一种新能源汽车用电池托盘及制备方法技术

本发明专利技术公开一种新能源汽车用电池托盘及制备方法，属于新能源汽车电池托盘的技术领域。所述新能源汽车用电池托盘包括底板，所述底板上设置有边梁，所述边梁内设置有散热铝板、加强筋，所述边梁长度方向的两侧设置有若干吊耳；所述加强筋设置在所述边梁的内部，通过所述散热铝板将加强筋之间的容纳空间分隔成若干区域用来放置电池包。本发明专利技术以优化再生铝中微观组织特别是富铁相为目的，科学合理添加中和元素和稀土元素，经过熔炼、铸造制成高强度铝合金，其屈服强度可达170MPa以上，抗拉强度可达250MPa以上，延伸率3.2％以上，硬度99HV以上。99HV以上。99HV以上。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车用电池托盘及制备方法


[0001]本专利技术属于新能源汽车电池托盘的
，涉及一种新能源汽车用电池托盘及制备方法。

技术介绍

[0002]目前，新能源汽车动力电池系统的重量缺陷与能量密度需求相矛盾，其中电池托盘占电池系统重量的20％
‑
30％左右，电池包占整车重量的30％左右，因此，动力电池系统减重在汽车轻量化中具备经济意义，而其中的铝合金电池托盘的轻量化设计对于新能源汽车动力电池系统的重量缺陷的弥补具有非常重要的现实意义。
[0003]研究发现，电池托盘的轻量化设计主要包括材料轻量化和结构轻量化两种途径。其中：材料轻量化是通过设计强度高、比重轻的合金材料来实现；而结构轻量化则是通过优化托盘结构，从而减少材料使用量。
[0004]中国专利CN111334690A公开了一种应用于电池托盘的高强度铝合金型材，其目的是解决现有技术铝合金型材抗拉强度、屈服强度或耐腐蚀性能不佳等问题，但变形铝合金不适合制造结构复杂的零件，难以应用于现在所提倡的一体式电池托盘设计。
[0005]中国专利CN109860459A公开了一种符合IP67的电动汽车铝合金电池托盘，其目的是为了更好的冷却电池包，其中的铝合金电池托盘重点在于防水和冷却，并未考虑本专利技术的低成本、高强度和高散热，存在中间区域下沉几率大、冷却性能差、成本高的技术缺陷。
[0006]中国专利CN110265605A公开了一种电动汽车铝合金电池托盘，其目的是为了快速更换电池和更好的冷却电池包，电池托盘中冷却结构异常复杂，其中的进出液口、进出通道的结构设计使得冷却液体在汽车行进过程中存在漏液的风险，散热的稳定性差，成本高。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的技术问题是现有技术中的新能源汽车用电池托盘材质轻量化多采用6系铝合金，轻量化效果尚不理想；而电池托盘结构轻量化则是现有电池托盘底板为了避免中间区域下沉，一般采用较厚的单层铝板或者采用双层铝板在双层铝板之间增加龙骨结构，不利于整车轻量化设计；冷却结构设计异常复杂，成本高。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种新能源汽车用电池托盘，所述新能源汽车用电池托盘包括底板，所述底板上设置有边梁，所述边梁内设置有散热铝板、加强筋，所述边梁长度方向的两侧设置有若干吊耳；所述加强筋设置在所述边梁的内部，通过所述散热铝板将加强筋之间的容纳空间分隔成若干区域用来放置电池包。
[0010]优选地，所述边梁的结构为矩形和等腰梯形组合而成，所述矩形包括与所述梯形相连接的左侧边、右侧边、以及底边，所述梯形包括与所述矩形相连接的左腰、右腰和顶边。
[0011]优选地，所述左侧边、右侧边的内壁分别被左边长条加强筋和右边长条加强筋固定加强，所述两侧边之间的中线两侧等距离分别设置有左中长条加强筋和右中长条加强
筋。
[0012]优选地，在所述左边长条加强筋和左中长条加强筋之间通过所述散热铝板分隔成左若干区域用来放置左电池包组，在所述右边长条加强筋和左中长条加强筋之间通过所述散热铝板分隔成右若干区域用来放置右电池包组。
[0013]优选地，所述边梁是由中空的挤压型材首尾焊接形成。
[0014]优选地，所述吊耳设置于所述边梁的两侧，所需连接螺钉的数量为20，分布均匀，以确保电池托盘的吊耳能够在恶劣行驶条件下承载电池托盘稳定。
[0015]优选地，整体所述边梁和散热铝板焊接在所述底板上，所述散热铝板在左若干区域和右若干区域均匀排布。
[0016]优选地，所述散热铝板为中空结构，中空结构内填充有相变材料或冷却液。
[0017]优选地，所述新能源汽车用电池托盘的材料为高强铝铈合金，其化学成分按质量百分比计为：Si 4.5
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7.8wt.％、Cu 3.2
‑
4.7wt.％、Mg 0.2
‑
0.5wt.％、Fe0.3
‑
0.52wt.％、Mn 0.24
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0.5wt.％、Ti 0.08
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0.12wt.％、Zr 0.01
