一种电池箱盖的湿法预浸料模压工艺及电池箱盖

技术领域

本发明涉及电池箱盖生成工艺技术领域，尤其涉及的是一种电池箱盖的湿法预浸料模压工艺及电池箱盖。

背景技术

随着新能源电动汽车的发展，动力电池作为新能源车的核心零部件，其安全性直接影响到整车的安全性，纯电动汽车动力电池系统多布置在车身底板下方，有着较为残酷的安装环境。电池箱盖作为动力电池的非主要受力部件，在保证一定力学性能的基础上，其轻量化要求随之受到重视，电池箱的质量占整车质量比较大，因此减重电池箱体将有效提高车辆最大可行驶里程。

目前电池箱普遍采用不锈钢与轻质铝合金等金属材质、或者用复合材料制成，其中不锈钢与轻质铝合金材质的电池箱存在耐火等级低、耐腐蚀性差、重量偏重、不绝缘等问题；而复合材料则往往会出现以下问题：由于箱体尺寸大所引起的变形问题、金属结构件和复合材料连接性能差的问题、复杂工况下的疲劳寿命问题以及防火阻燃问题，更主要的原因还有复合材料成型周期长、综合成本较高，这些问题制约着复合材料在电池箱中的应用。

因此，现有的技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池箱盖的湿法预浸料模压工艺及电池箱盖，旨在解决现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的技术方案如下：

本技术方案提供一种电池箱盖的湿法预浸料模压工艺，具体包括以下步骤：

步骤S1：采用湿法预浸料制备基材材料；

步骤S2：按照生产要求，将所述基材材料裁剪成所需尺寸并逐层铺设到预成型模具中，得到预成型产品；

步骤S3：对所述预成型模具中的预成型产品进行抽真空处理；

步骤S4：根据生成要求将经过抽真空处理后的预成型产品进行降温整形，得到定形后的预成型产品；

步骤S5：将成型模具升温到设定温度并保持；

步骤S6：将定形后的预成型产品放入升温后的成型模具中，通过高温高压使预成型产品在成型模具中固定成型，得到成品电池箱盖。

进一步地，所述步骤S1中，具体包括以下步骤：

步骤s11：将配置好的环氧树脂溶液放入浸润区内，并调节浸润区内环氧树脂溶液的粘度和温度至设定值；

步骤s12：将成卷的玻璃纤维材料通过放料辊进行放料，并依次经过第一蓄布区、第一张紧辊后进入浸润区进行浸润处理；

步骤s13：将浸润后的玻璃纤维材料送入烘干塔中进行烘干处理；

步骤s14：经烘干处理后的玻璃纤维材料依次经过第二张紧辊、第二蓄布区后通过切断机剪断成所需尺寸；

步骤s15：切断后的玻璃纤维材料通过收卷机进行收卷

进一步地，所述步骤s11中，调节浸润区内环氧树脂溶液的粘度为3号粘度杯流出时间为7～20秒；调节浸润区内的温度为25℃并保持。

进一步地，所述烘干塔的高度为20～26米，烘干温度为80～120℃。

进一步地，在步骤s12至步骤s15中，所述玻璃纤维材料的输送线速度为0～30m/min。

进一步地，所述步骤S3中，对预成型模具中的预成型产品施加的抽吸力在0.5个大气压到2个大气压之间，抽真空时间为10～20分钟之间。

进一步地，所述步骤S4中，将经过抽真空处理后的预成型产品放入冻库中降温整形。

进一步地，所述步骤S5中，将成型模具升温到150℃～170℃。

进一步地，所述步骤S6中，对成型模具中的预成型产品施加150吨～200吨高压，并保持该高压5分钟～10分钟，使预成型产品在成型模具中固定成型，得到成品电池箱盖。

本技术方案还提供一种电池箱盖，采用如上述任一所述的电池箱盖的湿法预浸料模压工艺制备而成。

通过上述可知，本技术方案采用湿法预浸料制备出基材材料，再配合热入模、热脱模，在成型模具150℃～170℃的范围生产，使基材材料实现快速定型固化，生产效率高，6分钟左右即可完成一个生产周期，可满足产品的大批量生产；根据本工艺生产出来的电池箱盖具有良好的性能参数，质量轻，满足轻量化的要求，其弯曲强度可达到530N/mm2，拉伸强度可达到360N/mm2，满足整体的强度要求，固化收缩率小于0.5％，有效解决箱体变形的问题，吸水率小于0.25％，具有良好的防水效果，阻燃性能达到V0级，防火阻燃效果好。

