一种电动汽车电池托盘及其制造方法与流程

本发明涉及电池托盘技术领域，具体的说，是一种电动汽车电池托盘及其制造方法。

背景技术：

电动汽车解决了能源的危机和环境的污染，在人大会议期间，电动汽车列入国家重大科技产业工程的计划，在快速城市化、工业化过程中，电动汽车具有环保、节能、轻便、安全等优点，而电动汽车的性能取决于电池，电池在电动汽车领域占有重要地位。目前轻量化、低成本是电动汽车发展的重要方向。现在的汽车电池托盘普遍使用钢材，重量偏高，碳纤维复合材料凭借高比强度、高比模量成为优选的替代材料，通过合理的铺层及结构设计，在满足使用要求的前提下，可以大幅度降低产品重量，但是国内汽车电池托盘复合材料制品制造与应用的水平还比较低，缺乏成熟的产品设计与应用经验。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车电池托盘及其制造方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电动汽车电池托盘，其包含侧围，中纵梁，隔框，底板，嵌入件，将侧围固定，通过工装定位将中纵梁与侧围连接；隔框与侧围及中纵梁采用胶接连接；最后将底板与侧围、中纵梁、隔框采用连接面涂胶进行胶接连接。

中纵梁与侧围连接形式为胶铆连接，采用面涂胶，并用抽芯铆钉进行连接。

通过工装定位将隔框与侧围及中纵梁进行连接，采用连接面涂胶。

所述的侧围和中纵梁上的连接点采用预埋嵌入件式结构。

侧围和中纵梁上的连接点采用预埋嵌入件式结构，嵌入件采用内螺纹钢质标准件，预埋嵌入件时，首先将四周泡沫切除，用17#填料填补泡沫切除区域，将嵌入件塞进填料中，螺纹孔面与填料块平齐，用钻模确定螺纹孔位置后，压实填料，最后在表面糊四层预浸料，并将螺纹孔处钻透。

连接面涂胶具体为爱牢达2015。

侧围和中纵梁上设置连接点作为主承力结构，隔框作为次承力结构，其主要功能是将电池分隔。

侧围，中纵梁，隔框均为泡沫夹层结构。

侧围，中纵梁的材料均为T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂预浸料和PVC60/SAN T400泡沫。

隔框材料为GDUD400玻璃纤维/ERPIQ环氧树脂预浸料。

底板为层合板结构，材料为T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂预浸料，其功能为增强整个电池托盘的刚度。

嵌入件主要作用是提供电池和其他设备的连接点以及托盘在车身上的连接点。

侧围，中纵梁，隔框，底板均采用真空袋压成型工艺。

进一步的，为了增强侧围与中纵梁连接，采用胶铆装配工艺，之后与隔框、底板采用二次胶接。

进一步的，侧围与中纵梁根据载荷分布情况可以适当增高，增高形式为两侧向中间递增，形成向下的圆拱形状，增高范围一般为5-20mm，以增加整体刚度。

进一步的，侧围与中纵梁连接点处需要根据载荷情况进行局部加强，内外层各糊两层加强布，加强布的材料为T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂。

进一步的，在底板位于电池下方处开孔，孔径范围为既有利于电池散热，又能减轻托盘重量。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明采用框架式结构，通过强度分析，一方面优化框架结构形式，另一方面，通过合理的铺层设计，两者结合，降低了托盘重量。此外，通过强度分析，对非主承力结构采用玻璃纤维预浸料代替碳纤维预浸料，降低材料成本。最终复合材料电池托盘重量较传统钢质电池托盘重量大约降低54％。

本申请是由复合材料制成的电池托盘，质量轻，强度、刚度性能好，可满足刚度要求和使用要求，相比金属材质电池托盘而言，重量大大降低，且通过混合使用碳纤维、玻璃纤维复合材料，有效的控制了托盘的制造成本，可以广泛应用于电动汽车电池托盘的制造。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1的效果图；

