一种电池箱用盖体的制作方法与工艺

文档序号:12479605
一种电池箱用盖体的制作方法与工艺
本发明涉及电动汽车电池箱装备领域,特别涉及一种电池箱用盖体。

背景技术:
用于动力电池箱的盖体通常包括一个盖体本体和安全阀,盖体本体朝电池箱内凹陷形成用于卡接固定的安装部,安全阀通过冲压工艺设于盖体本体远离电池箱的一面,且在盖体本体上形成环形薄壁。当电池箱内的压力超过阈值时,安全阀开裂向外释放压力,进而起到泄压的作用,但是这种结构存在着不足,即,一般冲压形成的安全阀的环形薄壁一般叫周边区域的壁面厚,当电池箱内的压力上升时,换装薄壁的内周区域的变形进行地比盖体本体整体的变形缓慢,这样就导致应力过度地集中于环状薄壁的一部分,进而导致只是该受力部分断裂,导致电池箱内的压力从断裂的一部分泄露,安全阀不能正常开裂,电池箱内压力释放缓慢,不能起到及时泄压的作用,电池箱因此有可能会发生爆炸的概率。中国专利CN103718332A公开了一种电池箱用盖体,该专利基于上述技术存在的缺陷,对其进行了改进,其技术要点是:沿着盖体本体的短尺寸方向延伸配置有一对肋部,该技术效果为,即使在电池箱内压力上升的情况下也能够将环状薄壁部的周边区域的变形抑制地较小,能够避免应力过度地集中于环状薄壁部的一部分,能够使安全阀更可靠地开裂。该发明专利较好地解决了安全阀不能正常开裂的问题,但是效果却有待提高,缘由在于,该技术方案是通过将电池箱内的压力尽量均匀地作用于盖体主体上,以使环状薄壁部各处受压均匀,进而使安全阀正常开裂,然而,此种方式却未考虑到盖体主体与电池箱之间的连接的密封性和正常泄压,更具体地说,当盖体主体受压时,在盖体主体上将会出现3处(肋部将盖体主体分成3个受力部分)压力峰,每处压力峰的峰值近似相等,盖体主体出现3个弧形鼓包,正如该专利的说明书附图4所示,此时,盖体主体的边缘必然随着盖体主体的应力形变而发生弯曲,盖体主体与电池箱之间的紧密密封连接将会出现间隙,虽然这种间隙还不至于影响整个电池箱的密封性,但在实际应用中,电池箱内产生的内压值并非每次都能达到安全阀的阈值,相反,电池箱内的内压值是在不断的积累中变大,即盖体主体处于持续受压的状态,该专利的盖体主体结构在持续受压时,盖体主体边缘的间隙不断被扩大,直至破坏彼此之间的密封性,我们在试验中发现,持续地给该盖体主体施加压力,并以1N/S的速度升压,在还未达到安全阀的阈值时,电池箱内的内压会通过间隙开始泄压,更进一步地,继续升压至安全阀的阈值附近时,间隙不断扩大,在设置的10组对照试验中发现,其中仅有7组正常开裂,其中这7组均是在高于安全阀阈值2-5%的情况下正常开裂泄压,有2组均是由于间隙的扩大而通过间隙泄压,安全阀未能开裂,剩余1组则只是鼓包,而未能成功泄压。由此,有必要对其进行改进,以提高安全阀正常泄压的成功率。

技术实现要素:
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种电池箱用盖体,通过设置椭圆曲面凹陷和凸筋,改变盖体本体的受压结构,提高盖体本体的密封性,使盖体本体在持续压力下,其主体结构形变较小,保证与电池箱体之间的密封性的同时,提高安全阀在规定的阈值情况下正常打开的成功率。本发明采用的技术方案如下:一种电池箱用盖体,包括盖体本体,设于盖体本体上的安全阀,盖体本体的两面向外突出分别形成安装部和对外接触部,安装部向内凹形成椭圆曲面凹陷,椭圆曲面凹陷的顶部冲压形成所述安全阀,安全阀具有与盖体本体自为一体的环形薄壁,安全阀在电池箱内的压力超过规定阈值的情况下开裂以释放电池箱内的压力。由于上述结构的设置,突出的对外接触部不同于现有设置的效果在于,减小了盖体本体边缘的形变率,降低盖体本体的应力形变值,进而控制盖体本体与电池箱的连接间隙,有效保证密封性;椭圆曲面凹陷的设置使电池箱内的气压集中于安全阀处,不同于现有结构的均匀受压,在本发明的盖体本体结构中,盖体本体的受力主要集中于安全阀处,这样的效果在于,安全阀处承受的压力高于电池箱内的气压,超过值主要由椭圆曲面凹陷的曲面半径和深度决定,而盖体本体其他地方的压力则远小于安全阀处的压力,盖体本体的形变的主要方式是通过安全阀所处的位置向外突出,盖体本体的边缘部分所受牵引力降低,形变量减小,进而使产生的间隙量变小,电池箱内的气压无法通过该间隙向外泄压,保证了电池箱的密封性,由于椭圆曲面凹陷的存在,当电池箱内的气压继续升高时,安全阀处的气压升至阈值即会开裂泄压,此时,电池箱内的内压并未达到该阈值,安全阀在内压未达到阈值即泄压,保证了电池箱的安全性,有效消除了电池箱爆炸的隐患,排除了电池箱在超过阈值时存在的不稳定因素,其泄压效果明显好于现有技术,相应地,由于提高了盖体本体的密封性,使电池箱内的气压集中于安全阀处,安全阀能更好地正常开裂,提高了安全阀泄压的成功率。