧在中间长底板上，与中间长底板的间隙小于0.5mm，左侧短纵梁与两侧左中间端横梁、右侧短纵梁与两侧右中间端横梁的错边梁均小于0.2mm；C、通过电池包上下两侧的纵向压紧器将中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板压紧在底板上；D、通过两组底板压紧器将中间长底板向下压紧在底板上；E、先焊接中间长底板与上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板、下方右侧底板之间的第一焊缝，再焊接上方左侧底板与左侧上边梁、上方右侧底板与右侧上边梁之间的第二焊缝，最后焊接下方左侧底板与左侧下边梁、下方右侧底板与右侧下边梁之间的第三焊缝，旋转底板180°，焊接电池包各部件背面的焊缝，其焊接参数为：转速为1300rpm，焊接速度为500mm/min，搅拌头前倾角为2.5°，搅拌头下压量为2.0～2.1mm，正反两面搅拌摩擦焊焊缝焊接完成后，用气动旋转锉对左中间端横梁、右中间端横梁与左侧短纵梁、右侧短纵梁以及左右侧短纵梁与对应底板之间的焊缝进行坡口打磨，使用非熔化极惰性气体保护焊焊接中间端横梁与底板之间第一对接焊缝、角接焊缝、中间端横梁与短纵梁之间第二对接焊缝，焊接参数为：电流100A～110A，焊接速度2～3mm/s；F、正反两面焊接完成后，采用FSW对底板进行调修，调修采用无针搅拌头，先调修变形小的焊缝，在调修变形大的焊缝，其焊接参数为：转速为1100rpm，焊接速度为700mm/min，搅拌头前倾角为2.5°，搅拌头下压量为0.1～0.2mm；G、底板调修完成后，转至机加工，将底板两头各机加掉20mm，先将起弧位置及收弧匙孔位置机加去除，再机加相应组对特征，机加完成后，焊接其他部件。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所公开的薄壁空腔电池包结构，目前大部分电池包采用中空型材作为主要分部件，型材壁厚多数为2mm或3mm，相对这类电池包而言，本专利技术所涉及的电池包壁厚为1.5mm，可以进一步减轻电池包的重量，进而降低整车总重量，能有效降低汽车能耗。2、本专利技术所公开的薄壁空腔电池包焊接工装，通过电池包左右两侧L型挡板与对应侧向压紧器的配合，能够使得中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板、下方右侧底板、左侧上边梁、左侧下边梁、右侧上边梁以及右侧下边梁之间的焊缝满足生产要求；通过电池包上下两侧的纵向压紧器能够将中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板、下方右侧底板纵向压紧；通过底板压紧器能够将中间长底板压紧在底板上。通过侧向压紧器、纵向压紧器和底板压紧器的配合能够保证薄壁空腔电池焊后各尺寸公差符合图纸要求，减少了电池包组对点固所用工时，保证组对精度，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁空腔电池包结构，其特征在于，包括中间长底板，中间长底板上方两侧分别固定安装有上方左侧底板和上方右侧底板，中间长底板下方两侧分别固定安装有下方左侧底板和下方右侧底板；上方左侧底板上固定安装有左侧上边梁，下方左侧底板上固定安装有左侧下边梁，上方右侧底板上固定安装有右侧上边梁，下方右侧底板上固定安装有右侧下边梁；上方左侧底板与下方左侧底板相对一侧的端部均固定安装有左中间端横梁，左中间端横梁与左侧上边梁、左侧下边梁分别固定连接；上方右侧底板与下方右侧底板相对一侧的端部均固定安装有右中间端横梁，右中间端横梁与右侧上边梁、右侧下边梁分别固定连接；左中间端横梁之间通过中间左侧短纵梁连接，右中间端横梁之间通过中间右侧短纵梁连接；上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板呈中空状且内部均匀设置有若干塞条。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄壁空腔电池包结构，其特征在于，包括中间长底板，中间长底板上方两侧分别固定安装有上方左侧底板和上方右侧底板，中间长底板下方两侧分别固定安装有下方左侧底板和下方右侧底板；上方左侧底板上固定安装有左侧上边梁，下方左侧底板上固定安装有左侧下边梁，上方右侧底板上固定安装有右侧上边梁，下方右侧底板上固定安装有右侧下边梁；上方左侧底板与下方左侧底板相对一侧的端部均固定安装有左中间端横梁，左中间端横梁与左侧上边梁、左侧下边梁分别固定连接；上方右侧底板与下方右侧底板相对一侧的端部均固定安装有右中间端横梁，右中间端横梁与右侧上边梁、右侧下边梁分别固定连接；左中间端横梁之间通过中间左侧短纵梁连接，右中间端横梁之间通过中间右侧短纵梁连接；上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板呈中空状且内部均匀设置有若干塞条。


2.如权利要求1所述薄壁空腔电池包的焊接工装，其特征在于，包括底板和安装在底板四周的限位块，电池包右侧的限位块上均匀固定安装有多个L型挡板；电池包左侧的限位块上均匀固定安装有与挡板相对应且用于压紧电池包的侧向压紧器；左侧短纵梁和右侧短纵梁外侧的限位块上也安装有侧向压紧器；电池包上下两侧的限位块上均匀固定安装有用于压紧中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板端部的纵向压紧器；电池包左右两侧的限位块上固定安装有两组底板压紧器。


3.如权利要求2所述薄壁空腔电池包的焊接工装，其特征在于，侧向压紧器包括固定安装在限位块上的第一基座和横向螺旋转动安装在第一基座上的第一压杆，靠近左侧上边梁、左侧下边梁的第一压杆端部固定安装有压块，第一压杆外侧设置外螺纹，第一基座贯穿孔内侧设置内螺纹，第一压杆穿设在第一基座的贯穿孔内，第一压杆相对第一基座螺旋转动，将左侧上边梁、左侧下边梁沿水平方向压紧。


4.如权利要求2所述薄壁空腔电池包的焊接工装，其特征在于，纵向压紧器包括固定安装在限位块表面的第二基座、铰接在第二基座上的压臂、纵向螺旋转动安装在压臂上的第二压杆，第二压杆的下端固定安装有压板，第二压杆的上端贯穿固定安装有旋转把手，第二压杆外侧设置外螺纹，压臂贯穿孔内侧设置内螺纹，第二压杆穿设在压臂的贯穿孔内，第二压杆相对压臂螺旋转动，将中间长底板、上方左侧底板、上方右侧底板、下方左侧底板和下方右侧底板沿竖直方向压紧。


5.如权利要求2所述薄壁空腔电池包的焊接工装，其特征在于，底板压紧器包括固定安装在限位块表面的第三基座、铰接在第三基座上的旋转臂、纵向螺旋转动安装在旋转臂上的第三压杆，每对旋转臂的端部均开设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：申庆刚，高雨，于欣，王小山，秦瑶，
申请(专利权)人：辽宁忠旺铝合金精深加工有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21