一种用于方程式赛车的动力电池箱制造技术

本发明专利技术公开了一种用于方程式赛车的动力电池箱，其技术方案要点是：一种用于方程式赛车的动力电池箱，包括箱体，所述箱体内设置有电池模组，所述电池模组连接有电池管理系统，所述电池管理系统连接有用于输出电池模组电能及对电池模组补充电能的动力输出连接器、CAN通讯线接头、低压通讯线接头，所述箱体外壳包括呈蜂窝状的蜂窝芯材、设置于蜂窝芯材两侧壁的蒙皮，所述蜂窝芯材与所述蒙皮之间设置有粘合剂。本发明专利技术达到有效减轻箱体的重量并提高箱体的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于方程式赛车的动力电池箱
本专利技术涉及方程式赛车领域，尤其涉及到一种用于方程式赛车的动力电池箱。
技术介绍
随着“新能源经济”发展战略的提出，国内新能源汽车相关产业的发展突飞猛进，纯电动汽车自然是新能源汽车的发展代表之一。中国大学生电动方程式大赛(简称FSEC)，它是由高等院校汽车工程或相关专业在校生组队、每年通过亲手制造一辆赛车，来体验汽车设计、采购、制造、营销、调校、使用等环节、从而达到兼顾学习和实践目的的教育性赛事。在FSEC中，赛车核心的动力电池发展也显得尤为重要，伴随着电池技术的发展，电池箱的设计也成为新能源汽车发展的不可或缺的一部分。动力电池箱体作为电池的载体，对电池的安全和防护起到至关重要的作用，所以其需要满足较高的机械性能、防火性能、绝缘性能等。对于民用车，特别是赛车来说，整车的轻量化非常重要。目前市面上绝大多数动力电池箱体都是由金属制成，虽满足了各个性能，但对其的轻量化却极大受限于材料本身的特性。因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于方程式赛车的动力电池箱，达到有效减轻箱体的重量并提高箱体的强度。本专利技术的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种用于方程式赛车的动力电池箱，包括箱体，所述箱体内设置有电池模组，所述电池模组连接有电池管理系统，所述电池管理系统连接有用于输出电池模组电能及对电池模组补充电能的动力输出连接器、CAN通讯线接头、低压通讯线接头，所述箱体外壳包括呈蜂窝状的蜂窝芯材、设置于蜂窝芯材两侧壁的蒙皮，所述蜂窝芯材与所述蒙皮之间设置有粘合剂。本专利技术的进一步设置为：所述箱体内设置有电流传感器、高压绝缘继电器、预充继电器、熔断器、预充电阻、电压指示器。本专利技术的进一步设置为：所述箱体外壳还连接有便于散热的百叶窗。本专利技术的进一步设置为：所述箱体外壳设置有方便取放箱体的吊环。本专利技术的进一步设置为：所述蒙皮为碳纤维蒙皮，密度为1500-1700kg/m3，所述蒙皮厚度为1.9-2.1mm；所述蜂窝芯材材质为铝合金或间位芳纶纤维。本专利技术的进一步设置为：所述蜂窝芯材材质为铝合金时，其密度为49.6-97.6kg/m3，且蜂窝芯材厚度为2-4mm，其压缩强度为1.971-6.756MPa；所述蜂窝芯材材质为间位芳纶纤维时，其密度为64-96kg/m3，且蜂窝芯材厚度为3-5mm，其压缩强度为3.3-6.6MPa。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1)通过呈蜂窝状的蜂窝芯材及两侧的蒙皮可以有效减小箱体的重量，并在满足强度的条件下，最大程度提高箱体的刚度；蒙皮密度为1500-1700kg/m3，厚度为1.9-2.1mm，用相对较优秀的铺层方案来达到箱体最佳的重量及箱体总体刚度的比例，即最佳的比刚度；2)蜂窝芯材材质为铝合金时，其密度为49.6-97.6kg/m3，且蜂窝芯材厚度为2-4mm，其压缩强度为1.971-6.756MPa，在满足强度的条件下，达到达到箱体最佳的重量及箱体强度与刚度的比例；并且蜂窝芯材材质为间位芳纶纤维时，其密度为64-96kg/m3，且蜂窝芯材厚度为3-5mm，其压缩强度为3.3-6.6MPa，在满足强度的条件下，达到达到箱体最佳的重量及箱体强度与刚度的比例；3)提高电池模组使用的寿命及安全性能；4)通过百叶窗的材质与箱体外壳材质一致进一步减轻箱体重量；5)碳纤维复合材料具有比强度高、比模量大、破损安全性好以及耐疲劳性能好等特点，将其应用在方程式赛车上不仅可减轻质量，还拥有抗冲击性能好的特点，使赛车的安全性得到提高。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是箱体内部结构示意图；图3是箱体外壳结构示意图；图4是三点弯曲实验示意图。