附图说明

图1是本发明中电池箱盖的湿法预浸料模压工艺的步骤流程图。

图2是本发明中采用电池箱盖的湿法预浸料模压工艺制备出来的电池箱盖的结构示意图。

图3是本发明中将基材材料逐层铺设形成的预成型产品的截面图。

图4是本发明中湿法预浸料的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1所示，一种电池箱盖的湿法预浸料模压工艺，具体包括以下步骤：

步骤S1：采用湿法预浸料制备基材材料。

其中，湿法预浸料是指通过树脂溶液浸渍纤维束或者织物制备而成的预浸料。如图4所示，所述步骤S1中，具体包括以下步骤：

步骤s11：将配置好的环氧树脂溶液放入浸润区1内，并调节浸润区1内环氧树脂溶液的粘度和温度至设定值。

其中，所述步骤s11中，调节浸润区1内环氧树脂溶液的粘度为3#杯(即3号粘度杯)流出时间为7～20秒；调节浸润区1内的温度为25℃并保持。通过调节浸润区1内的温度和环氧树脂溶液的粘度，可以保证后续湿法预浸料的产品质量。

其中，所述环氧树脂溶液采用高温活化型单组分环氧树脂，包括的组分如下：以双酚A型EP(环氧树脂)为基体树脂，线性PF(酚醛树脂)为固化剂，2E4MZ(2-乙基-4-甲基咪唑)为固化促进剂，AGE(烯丙基缩水甘油醚)为活性稀释剂，BN(氮化硼)和Al2O3(三氧化二铝)为导热填料，m(EP):m(PF)＝10:3(即环氧树脂与酚醛树脂的质量比为10/3)，w(固化促进剂)＝0.5％(即固化促进剂占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的0.5％)，w(AGE)＝0.5％(即烯丙基缩水甘油醚占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的0.5％)，w(BN)＝20％(即氮化硼占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的20％)，w(Al2O3)＝20％(即三氧化二铝占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的20％)。

步骤s12：将成卷的玻璃纤维材料通过放料辊2进行放料，并依次经过第一蓄布区3、第一张紧辊4后进入浸润区1进行浸润处理。

步骤s13：将浸润后的玻璃纤维材料送入烘干塔5中进行烘干处理。

其中，所述烘干塔5的高度为20～26米，烘干温度为80～120℃。

步骤s14：经烘干处理后的玻璃纤维材料依次经过第二张紧辊6、第二蓄布区7后通过切断机8剪断成所需尺寸。

步骤s15：切断后的玻璃纤维材料通过收卷机9进行收卷。

其中，在步骤s12至步骤s15中，所述玻璃纤维材料的输送线速度为0～30m/min。在满足生成工艺要求的前提下，通过调节玻璃纤维材料的输送线速度，可以调节合适的生产速度，以提高生产效率。

