[发明专利]汽车复合材料电池箱三明治结构的量产方法

说明书

本发明公开了一种汽车复合材料电池箱三明治结构的量产方法，通过使用高性能纤维织物及合理的结构铺层设计，可极大程度实现电池箱体的轻量化，同时复合材料上层压板和下层压板部件成型时结合夹芯层以及防火层和/或电磁屏蔽层与快速固化树脂与高性能纤维织物一次性固化成型，且达到更好的阻燃防火与隔热效果、良好的电磁屏蔽性能；通过湿法模压工艺一次性快速固化成型的方式，实现节拍时间短，简化工艺步骤，在满足电池箱体轻量化、电池箱防火及电磁屏蔽需求的同时生产成本大幅度降低。

技术领域

本发明属于汽车电池箱技术领域，具体涉及一种汽车复合材料电池箱三明治结构的量产方法。

背景技术

随着电动汽车市场的持续增长和电池系统的安全性、能量密度比要求不断提高，对电池箱的轻量化和防火等性能提出了更高的要求。原先单一材质均难以同时满足汽车轻量化和电池箱热失控防火要求。如金属材质不符合轻量化需求，而铝合金、玻纤SMC材质均难以单一材质满足热失控要求，为了解决轻量化和热失控防火均满足要求的箱体部件，需要从材料选择及实施工艺上兼顾这两种需求；另一方面，实施的工艺也较为复杂，往往需要二次成型或是较高的成型温度，如部件表面添加涂层的方式还会存在易剥离的风险，因此，不仅带来较高的能耗、成本及较长的节拍时间，及性能稳定的风险，也较难满足产品量产节拍和成本要求以应对不断增长的市场供应需求。

而电磁波干扰也是电动汽车行驶安全的一个重要隐患。虽然传统金属电池箱体材料可以满足电磁屏蔽性，但其结构较重，不符合新能源汽车的轻量化需求。而纯复合材料电池箱虽然在结构上更加符合轻量化的需求，但是其材质并不具备足够的电磁屏蔽性，从而存在电池系统与其他电器系统的电磁波相互干扰的风险；再者，现有的具备电磁屏蔽功能的复合材料电池箱基本是通过使用某种金属材质的电磁屏蔽层以赋予结构一定的电磁屏蔽效果，一方面金属材质的电磁屏蔽层的重量较复合材料更大，另一方面，尤其是针对复合材料的液体成型工艺，容易存在树脂浸润的问题，从而导致缺陷的出现，影响产品的成品率。再者，现有的具备电磁屏蔽功能的复合材料电池箱基本是采用金属材质的电磁屏蔽层并结合常规的复合材料成型工艺，一方面金属材质的电磁屏蔽层的重量较大，一定程度上影响产品的轻量化；一方面是容易存在金属与树脂浸润的问题，从而导致缺陷，影响产品的成品率；另一方面是常规的复合材料成型工艺需要较长的成型时间，通常＞30min，难以满足量产的节拍需求。

此外，复合材料电池箱体的结构方面，尤其是对于较大尺寸的电池箱，整体的刚度不容易满足挤压要求，而一味的通过增加层合板复合材料的厚度来提升刚度会直接导致重量的增加，从而大大影响结构轻量化的效果。

发明内容

针对上述现有技术问题的不足，本发明提供了一种汽车复合材料电池箱三明治结构的量产方法，所制成的复合材料电池箱壳体在满足结构钢强度要求的同时，根据产品需求兼具更好的耐火耐温性、电池屏蔽性、经济性，及轻量化效果。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车复合材料电池箱三明治结构的量产方法，所述电池箱三明治结构包括功能层、夹芯层和复合材料层，采用湿法模压工艺进行快速固化一体成型；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1，将复合材料上层、下层压板的纤维织物和防火层按料辊顺序放置；

步骤2，将纤维织物和防火层铺叠，裁切备用，上下层压板分别堆叠；

步骤3，将叠层料块进行处理，使其连结形成上层连结块和下层连结块；

步骤4，在上层连结块和下层连结块之间放入泡沫夹芯层，置于模具中，模具温度为70℃~150℃，然后合模、锁模，进行固化，即可得到电池箱壳体。

进一步的，所述步骤4在放入泡沫夹芯层之前使用预热的树脂材料分别涂覆在上层连结块和下层连结块上，之后进行合模、锁模以及固化。