一种电动汽车车载电池的保护外壳及其制备方法_2

文档序号:8505891阅读:来源:国知局
合材料,其中,该碳纤维/环氧树脂复合材料包括依次紧密接触 的至少5层碳纤维布,环氧树脂与该至少5层碳纤维布交联在一起。
[0045] 本发明实施例提供的电动汽车车载电池保护外壳,通过采用由至少5层碳纤维布 构成的碳纤维/环氧树脂复合材料作为材质,所制备的电池保护外壳具有高强度、耐磨损、 重量轻、寿命长等优点,不仅能起到有效保护车载电池的作用,且不会对汽车的轻量化造成 不利影响,利于规模化推广使用。可见,本发明实施例提供的上述高强度材质的电池保护外 壳,不仅能保证在各种剧烈碰撞或者翻滚、淹水事故中,电池不会发生受损、起火或者泄漏 等危险,还能进一步保证乘客的安全,有效提高电动汽车的安全性。
[0046] 进一步地,为了提高该保护外壳的抗冲击性和抗疲劳性,上述使用的碳纤维/环 氧树脂复合材料包括依次紧密接触的第一层碳纤维布、第二层碳纤维布、第三层碳纤维布、 第四层碳纤维布、第五层碳纤维布、第六层碳纤维布和第七层碳纤维布。其中,第一层碳纤 维布的碳纤维方向设置为正向10-60° (例如20°、30°、40°、50°等);第二层碳纤维布 的碳纤维方向设置为0° ;第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向10-60° (例如20°、 30°、40°、50°等);第四层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向90° ;第五层碳纤维布的 碳纤维方向设置为反向10-60° (例如20°、30°、40°、50°等);第六层碳纤维布的碳纤 维方向设置为0° ;第七层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向10-60° (例如20°、30°、 40°、50°等)。可见,本发明实施例通过充分利用碳纤维的各向异性,来提高碳纤维/复合 材料的上述力学性能。其中,上述第一层碳纤维布至第七层碳纤维布之间的紧密接触是通 过与它们交联的环氧树脂来实现的,即环氧树脂和这七层碳纤维布交联在一起成为整体, 保证了所制备的复合材料具有优异的力学性能。进一步地,为了降低该复合材料的界面应 力,还可以在其中加入硅橡胶,使硅橡胶与环氧树脂混合在一起与碳纤维交联成一个整体, 进一步提高复合材料的力学性能,提高其抗疲劳性。
[0047] 具体地,上述的"紧密接触"指的是第一层碳纤维布与第二层碳纤维布互相接触, 而第二层碳纤维布同时与第三层碳纤维布紧密接触,第三层碳纤维布同时又第四层碳纤维 布紧密接触……以此类推,第七层碳纤维布与第六层碳纤维布紧密接触,从而形成具有复 合层结构的碳纤维/环氧树脂复合材料。在该具有复合层结构的碳纤维/环氧树脂复合材 料中,环氧树脂一体地与全部层的碳纤维布中的碳纤维交联在一起,使其具有高的强度和 模量。进一步可以理解的是,上述各个紧密接触的碳纤维布的结构形状和大小均保持一致。
[0048] 作为一种最优选的方式,本发明实施例提供的车载电池保护外壳所采用的碳纤维 /环氧树脂复合材料中,第一层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45° ;第二层碳纤维布的 碳纤维方向设置为0° ;第三层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45° ;第四层碳纤维布的 碳纤维方向设置为正向90° ;第五层碳纤维布的碳纤维方向设置为反向45° ;第六层碳纤 维布的碳纤维方向设置为0° ;第七层碳纤维布的碳纤维方向设置为正向45°。