图3为本发明中的胶铆连接示意图；

图4为本发明中预埋嵌入件示意图；

图5为本发明的加温固化曲线图；

附图中的标记为：1为托盘主体，2为电池设备，3为底板，4为侧围，5为中纵梁，6为嵌入件，7为隔板，8为抽芯铆钉，9为连接面涂胶，10为加强布，11为17#填料。

具体实施方式

以下提供本发明一种电动汽车电池托盘及其制造方法的具体实施方式。

实施例1

结合图1，一种电动汽车电池托盘，由侧围、中纵梁、隔框、底板、嵌入件构成，侧围、中纵梁、隔框为泡沫夹层结构。侧围、中纵梁材料为T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂预浸料和PVC60/SAN T400泡沫。隔框材料为GDUD400玻璃纤维/ERPIQ环氧树脂预浸料。底板为层合板结构，材料为GDUD400玻璃纤维/ERPIQ环氧树脂预浸料，其功能为增强整个托盘主体1的刚度。嵌入件主要作用是提供电池设备2和其他设备的连接点以及托盘在车身上的连接点。侧围、中纵梁、隔框、底板均采用真空袋压成型工艺，模具为阴模，保证外观质量。

具体到本实施例中，结合图2，电池托盘尺寸(长×宽)：1616×730mm，电池数量为12，电池尺寸(长×宽)：321×234mm。为保证间隙，电池隔舱尺寸(长×宽)不小于333×240mm，根据强度计算结果及嵌入件6的规格，侧围长边厚度22mm(预浸料厚度8mm，PVC泡沫厚度14mm),短边厚度38mm(预浸料厚度8mm，PVC泡沫厚度30mm)。中纵梁厚度22mm(预浸料厚度8mm，PVC泡沫厚度14mm)。连接点处需进行局部加强，加强布10厚度为3mm，材料为T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂。隔框厚度20mm(预浸料厚度8mm，PVC泡沫厚度12mm)。底板厚度5mm。

上述各部件的具体制造方法如下：

(1)侧围4：侧围是T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂预浸料铺层结构，选用真空袋方式成型；在模具型腔表面及分型面上涂抹脱模剂为美国AXEL公司的XTEND 19RSS，并在脱模剂挥发干燥后开始铺层操作，先铺放碳纤维预浸布，然后在上面铺放聚氨酯胶膜，将加工好的PVC泡沫夹层铺放在胶膜上，再在PVC泡沫夹层上铺放一层聚氨酯胶膜，然后继续铺放碳纤维预浸布，对铺层结构进行修整后依次铺放隔离膜和吸胶棉，然后在模具外套真空袋，进行抽真空，最后放入烘箱中进行固化，固化的工艺见图5，固化结束后，将侧围毛坯从模具中脱出，对毛坯进行打磨修锉，去除毛刺及尖边。

聚氨酯胶膜，PVC泡沫夹层，隔离膜和吸胶棉均为市场可以直接买到的产品。

(2)中纵梁5：中纵梁是T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂预浸料铺层结构，其采用真空袋方式成型步骤与(1)侧围相同；

(3)隔框7：隔框材料为GDUD400玻璃纤维/ERPIQ环氧树脂预浸料铺层结构，除脱模改为模具表面铺贴一层脱模布外，其余真空袋方式成型步骤均与(1)侧围相同；

(4)底板3：底板为层合板结构，材料为GDUD400玻璃纤维/ERPIQ环氧树脂预浸料，选用真空袋方式成型；在模具型腔表面铺贴一层脱模布，然后开始铺层操作，用玻璃纤维预浸布铺放后，再依次铺放隔离膜和吸胶棉，然后将模具放入真空袋中进行抽真空，最后放入烘箱中进行固化，固化的工艺见图5，固化结束后，将座舱舱体毛坯从模具中脱出，对毛坯进行打磨修锉，去除毛刺及尖边；

(5)装配：将侧围固定，通过工装定位将中纵梁与侧围连接，中纵梁与侧围连接形式为胶铆连接；连接面涂胶，并用抽芯铆钉8进行连接；隔框与侧围及中纵梁采用胶接连接，通过工装定位将隔框与侧围及中纵梁进行连接，连接面涂胶。最后将底板与以上部件采用连接面涂胶进行胶接连接。

连接面涂胶9具体为爱牢达2015；

(6)连接点：侧围和中纵梁上的连接点采用预埋嵌入件式结构，嵌入件采用内螺纹钢质标准件，待(5)装配后的托盘主体完全固化后预埋嵌入件，首先通过钻模确定所有连接点位置，然后将连接点位置处铺层及泡沫夹层切除，用17#填料11填补泡沫切除区域，将嵌入件塞进填料中，螺纹孔面与填料块平齐，用钻模确定螺纹孔位置后，压实填料，最后在表面糊加强布，加强布的厚度为3mm，加强布的材料为T300碳纤维布/YPH-42T环氧树脂，并将螺纹孔处钻透。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。