1.本发明涉及复合材料和新能源汽车零部件，特别是一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框及其制造方法。
背景技术：
2.目前，纯电电动车使用的电池箱边框材质都是钢材和铝合金，这两种金属的优点是使用材料性能库成熟、制造工艺成熟、便于焊接。但金属材质最大的缺点是比强度和比刚度低，导致制成满足性能的边框往往重量偏重。碳纤维复合材料因其比刚度和比模量高，成为电动汽车行业减重最有潜力的材料。虽然碳纤维复合材料质轻高强，但也有明显的缺点，比如不如钢材和铝合金一样方便进行焊接，若想进行机械连接，则必须在复合材料上进行开孔，如此将会降低复合材料的性能。
技术实现要素：
3.发明目的：本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框及其制造方法，从而解决电池包金属边框重量过重，复合材料边框无法进行挂点焊接的缺点。
4.技术方案：本发明所述的一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框，所述边框由左边梁、前边梁、右边梁以及后边梁通过金属连接件依次相连组成，所述左边梁、前边梁、右边梁以及后边梁上设有均匀排布的吊耳。
5.所述左边梁、前边梁、右边梁以及后边梁的外部为方钢管，内部为碳纤维复合材料型材，碳纤维复合材料型材的两端分别长于方钢管至少50mm，长于方钢管的部分分别插入金属连接件内部。
6.碳纤维复合材料型材和方钢管之间有1mm-2mm的间隙，该间隙填充有高性能灌封胶，以粘接碳纤维复合材料型材和方钢管。
7.所述的碳纤维复合材料型材为“口”字型外围 内部两条以上波浪型筋条结构组成。
8.金属连接件和碳纤维复合材料型材之间有1mm-2mm的间隙，该间隙填充有高性能灌封胶，以粘接金属连接件和碳纤维复合材料型材。
9.所述左边梁、前边梁、右边梁、后边梁以及金属连接件上设有漏液或注胶孔。
10.一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框的制造方法，包括以下步骤：
11.(1)制作方钢管；使用折弯和焊接成型工艺制造方型钢管，然后根据边梁方钢管的长度使用钢材切割机切割，切割完成后去除边缘的毛刺；
12.(2)制作吊耳；使用钢材冲压和焊接成型工艺制造钢材吊耳；
13.(3)焊接吊耳；在焊接夹具上固定方钢管，将做好的吊耳通过焊接工艺焊接到方钢管上；
14.(4)金属件电泳处理；将焊接好的吊耳的方钢管吊挂到电泳工装上，经过电泳工序
对吊耳和方钢管进行电泳处理；
15.(5)制作边梁；使用粘接夹具固定粘接方钢管和碳纤维复合材料型材，往两者之间间隙中注入高性能灌封胶进行粘接，加热固化，加热温度60℃-100℃；
16.(6)装配边梁；使用边框装配夹具，用金属连接件连接前后左右边梁1、2、3、4，往金属连接件内部注入高性能灌封胶进行粘接，加热固化，加热温度60℃-100℃；
17.(7)边框制作完成。
18.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
19.1、相比电池包金属边框重量明显减轻；
20.2、相比复合材料边框而言，可以焊接吊装用吊耳；
21.3、与金属边框具备同等的抗挤压和碰撞性能。
附图说明
22.图1为碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框的示意图；
23.图2为边梁示意图；
24.图3为边梁截面示意图；
25.图4为金属连接件示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
27.如图1-4所示，一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框，所述边框由左边梁1、前边梁3、右边梁2以及后边梁4通过金属连接件5依次相连组成，金属连接件5装配完后与两端边梁齐平，所述左边梁1、前边梁3、右边梁2以及后边梁4上设有均匀排布的吊耳6。
28.所述左边梁1、前边梁3、右边梁2以及后边梁4为同一种截面尺寸，外部为方钢管7，内部为碳纤维复合材料型材8，碳纤维复合材料型材8的两端分别长于方钢管7至少50mm，长于方钢管7的部分分别插入金属连接件5内部；所述的方钢管7在与碳纤维复合材料型材8粘接前已经焊接好用于吊装电池箱用的金属的吊耳6。
29.碳纤维复合材料型材8和方钢管7之间有1mm-2mm的间隙，该间隙填充有高性能灌封胶10，以粘接碳纤维复合材料型材8和方钢管7。
30.所述的碳纤维复合材料型材8为“口”字型外围 内部两条以上波浪型筋条结构组成，所述的波浪型筋条结构的作用是抵抗挤压和碰撞工况，以缓冲和吸收挤压和碰撞时的能量。