[0049] 进一步地,为了保证该车载电池的保护外壳能够与车身,尤其是车身底盘连接在 一起,本发明实施例提供的保护外壳上还设置有多个铆接结构件,例如螺纹黄铜嵌入件,用 于连接电动汽车的底盘。可以理解的是,上述多个铆接结构件在保护外壳中的设置位置与 所要连接的车身底盘的型号密切相关,根据车身底盘的具体规格,本领域技术人员很容易 获知上述铆接结构件在保护外壳中的位置。具体地,可以通过铆接和/或胶接的方式将本 发明实施例提供的保护外壳与电动汽车的底盘连接在一起,从而避免在严重的碰撞事故 中,车载电池不会受到损害。
[0050] 此外,根据车载电池的具体规格,所制备的保护外壳的结构也相应不同。所以,本 发明实施例在此不对该车载电池的保护外壳的结构作具体的限定。但是,一般可以认为, 该车载电池的保护外壳与车载电池或电池组的形状类似或者以能够完全封装车载电池为 基准。举例来说,该车载电池的保护外壳可以由上下两部分构成,上面的部分为盖体,而下 面的部分为盘体,上下两部分密切配合,形成的内部空间能够容纳车载电池。举例来说,上 述盖体为一面开口的长方体,其长度可以为160_200cm、宽度可以为90-130cm、深度可以为 20-50cm,而上述的盘体同样为一面开口的长方体,其长度和宽度均与盖体保持一致,而其 深度可以为25-55cm。通过将盖体和与其相配合的盘体扣合,优选以胶连的方式扣合在一 起,形成内部空间可容纳车载电池的长方体。进一步地,在盖体上设置多个导线引出孔,用 于使车载电池的引出导线与车体相连接。作为优选,在盖体和盘体的扣合面上设置一橡胶 材质的密封圈,不仅能提高两者连接的密封性,防止水、尘等进入箱体内污染电池,还能提 高盖体和盘体的耐久性,防止在振动情况下,两者发生破损。
[0051] 第二方面,本发明实施例还提供了上述车载电池保护外壳的制备方法,包括以下 步骤:
[0052] 步骤101、拉伸碳纤维布至平直状态,使环氧树脂浸渍该平直状态的碳纤维布,随 后进行压辊处理,得到预浸体,然后重复该步骤至少5次,获得至少5层预浸体,并按照预定 的铺层安排进行铺层处理,使该至少5层预浸体紧密接触,得到复合预浸体。
[0053] 步骤101中,首选通过将碳纤维布拉伸至其整个表面保持平直状态,以便于环氧 树脂完全浸入该碳纤维布的各个部位。通过进行压辊处理,例如通过采用压延辊进行压辊 处理,使环氧树脂进一步浸满该碳纤维布内部的孔隙中,使环氧树脂与碳纤维布均匀地压 贴在一起,得到期望的碳纤维。随后重复以上步骤至少5次,以获得至少5个预浸体,并根据 铺层安排将这至少5个预浸体进行铺层,使其各个之间通过环氧树脂紧密地粘合在一起, 得到复合预浸体。
[0054] 步骤102、采用袋压成型法对该复合预浸体进行压制处理,使浸渍在碳纤维布上的 环氧树脂交联并固化在碳纤维上,制备得到碳纤维/环氧树脂复合材料。
[0055] 步骤102中采用本领域通用的袋压成型法对步骤101中获得复合预浸体(即该紧 密接触的至少5层预浸体)进行压制处理,使预浸体中的环氧树脂进行固化并同时与碳纤 维布中的碳纤维交联在一起,进而获得期望的碳纤维/环氧树脂复合材料。其中,上述采用 袋压成型法进行压制处理过程中,控制真空压力为……,以保证环氧树脂进一步地浸入碳 纤维布中,并在其中进行固化。
[0056] 步骤103、采用压缩成型工艺对该碳纤维/环氧树脂复合材料进行电动汽车车载 电池的保护外壳的成型处理,得到电动汽车车载电池的保护外壳。
[0057] 步骤103通过本领域通用的压缩成型工艺,采用特定的模具利用步骤102获得的 复合材料进行电动汽车车载电池的保护外壳的成型制备。该压缩成型包括:加料、合模、排 气、固化、脱模、清模等阶段。
[0058] 进一步地,为了提供一种最佳的兼具高强度和低重量的保护外壳,本发明实施例 还提供了一种更优选的制备方法,其包括以下步骤:
[0059] 步骤201、将环氧树脂及环氧树脂固化剂溶解在溶剂中,搅拌均匀,
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