由于盖体本体呈长方形,椭圆曲面凹陷并不能均匀地将气压传递给环形薄壁,在盖体本体的长边方向上,椭圆曲面凹陷传递的气压速度始终小于短边方向上传递气压的速度,这样容易导致环形薄壁各处受压不均匀,其结果有可能会导致环形薄壁其中一部分断裂,电池箱内的气压从断裂的一部分泄露,安全阀不能正常开裂,电池箱内压力释放缓慢,不能起到及时泄压的作用,为了提高环形薄壁的均匀受力,安装部沿盖体本体的长边的方向设有引压通道,引压通道的横截面为弧形或者多边形,引压通道的末端延伸至环形薄壁处。引压通道起到引流气压的作用,使盖体本体长边方向上的气压能够沿着引压通道快速到达环形薄壁处,进而改善了环形薄壁的均匀受力。为了更进一步地提高盖体本体的密封性,消除电池箱通过间隙向外泄压的问题,安装部的外周壁设有凸筋,凸筋朝电池箱内的一侧倒角形成斜角。凸筋的设置能够使盖体本体卡紧电池箱,由原有的过盈配合方式改变为型面配合方式,当盖体本体发生形变时,例如盖体本体受压向外鼓出形成鼓形,受拉的边缘向盖体本体的中心靠近,盖体本体与电池箱内壁出现间隙,由于凸筋的存在,凸筋远离电池箱的一侧在形变时始终紧贴电池箱的内壁,进而保证了电池箱的密封性。更进一步地说,凸筋朝电池箱内的一侧倒角形成斜角的缘由在于,便于盖体本体与电池箱更好地卡接,减小凸筋对安装时造成的阻碍,同时,凸筋远离电池箱的一侧也可以同时倒角形成斜角,以便于盖体本体的取出。作为优选,盖体本体在向电池箱外膨胀鼓起时,其长边的形变量大于短边的形变量,为此,凸筋沿盖体本体的长边方向分布,短边方向可以不设置凸筋,当然,优选的方案为,凸筋沿安装部的侧壁呈环形分布。进一步,考虑到盖体本体为金属制材料,易受到电池箱内外环境的腐蚀,盖体本体的两面热压一层酚醛树脂浸渍纸,不同于一般的防腐层,酚醛树脂浸渍纸为透明无色,对盖体本体的外观不造成影响,由于其具有的稳定的物化性能、高的粘接强度、电绝缘性能和耐高温性能,使其非常适合用作盖体本体的防腐层,在长期使用中,不易产生脱落、老化、龟裂等问题,经济性强。为了进一步减小盖体本体的形变量,在对外接触部上,安全阀的两侧设有加强肋,加强肋沿着盖体本体的短边方向排布,不同于背景技术提到的肋部,本发明的加强肋是向盖体本体外突出,而不是凹陷,这样设置的效果是,其并不会像背景技术中提到的肋部将盖体本体受到的应力均匀化,加强肋的主要作用在于减小盖体本体在短边方向上的形变量,进一步保证长边方向上的密封性,进一步降低电池箱通过间隙向外泄压发生的概率。综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:通过设置椭圆曲面凹陷和凸筋,改变了盖体本体的受压结构,提高了盖体本体的密封性,使盖体本体在持续压力下,其主体结构形变较小,保证了与电池箱体之间的密封性的同时,提高了安全阀在规定的阈值情况下正常打开的成功率。附图说明图1是本发明的一种电池箱用盖体主视结构示意图;图2是图1中A-A部分的截面示意图;图3是本发明的电池箱用盖体后视结构示意图;图4是本发明的凸筋结构示意图;图5是本发明的电池箱用盖体应力变形后的状态图;图6是本发明的加强肋结构示意图。图中标记:1为盖体本体,2为安装部,3为对外接触部,4为安全阀,401为环形薄壁,5为椭圆曲面凹陷,6为引压通道,7为凸筋,8为加强肋。具体实施方式下面结合附图,对本发明作详细的说明。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。如图1至图6所示,一种电池箱用盖体,包括盖体本体1,设于盖体本体上1的安全阀4,盖体本体1的两面向外突出分别形成安装部2和对外接触部3,安装部2向内凹形成椭圆曲面凹陷5,椭圆曲面凹陷5的顶部冲压形成所述安全阀4,安全阀4具有与盖体本体1自为一体的环形薄壁401,安全阀4在电池箱内的压力超过规定阈值的情况下开裂以释放电池箱内的压力。