‑
0.05wt.％、V0.08
‑
0.18wt.％、Ce 0.06
‑
0.12wt.％，其余为Al和不可避免的杂质。
[0018]所述的新能源汽车用电池托盘的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0019]S1、原料选择：按所述高强铝铈合金成分进行配比，原料为纯铝和其他原料的中间铝合金；其中，Mg元素需考虑10％
‑
20％的烧损进行铝镁中间合金的选择，Fe元素需考虑杂质的存在；
[0020]S2、预处理：将原材料在200
‑
230℃下预热20
‑
30min；
[0021]S3、熔炼：将步骤S2预处理后的原料，纯铝和铝硅、铝铜、铝锰、铝铁中间合金，按顺序依次加入炉内，炉内温度加热到730
±
50℃，保温20
‑
30min，得到熔体；
[0022]S4、铝液处理：将步骤S3的熔体充分搅拌后，加入用量为熔体质量的0.5
‑
1.0wt.％的除渣剂和精炼剂，精炼10
‑
20min后扒去浮渣，之后静置20
‑
30min；
[0023]S5、中间合金加入：向步骤S4中扒去浮渣的熔体中加入铝铈、铝镁和铝钛硼中间合金，充分进行搅拌；
[0024]S6、铸件：直至步骤S5中加入的中间合金都完全熔化后，再保温20
‑
30min，之后进行浇注，待冷却后取出高强铝铈合金铸件；
[0025]S7、将高强铝铈合金铸件加工得到新能源汽车用电池托盘的底板、边梁、散热铝板、加强筋和吊耳，从而经过装配得到新能源汽车用电池托盘。通过对该材料托盘构件的有限元模拟，发现该材料和结构能够满足新能源汽车电池托盘所需的性能要求。
[0026]优选地，步骤S6所制备的高强铝铈合金铸件的二次枝晶臂间距平均为20μm。
[0027]优选地，与中国专利CN110643862A所公开的压铸铝硅合金力学性能(屈服强度150～190MPa，抗拉强度280～320MPa)相比，本专利技术提供的汽车电池托盘的铝硅铜合金，在不采用压铸工艺的情况下，合金屈服强度达170MPa以上，抗拉强度达250MPa以上。
[0028]优选地，步骤S6所制备的高强铝铈合金铸件屈服强度可达170MPa以上，抗拉强度可达250MPa以上，延伸率3.2％以上，硬度99HV以上。
[0029]优选地，步骤S7装配得到新能源汽车用电池托盘的底板结构的强度要求和厚度相比传统的电池托盘的底板结构分别降低了17％和25％。
[0030]本专利技术实施例提供的上述技术方案，至少具有如下有益效果：
[0031]上述方案中，本专利技术采用边梁和加强筋、散热铝板构成电池托盘的支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车用电池托盘，其特征在于，所述新能源汽车用电池托盘包括底板，所述底板上设置有边梁，所述边梁内设置有散热铝板、加强筋，所述边梁长度方向的两侧设置有若干吊耳；所述加强筋设置在所述边梁的内部，通过所述散热铝板将加强筋之间的容纳空间分隔成若干区域用来放置电池包。2.根据权利要求1所述的新能源汽车用电池托盘，其特征在于，所述边梁的结构为矩形和等腰梯形组合而成，所述矩形包括与所述梯形相连接的左侧边、右侧边、以及底边，所述梯形包括与所述矩形相连接的左腰、右腰和顶边。3.根据权利要求2所述的新能源汽车用电池托盘，其特征在于，所述左侧边、右侧边的内壁分别被左边长条加强筋和右边长条加强筋固定加强，所述两侧边之间的中线两侧等距离分别设置有左中长条加强筋和右中长条加强筋。4.根据权利要求3所述的新能源汽车用电池托盘，其特征在于，在所述左边长条加强筋和左中长条加强筋之间通过所述散热铝板分隔成左若干区域用来放置左电池包组，在所述右边长条加强筋和左中长条加强筋之间通过所述散热铝板分隔成右若干区域用来放置右电池包组。5.根据权利要求1所述的新能源汽车用电池托盘，其特征在于，所述边梁是由中空的挤压型材首尾焊接形成。6.根据权利要求1所述的新能源汽车用电池托盘，其特征在于，整体所述边梁和散热铝板焊接在所述底板上。7.根据权利要求1所述的新能源汽车用电池托盘，其特征在于，所述散热铝板为中空结构，中空结构内填充有相变材料或冷却液。8.根据权利要求1
‑
7任一所述的新能源汽车用电池托盘，其特征在于，所述新能源汽车用电池托盘的材料为高强铝铈合金，其化学成分按质量百分比计为：Si 4.5
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7.8wt.％、Cu 3.2
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4.7wt.％、Mg 0.2
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0.5wt.％、Fe 0.3
‑
0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊升，王兵，刘鑫秀，张明山，李全，梁婷婷，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：