[发明专利]一种复合材料电池盒制作工艺

说明书

本发明涉及一种复合材料电池盒制作工艺，包括以下步骤：制作电池盒骨架，所述电池盒骨架包括四周法兰，所述法兰内侧经厚度渐变的法兰R角部位连接有立面R角部位；将制得的电池盒骨架进行喷砂处理，然后清洗晾干，备用；制备铺料治具；在铺料治具上铺放大面料，然后将电池盒骨架置入铺料治具并压紧；在电池盒骨架上再铺放余下的大面料，并再次压紧，形成电池盒预型体；将铺好材料的铺料治具转入低温冷藏2~15min；完成预型体的脱模，并快速置入高温产品模具中，进行产品的固化成型；开模后，经后加工之后，得到最终的电池盒成品。该工艺不受电池盒产品尺寸的限制，可行性高、通用性强，生产效率高；避免产品成型后局部缺料空化、性能弱化等现象的产生。

技术领域

本发明涉及一种复合材料电池盒制作工艺。

背景技术

电池盒是新能源汽车动力电池包的外覆盖件，对电池包内的电芯及附件系统起到了防水、防尘、支撑和绝缘防护作用，是新能源汽车的重要部件之一。

目前新能源电池盒因需求不同，主要分为钢构件（钣金件）、铝合金件和高分子复合材料构件。其中，高分子复合材料构件又因其质轻高强、结构设计自由度大、成型工艺过程简便高效、减震效果优良等优势，而受到新能源汽车市场的青睐。

PCM(Prepreg Compression Molding)，即（高分子复合材料）预浸料模压工艺。由于采用了连续纤维作为增强材料，PCM产品的力学性能明显优于SCM（短切纤维增强片状模塑料）和主要的热塑性高分子复合材料制品。采用PCM制作的电池盒产品，也由于其力学性能优势而能够实现更薄、更轻的产品目标，极大地迎合了新能源汽车的轻量化的市场需求，成为当下快速提升新能源汽车续驶里程，解决“里程烦恼”的重要手段之一。

然而，相比于SMC等复合材料在成型过程中的高流动性、易成型的特点，由于连续纤维的存在使PCM预浸料在成型过程中无法流动，从而使其工艺难度大大增加，同时易因工艺的复杂性而使得产品存在质量一致性差、合格率低、不良性状多等问题。以下为目前PCM电池盒产品生产所采用的两种成型制造工艺。

（一）预型体直接转移成型法

该工艺方法通过在铺料治具上逐层铺贴预浸料料片，形成PCM预型体，（如图2），而后将PCM预型体脱除铺料治具，转移置入液压机中的高温模具中，合模加压，一定时间后开模取出，得到PCM电池盒产品初坯，再经冷却定型、去边、开孔等后加工过程后，得到最终的PCM电池盒成品。

该工艺的主要缺点是：

（1）由于预浸料在成型固化前所具有的粘性和软性，PCM预型体在脱除铺料治具、移动、置入产品模具的转移过程中发生了较大程度的变形，甚至出现预型体解构、材料连接处开裂等现象，导致预型体在置入产品模具后预浸料中的纤维不再处于有序状态，预型体各部位在产品模具中的铺放位置也偏离了设计要求，极大地影响了PCM力学性能和结构设计目的的实现，也影响电池盒产品功能的实现。

（2）由于PCM电池盒法兰（见图1）等部位具有较大的厚度（通常在2mm以上)，是由多层预浸料料片铺贴而成的（以400gsm玻纤面密度、40%左右树脂含量的单层预浸料为例，则法兰处需铺贴6层以上的预浸料料片）。在预型体置入高温产品模具后，由于预型体在转移过程中发生了变形，且预浸料中的树脂在高温下迅速软化或融化，使得预型体法兰R角等部位或其它结构设计特征部位的材料在模具合模过程中由于缺乏有效的力传递而无法与模具紧密贴合（材料无法有效充实模具型腔并实现合模压力的有效传递），且这种不紧密贴合的状态在模具完全闭合后得到维持，从而使成型后的PCM产品局部存在严重的缺料、空化及性能弱化等现象，产品质量一致性差。

（二）金属衬套成型法