如图1至图6所示,突出的对外接触部3减小了盖体本体1边缘的形变率,降低盖体本体1的应力形变值,进而控制盖体本体1与电池箱的连接间隙,有效保证密封性。椭圆曲面凹陷5的设置使电池箱内的气压集中于安全阀4处,安全阀4处承受的压力高于电池箱内的气压,超过值主要由椭圆曲面凹陷5的曲面半径和深度决定,为了更好地解释椭圆曲面凹陷5的曲面半径和弧度的关系,表1示出了6组实施例:表1:由表1可得,安全阀在低于箱内压力5-9%的情况下即达到了阈值,电池箱内的气压未超过规定值,效果良好。为了形成鲜明对比,表2示出了采用中国专利CN103718332A的技术方案7个安全阀成功开裂的实施例的主要试验参数,其中,除结构不同外,尺寸大小和厚度均相同:表2:由表2得出,安全阀4在规定的阈值正常开裂,此时,电池箱内的气压超过阈值2-5%。更进一步地说,盖体本体1在承受压力时,盖体本体1其他地方的压力远小于安全阀4处的压力,盖体本体1的形变的主要方式是通过安全阀4所处的位置向外突出,盖体本体1的边缘部分所受牵引力降低,形变量减小,进而使产生的间隙量变小,电池箱内的气压无法通过该间隙向外泄压,保证了电池箱的密封性,在表1中实施例1至实施例7发现,并未发现一例电池箱通过间隙泄漏的情况,由此,安全阀正常开裂的成功率得到提升。作为一种实施方式,由于盖体本体1呈长方形,椭圆曲面凹陷5并不能均匀地将气压传递给环形薄壁401,在盖体本体1的长边方向上,椭圆曲面凹陷5传递的气压速度始终小于短边方向上传递气压的速度,这样容易导致环形薄壁401各处受压不均匀,其结果有可能会导致环形薄壁401其中一部分断裂,电池箱内的气压从断裂的一部分泄露,安全阀4不能正常开裂,电池箱内压力释放缓慢,不能起到及时泄压的作用,为了提高环形薄壁401的均匀受力,安装部2沿盖体本体1的长边的方向设有引压通道6,如图3所示,引压通道6的横截面为弧形或者多边形,引压通道6的末端延伸至环形薄壁401处。引压通道6起到引流气压的作用,使盖体本体1长边方向上的气压能够沿着引压通道6快速到达环形薄壁401处,进而改善了环形薄壁401的均匀受力。作为一种实施方式,为了更进一步地提高盖体本体1的密封性,消除电池箱通过间隙向外泄压的问题,安装部的外周壁设有凸筋7,如图4所示,凸筋7朝电池箱内的一侧倒角形成斜角。凸筋7的设置能够使盖体本体1卡紧电池箱,由原有的过盈配合方式改变为型面配合方式,当盖体本体1发生形变时,例如盖体本体1受压向外鼓出形成鼓形,受拉的边缘向盖体本体1的中心靠近,盖体本体1与电池箱内壁出现间隙,由于凸筋7的存在,凸筋7远离电池箱的一侧在形变时始终紧贴电池箱的内壁,进而保证了电池箱的密封性。更进一步地说,凸筋7朝电池箱内的一侧倒角形成斜角的缘由在于,便于盖体本体1与电池箱更好地卡接,减小凸筋7对安装时造成的阻碍,同时,凸筋7远离电池箱的一侧也可以同时倒角形成斜角,以便于盖体本体1的取出。作为一种优选地实施方式,盖体本体1在向电池箱外膨胀鼓起时,其长边的形变量大于短边的形变量,为此,凸筋7沿盖体本体1的长边方向分布,短边方向可以不设置凸筋7,更进一步地说,凸筋7沿安装部的侧壁呈环形分布。作为一种实施方式,考虑到盖体本体1为金属制材料,易受到电池箱内外环境的腐蚀,盖体本体1的两面热压一层酚醛树脂浸渍纸(图中未画出),不同于一般的防腐层和防腐涂料,酚醛树脂浸渍纸为透明无色,对盖体本体1的外观不造成影响,由于其具有的稳定的物化性能、高的粘接强度、电绝缘性能和耐高温性能,使其非常适合用作盖体本体1的防腐层,在长期使用中,不易产生脱落、老化、龟裂等问题,经济性强。作为一种实施方式,为了进一步减小盖体本体1的形变量,在对外接触部3上,安全阀4的两侧设有加强肋8,如图6所示,加强肋8沿着盖体本体1的短边方向排布,加强肋8的主要作用在于减小盖体本体1在短边方向上的形变量,进一步保证长边方向上的密封性,进一步降低电池箱通过间隙向外泄压发生的概率。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。...
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