一种电池壳体及其弯曲成型制造方法与流程

1.本发明属于新能源电池技术领域，涉及一种电池壳体及其弯曲成型制造方法。


背景技术：

2.由于传统能源不断使用，碳排放量持续增加，环境污染不断加剧，全球气温持续升高，人们开始逐步使用新型清洁能源，重视发展新能源的电动汽车。电池包作为电动车的能源供给，其安全性可靠性极为重要，而用来承载电池的结构件电池壳，其结构的强弱和品质的好坏和稳定性直接影响到电动汽车的性能和乘员的安全。当前电动汽车电池壳体，主要有以下三类：第一类是铁质的冲压件通过电阻点焊而成，此类电池壳生产工艺相对比较成熟，在目前电动汽车没有大规模普及的前提下，没有成本优势；零件种类数量太多，无形的给实际工厂和供应商的管理增加了成本；重量太重，在轻量化方面明显不具备优势；需要做表面处理，对环境有一定污染，受制于汽车工业集中的长三角和珠三角等区域的政策限制；钢材吸能性较差，对于直接碰撞不能吸收冲击能量，对于乘员来说较为危险。第二类是铝材铸造而成，此类电池壳工艺较为简单，铸造直接成型，对于关键位置的平面度无法保证，只能通过机加工的形式，而铸造工艺造成铸造件内部组织缺陷较多，机加工后容易将内部气孔等暴漏出来；铸造件的焊接性能较差，焊缝容易出现气孔，微裂纹等缺陷，对于电池壳的气密性要求较高，铸造件焊接目前没有很好地解决方案；铸造件的延伸率较低，吸能性较差，对于需要承但结构性的电池壳结构无法满足相关要求。第三类是铝型材拼接焊接而成，通过铝挤出边框和底板，边框通过弧焊焊接成框架，底板通过搅拌摩擦焊接而成，再通过焊接将底板和框架焊接到一起。此类结构的电池壳具备较好的强度和刚度，铝型材的空腔型设计具备较好的吸能性。缺陷就是焊接量太大，零件数量较多，电池壳体的气密性全部通过焊缝来保证，在耐久上存在一定的风险，焊接时产生大量的热，铝型材本身受热后易产生变形，导致产品平面度，孔位置度等关键特征很难保障全部满足要求；整体生产工艺较为复杂，分为多个工序的焊接，多个分总成的焊接，总成焊接，总成焊接后再进行机加工等主要工序，工序较多，生产过程较为繁琐。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题，是针对现有技术的现状，而提供一种采用弯曲方式取代焊接，简化了生产工艺，间接降低生产成本的电池壳体及其弯曲成型制造方法。
4.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电池壳体，其特征在于，包括有框架体以及底板，所述的框架体其中一部分弯曲形成边框并使边框一侧呈开口状态，所述的底板从开口处插入弯曲状态的边框底部内，框架体的剩余部分弯曲并将底板包围封闭在边框底部内。
5.在上述的一种电池壳体中，所述的边框底部上形成有供底板的边沿装入的沟槽，所述的沟槽与底板之间设置有底部结构密封胶。
6.在上述的一种电池壳体中，所述的边框分为第一边框、第二边框、第三边框以及第
四边框，其中框架体其中一部分弯曲形成第一边框、第二边框以及第三边框，框架体的剩余部分弯曲形成第四边框。
7.在上述的一种电池壳体中，所述的第一边框与第二边框、第二边框与第三边框、第三边框与第四边框之间均具有弯角缺口，相邻的两个边框之间具有焊接接口匹配面。
8.在上述的一种电池壳体中，所述的第四边框的尾部具有包角部，所述的包角部与第一边框的头部包覆连接，并在包角部处涂抹有包角结构密封胶。
9.在上述的一种电池壳体中，所述的弯角缺口处具有角焊接处以及内部焊接处，所述的角焊接处以及内部焊接处均采用激光焊接连接。
10.在上述的一种电池壳体中，本电池壳体还包括有模组支架以及外部支架，所述的模组支架安装在底板内部，外部支架安装在边框侧边上。
11.在上述的一种电池壳体中，所述的框架体为铝型材一体挤出成型。
12.一种电池壳体弯曲成型制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.步骤一、采用铝型材一体挤出成型后进行机加工后形成框架体和底板，同时对框架体加工出弯角缺口；
14.步骤二、沿着弯角缺口进行弯曲形成边框并使边框一侧呈开口状态；
15.步骤三、将底板插入弯曲状态的边框内；
16.步骤四、将框架体剩余部分的向一侧进行弯曲，并将底板实现全部包围状态；
17.步骤五、在边框上下窄面处进行焊接并打磨；
18.步骤六、在底板和边框预先设计的结构沟槽内涂上结构密封胶；
19.步骤七、安装模组支架和外部支架。
20.在上述的一种电池壳体弯曲成型制造方法中，步骤二中框架体形成第一边框、第二边框以及第三边框，步骤四中框架体剩余部分形成第四边框，所述的第四边框的尾部与第一边框的头部进行包角配合并涂抹结构密封胶。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于整体铝挤出箱体结构，结构简单、重量轻、成本低，边框一体弯曲结构设计，结构简单，零件数量较少，弯曲工艺取代焊接，成本低，底板插入边框挤出的沟槽连接结构，实现底板刚性物理支撑，结构强度高，产品变形较小，不同于传统没有刚性支撑且通过焊接进行连接；底板和边框插入后采用结构密封胶进行密封和连接强度补强，工艺简单，成本低，量产性较高。