步骤S2：按照生产要求，将所述基材材料裁剪成所需尺寸并逐层铺设到预成型模具中(如图2所示)，得到预成型产品。

其中，所述基材材料铺设的层数可以根据实际生成(如根据电池箱盖的厚度而确定铺设的层数)需要而设定，所述基材材料因自身材料的半粘性而使多层基材材料互相粘在一起。

步骤S3：对所述预成型模具中的预成型产品进行抽真空处理，使预成型产品的致密性更好。

其中，对预成型模具中的预成型产品进行抽真空处理，可以使预成型产品的致密性更好，保证产品的后续加工质量。

其中，对预成型模具中的预成型产品施加的抽吸力在0.5个大气压到2个大气压之间，抽真空时间为10～20分钟之间。

步骤S4：根据生成要求将经过抽真空处理后的预成型产品进行降温整形，得到定形后的预成型产品。

其中，可以将经过抽真空处理后的预成型产品放入适当的环境中进行降温整形，如放入冻库中降温整形，其中冻库中的温度为-20℃。

步骤S5：将成型模具升温到设定温度并保持。

其中，将成型模具升温到150℃～170℃。

步骤S6：将定形后的预成型产品放入升温后的成型模具中，通过高温高压使预成型产品在成型模具中固定成型，得到成品电池箱盖。

其中，对成型模具中的预成型产品施加150吨～200吨左右的高压，并保持该高压5分钟～10分钟左右，使预成型产品在成型模具中固定成型，得到成品电池箱盖。

如图3所示，本技术方案还保护一种电池箱盖，采用如上述所述的电池箱盖的湿法预浸料模压工艺制备而成。

根据上述所述的电池箱盖的湿法预浸料模压工艺，现列举以下实施例加以说明：

步骤s11：将配置好的环氧树脂溶液放入浸润区1内，并调节浸润区1内环氧树脂溶液的粘度为3#杯，流出时间为10秒；调节浸润区1内的温度为25°C并保持。

其中，所述环氧树脂溶液包括的组分如下：EP：270千克，PF：81千克，固化促进剂占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的0.5％，烯丙基缩水甘油醚占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的0.5％，氮化硼占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的20％，三氧化二铝占环氧树脂与酚醛树脂溶液总质量的20％。

步骤s12：将成卷的玻璃纤维材料通过放料辊2进行放料，并依次经过第一蓄布区3、第一张紧辊4后进入浸润区1进行浸润处理。

步骤s13：将浸润后的玻璃纤维材料送入烘干塔5中进行烘干处理。其中，所述烘干塔5的高度为26米，烘干温度为100℃。

步骤s14：经烘干处理后的玻璃纤维材料依次经过第二张紧辊6、第二蓄布区7后通过切断机8剪断成所需尺寸。

步骤s15：切断后的玻璃纤维材料通过收卷机9进行收卷。

其中，在步骤s12至步骤s15中，所述玻璃纤维材料的输送线速度为20m/min。

步骤S2：按照生产要求，将所述基材材料裁剪成所需尺寸并逐层铺设到预成型模具中，得到预成型产品。其中，基材材料的层数是3层。

步骤S3：对所述预成型模具中的预成型产品进行抽真空处理，使预成型产品的致密性更好。其中，对预成型模具中的预成型产品施加的抽吸力为1个大气压，抽真空时间为15分钟。

步骤S4：将经过抽真空处理后的预成型产品放入冻库中进行降温整形，其中冻库中的温度为-20℃，得到定形后的预成型产品。

步骤S5：将成型模具升温到设定温度并保持。其中，将成型模具升温到150℃。

步骤S6：对成型模具中的预成型产品施加180吨的高压，并保持该高压8分钟，使预成型产品在成型模具中固定成型，得到成品电池箱盖。

将根据上述实施例制得的电池箱盖进行各项性能测试，得到的结果如表1所示：

表1电池箱盖的各项性能测试参数结果

由表1可以看出，根据上述实施例制得的电池箱盖具有良好的性能参数，如密度只有1.70-1.95g/cm3，质量大大减轻，满足轻量化的要求；其弯曲强度可达到530N/mm2，拉伸强度可达到360N/mm2，满足整体的强度要求；固化收缩率小于0.5％，有效解决箱体变形的问题；吸水率小于0.25％，具有良好的防水效果；阻燃性能达到V0级，防火阻燃效果好。

相对于采用干法预浸料工艺制备电池箱盖，本技术方案采用采用湿法预浸料制备出基材材料，再配合热入模、热脱模，在成型模具150℃～170℃的范围生产，使基材材料实现快速定型固化，生产效率高，6分钟左右即可完成一个生产周期，可满足产品的大批量生产；而且干法预浸料工艺还存在涂布效率低、涂布工艺参数窄(适用范围窄)，成型外观砂眼多、良率低，材料成型致密度较低，气密性相对较差的问题，而本工艺方法采用湿法预浸料，涂布效率高、涂布工艺条件宽，适用范围更广，制得的电池箱盖的成型外观无砂眼等缺陷问题，一次良率高，产品的材料成型致密度高，气密性好，可以很好地解决采用干法预浸料工艺制备的电池箱盖的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。