31.金属连接件5和碳纤维复合材料型材8之间有1mm-2mm的间隙，该间隙填充有高性能灌封胶10，以粘接金属连接件5和碳纤维复合材料型材8。
32.所述左边梁1、前边梁3、右边梁2、后边梁4以及金属连接件5上设有漏液或注胶孔9，该漏液或注胶孔9用于电泳，以及作为注入高性能灌封胶10的注入口和排气口。
33.一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框的制造方法，包括以下步骤：
34.(1)制作方钢管；使用折弯和焊接成型工艺制造方型钢管，然后根据边梁方钢管的长度使用钢材切割机切割，切割完成后去除边缘的毛刺；
35.(2)制作吊耳；使用钢材冲压和焊接成型工艺制造钢材吊耳；
36.(3)焊接吊耳；在焊接夹具上固定方钢管，将做好的吊耳通过焊接工艺焊接到方钢管上；
37.(4)金属件电泳处理；将焊接好的吊耳的方钢管吊挂到电泳工装上，经过电泳工序对吊耳和方钢管进行电泳处理；
38.(5)制作边梁；使用粘接夹具固定粘接方钢管和碳纤维复合材料型材，往两者之间间隙中注入高性能灌封胶进行粘接，加热固化，加热温度60℃-100℃；
39.(6)装配边梁；使用边框装配夹具，用金属连接件连接前后左右边梁1、2、3、4，往金属连接件内部注入高性能灌封胶进行粘接，加热固化，加热温度60℃-100℃；
40.(7)边框制作完成。
技术特征：
1.一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框，其特征在于，所述边框由左边梁(1)、前边梁(3)、右边梁(2)以及后边梁(4)通过金属连接件(5)依次相连组成，所述左边梁(1)、前边梁(3)、右边梁(2)以及后边梁(4)上设有均匀排布的吊耳(6)。2.根据权利要求1所述的电池箱用边框，其特征在于，所述左边梁(1)、前边梁(3)、右边梁(2)以及后边梁(4)的外部为方钢管(7)，内部为碳纤维复合材料型材(8)，碳纤维复合材料型材(8)的两端分别长于方钢管(7)至少50mm，长于方钢管(7)的部分分别插入金属连接件(5)内部。3.根据权利要求2所述的电池箱用边框，其特征在于，碳纤维复合材料型材(8)和方钢管(7)之间有1mm-2mm的间隙，该间隙填充有高性能灌封胶(10)，以粘接碳纤维复合材料型材(8)和方钢管(7)。4.根据权利要求2所述的电池箱用边框，其特征在于，所述的碳纤维复合材料型材(8)为“口”字型外围 内部两条以上波浪型筋条结构组成。5.根据权利要求2所述的电池箱用边框，其特征在于，金属连接件(5)和碳纤维复合材料型材(8)之间有1mm-2mm的间隙，该间隙填充有高性能灌封胶(10)，以粘接金属连接件(5)和碳纤维复合材料型材(8)。6.根据权利要求1所述的电池箱用边框，其特征在于，所述左边梁(1)、前边梁(3)、右边梁(2)、后边梁(4)以及金属连接件(5)上设有漏液或注胶孔(9)。7.一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制作方钢管；使用折弯和焊接成型工艺制造方型钢管，然后根据边梁方钢管的长度使用钢材切割机切割，切割完成后去除边缘的毛刺；(2)制作吊耳；使用钢材冲压和焊接成型工艺制造钢材吊耳；(3)焊接吊耳；在焊接夹具上固定方钢管，将做好的吊耳通过焊接工艺焊接到方钢管上；(4)金属件电泳处理；将焊接好的吊耳的方钢管吊挂到电泳工装上，经过电泳工序对吊耳和方钢管进行电泳处理；(5)制作边梁；使用粘接夹具固定粘接方钢管和碳纤维复合材料型材，往两者之间间隙中注入高性能灌封胶进行粘接，加热固化，加热温度60℃-100℃；(6)装配边梁；使用边框装配夹具，用金属连接件连接前后左右边梁1、2、3、4，往金属连接件内部注入高性能灌封胶进行粘接，加热固化，加热温度60℃-100℃；(7)边框制作完成。
技术总结
本发明公开了一种碳纤维复合材料和钢材混合的电池箱用边框及其制造方法，所述边框由左边梁、前边梁、右边梁以及后边梁通过金属连接件依次相连组成，所述左边梁、前边梁、右边梁以及后边梁上设有均匀排布的吊耳；所述制造方法包括以下步骤：制作方钢管；制作吊耳；焊接吊耳；金属件电泳处理；制作边梁；装配边梁；边框制作完成。本发明相比电池包金属边框重量明显减轻；本发明相比复合材料边框而言，可以焊接吊装用吊耳；本发明与金属边框具备同等的抗挤压和碰撞性能。压和碰撞性能。压和碰撞性能。
技术研发人员：陈亨津 荣一鸣 杨琨
受保护的技术使用者：南京瓴荣材料科技有限公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/3/14
再多了解一些
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