[发明专利]一种新能源汽车铝合金电池下壳体及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车部件及制备方法，特别是新能源汽车铝合金电池下壳体及制备方法。

背景技术

能源紧缺、二氧化碳排放过量、环境污染成为目前制约汽车工业发展的障碍。面对这一困境，开发和使用新能源汽车已经成为未来汽车工业发展的必然方向。在能源方面：预测2020年以后全球石油需求与常规石油供给之间即将出现净缺口，摆脱传统能源的约束，是汽车制造行业亟待解决的问题；在环境方面：二氧化碳的排放量逐年增加，各国政府纷纷通过制定严格的排放标准、发展新型动力燃料、实施减排计划来限制汽车尾气污染。为此全球新能源汽车的研发力度和产业化进程有了明显的题升，预测未来的5-10年将是新能源汽车进入大规模产业化的重要阶段，并将带动整个产业链的蓬勃发展。新能源汽车使用的动力电池系统主要由电池模组、电池壳体及管路、电路系统组成。动力电池系统是电动汽车的关键零部件，它的安全性、可靠性和耐久性至关重要，决定着整车的性能。汽车动力电池系统通常布置在车身底板下方，有着较为严酷的安装环境和恶劣的工作环境，电池壳体作为动力电池的载体，在动力电池安全工作和防护方面起着关键作用。

电池壳体分为上壳体和下壳体，上壳体一般为复合塑料材质制成，主要对密封性有一定要求，本身并不承重。下壳体多为钢制品，起到对电池模组保护和承重作用，产品的安全性能、机械性能和尺寸精度要求较高，是电池壳体的关键部件。新能源汽车，特别是纯电动汽车，因安装空间非常有限，电池下壳体既要装入更多电量的电池，与整车完美匹配，又要满足性能指标的各项要求。在下壳体结构设计上，需要考虑以下因素：

(1)耐振动强度。要实现超大重量电池的固定、防护，静强度一般比较容易达成，其满足振动强度要求是壳体结构设计的最大难点。

(2)耐冲击性能。经历冲击试验后，要求壳体外部及内部不应有机械损坏、变形和紧固部位的松动现象，而跌落可看成是特殊形式的冲击。

(3)碰撞安全性能。考虑车辆在发生正面碰撞、侧面碰撞及后碰撞过程中对电池壳体可能造成的挤压破坏而采取的有效保护措施。

(4)抗石击性能。电池位置在车辆行驶过程中易受飞石撞击，为此需增加防护性设计。

(5)密封性能。电池位于车身底板下方，在车身外侧，且离路面很近，其防水、防尘的密封要求必不可少。

(6)防腐性能。电池的位置极易沾粘雨水、泥浆，是腐蚀重灾区，其防腐性能要求较高。

(7)轻量化。考虑到车辆的运行成本，在满足性能要求的同时，电池壳体愈轻愈好。

目前量产使用的动力电池系统中的电池下壳体基本都是采用钢制冲压件。这类钢制电池下壳体重量较大，降低了电池包的能量密度，不利于整车的轻量化和续航能力的提升，且钢制电池下壳体生产工序比较复杂，工艺过程长，生产成本高。此外，钢制电池壳工装、设备的投入较高，冲压设备和焊接设备只能针对单一产品，如果更换产品，还需要重新投入新的设备，不利于产品的系列化生产。因此，从选材、制备方法及结构上改进电池下壳体设计，无疑可以大大提升新能源汽车动力电池的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于针对解决钢质电池下壳体选材、制作及结构设计的诸多问题，提供一种新能源汽车铝合金电池下壳体及制备方法。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种新能源汽车铝合金电池下壳体，包括底板和位于底板上部边缘位置的侧框，所述底板由底板上板、底板下板构成双层结构，底板上板、底板下板之间均布立筋；底板上板的顶面均布凸起的筋板，各筋板与下壳体的宽度方向平行，各筋板上设有用于安装电池模组的拉铆螺母，底板的底面设有1-2毫米厚度的PVC防护层。

上述新能源汽车铝合金电池下壳体，所述底板总厚度为12-20毫米，其中，底板上板厚度2-3毫米，底板下板厚度2-3毫米，立筋厚度为2-3毫米，相邻立筋之间的间距为40-70毫米。

上述新能源汽车铝合金电池下壳体，所述筋板的截面形状为“Ш”形，筋板高度为12-16毫米，相邻筋板之间的间距为120-160mm。

上述新能源汽车铝合金电池下壳体，所述底板轮廓类似矩形，侧框为与底板正投影轮廓相匹配的闭口框，侧框角部圆弧过渡，侧框直边段的外侧设有板耳。

上述新能源汽车铝合金电池下壳体，所述底板由四块底板型材焊合而成，四块底板型材沿底板的长度方向排列对接，底板型材边缘位置的立筋为焊接立筋，焊接立筋的宽度尺寸大于其它位置立筋的宽度尺寸。