附图说明
22.图1为本框架体结构示意图；
23.图2为框架体折弯成边框的结构示意图；
24.图3为底板装入边框过程的结构示意图；
25.图4为底板装入边框结构示意图；
26.图5为边框封闭底板后结构示意图；
27.图6为电池壳体分解结构示意图；
28.图7为电池壳体的立体结构示意图；
29.图8是本框架体加工出弯角缺口的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
32.图中；框架体100；第一边框101；第一边框的头部101a；第二边框102；第三边框103；第四边框104；第四边框的尾部104a；包角部104b；弯角缺口105；焊接接口匹配面106；角焊接处107；内部焊接处108；包角结构密封胶109；底板200；沟槽201；底部结构密封胶202；模组支架300；外部支架400。
33.如图6所示，本电池壳体，包括框架体100、底板200、模组支架300以及外部支架400，这里模组支架300安装在底板200内部，外部支架400安装在边框侧边上，其中模组支架300是用来固定电池模组的，外部支架400是用于将整个电池壳体与车体进行固定连接
34.具体来说，如图1所示，这里本专利框架体100为铝型材一体挤出成型并进行机加工，同样底板200也采用铝型材挤出成型，如图2所示，框架体100其中一部分弯曲形成边框并使边框一侧呈开口状态，这里边框分为第一边框101、第二边框102、第三边框103以及第四边框104，其中框架体100其中一部分弯曲形成第一边框101、第二边框102以及第三边框103，框架体100的剩余部分弯曲形成第四边框104，如图8所示，为了方便进行折弯弯曲，第一边框101与第二边框102、第二边框102与第三边框103、第三边框103与第四边框104之间均具有弯角缺口105，这里利用边框之间的弯角缺口105就可以弯曲成框形的形状，并且相邻的两个边框之间具有焊接接口匹配面106，利用焊接接口匹配面106进行配合连接操作，如图7所示，这里弯角缺口105处具有角焊接处107以及内部焊接处108，角焊接处107以及内部焊接处108均采用激光焊接连接，这样就可以将各个边框进行连接组成框架体100，牢固可靠。
35.如图3和图4所示，底板200从开口处插入弯曲状态的边框底部内，框架体100的剩余部分弯曲并将底板200包围封闭在边框底部内，这里利用铝型材弯曲成边框，将底板200围在边框内，并采用弯曲取代焊接，直接解决了因焊接导致产品泄漏等不良产生，减少了零件数量，简化了生产工艺，间接降低生产成本。
36.为了方便装入底板200与边框组成一个整体，边框底部上形成有供底板200的边沿装入的沟槽201，沟槽201与底板200之间设置有底部结构密封胶202，利用底部结构密封胶202既保证了底板200与边框组成后的密封性能，同时底部结构密封胶202取代传统底板200与边框的焊接工艺，没有焊接热输入，底板200几乎不会产生变形，产品的平面度和尺寸精度得到很好保证。
37.针对框架体100的剩余部分弯曲并将底板200包围封闭在边框底部内，为了牢靠进行封闭，主要利用框架体100的剩余部分弯曲形成第四边框104进行封闭，这里如图5所示，
第四边框的尾部104a具有包角部104b，包角部104b与第一边框的头部101a包覆连接，并在包角部104b处涂抹有包角结构密封胶109，这里利用第四边框104的包角部104b进行包覆连接并涂抹包角结构密封胶109，进行端部封闭，防止脱开。
38.制造时首先采用铝型材一体挤出成型后进行机加工后形成框架体100和底板200，同时对框架体100加工出弯角缺口105；沿着弯角缺口105进行弯曲形成边框并使边框一侧呈开口状态，这里框架体100形成第一边框101、第二边框102以及第三边框103，步骤四中框架体100剩余部分形成第四边框104，第四边框的尾部104a与第一边框的头部101a进行包角配合并涂抹结构密封胶，然后将底板200插入弯曲状态的边框内，将框架体100剩余部分的向一侧进行弯曲，并将底板200实现全部包围状态，在边框上下窄面处进行焊接并打磨，在底板200和边框预先设计的结构沟槽201内涂上结构密封胶，最后安装模组支架300和外部支架400，整个电池壳体结构简单，零件数量少，弯曲成型制造方法工艺简单，强度高，成本低、重量轻。
39.需要说明的是，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
41.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。