图中数字所表示的相应部件名称：1、箱体；2、吊环；3、电池模组；4、电池；5、CAN通讯线接头；6、低压通讯线接头；7、动力输出连接器；8、电压指示器；10、百叶窗；11、电流传感器；12、高压绝缘继电器；13、预充继电器；14、熔断器；15、预充电阻；16、蒙皮；17、蜂窝芯材；18、粘合剂；19、支座；20、压头。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本专利技术。如图1至图3所示，本专利技术提出的一种用于方程式赛车的动力电池箱，包括箱体1，箱体1内安装有电池模组3，为赛车的电机提供动力，电池模组3通过螺栓与箱体1连接。电池模组3为电芯单体串联集合体，两端连接有主正端主负端动力线，主正端动力线电连接有电流传感器11，电流传感器11电连接有主正高压绝缘继电器12，主正高压绝缘继电器12并联有预充继电器13、预充电阻15、电压指示器8，同时主正高压绝缘继电器12串联有熔断器14，熔断器14连接有动力输出连接器7；主负动力线连接有主负高压绝缘继电器12，主负高压绝缘继电器12并联有电压指示器8，同时主负高压绝缘继电器12串联连接有动力输出连接器7，动力输出连接器7输出电池模组3电能，亦可对电池模组3补充电能。电池模组3电连接连接有电池管理系统4，电池管理系统4电连接有CAN通讯线接头5、低压通讯线接头6，CAN通讯线接头5电连接整车CAN通讯系统信息通讯；低压通讯线接头6电连接箱体1内部电子器件及外部低压电源。为了满足赛事规则对电池箱体1各个方向能够承载足够加速度的载荷要求，同时减轻箱体1重量并提高箱体1强度与刚度，箱体1外壳设置为包括呈蜂窝状的蜂窝芯材17，在蜂窝芯材17两侧粘接有蒙皮16，蜂窝芯材17与蒙皮16之间通过粘合剂18进行固定，粘合剂18为光威6517a环氧树脂胶膜，其表面剪切强度为21.2MPa、表面撕裂强度为10.2MPa。同时，电池箱体1会通过3MDP460环氧树脂结构粘结剂粘接在车架的底板上，以此来和车架进行连接。蜂窝芯材17可以选用铝合金材质的铝蜂窝或间位芳纶纤维制成的间位芳纶蜂窝，选用铝蜂窝，其密度为49.6-97.6kg/m3，且蜂窝芯材17厚度为2-4mm，其压缩强度为1.971-6.756MPa；选用间位芳纶蜂窝，其密度为64-96kg/m3，且蜂窝芯材17厚度为3-5mm，其压缩强度为3.3-6.6MPa。蒙皮16为碳纤维蒙皮，其单层主轴(0°)拉伸强度为2100MPa-2600MPa，密度为1500-1700kg/m3，蒙皮16厚度为1.9-2.1mm。通过呈蜂窝状的蜂窝芯材及两侧的蒙皮可以有效减小箱体的重量，并在满足强度的条件下，最大程度提高箱体的刚度；并且蜂窝芯材厚度为2-4mm(或3-5mm)，蒙皮密度为1500-1700kg/m3，厚度为1.9-2.1mm，用相对较优秀的铺层方案来达到箱体最佳的重量及箱体总体刚度的比例，即最佳的比刚度。为了便于对箱体1进行散热，在箱体1外壳安装有百叶窗10，百叶窗10的材质与箱体1外壳的材质一致，通过百叶窗10方便对箱体1进行散热，同时通过百叶窗10的材质与箱体1外壳材质一致进一步减轻箱体1重量。为了方便取放箱体1，在箱体1外壳安装有取放箱体1的吊环2，吊环2转动连接与箱体1的侧壁。以下对不同材质的蜂窝芯材17通过三点弯曲实验进行测试，如图4所示，将箱体1外壳的试样放置于两个支座19上，并通过压头20抵压于试样上端面，通过两个支座19本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于方程式赛车的动力电池箱，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)内设置有电池模组(3)，所述电池模组(3)连接有电池管理系统(4)，所述电池管理系统(4)连接有用于输出电池模组(3)电能及对电池模组(3)补充电能的动力输出连接器(7)、CAN通讯线接头(5)、低压通讯线接头(6)，所述箱体(1)外壳包括呈蜂窝状的蜂窝芯材(17)、设置于蜂窝芯材(17)两侧壁的蒙皮(16)，所述蜂窝芯材(17)与所述蒙皮(16)之间设置有粘合剂(18)。

【技术特征摘要】
1.一种用于方程式赛车的动力电池箱，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)内设置有电池模组(3)，所述电池模组(3)连接有电池管理系统(4)，所述电池管理系统(4)连接有用于输出电池模组(3)电能及对电池模组(3)补充电能的动力输出连接器(7)、CAN通讯线接头(5)、低压通讯线接头(6)，所述箱体(1)外壳包括呈蜂窝状的蜂窝芯材(17)、设置于蜂窝芯材(17)两侧壁的蒙皮(16)，所述蜂窝芯材(17)与所述蒙皮(16)之间设置有粘合剂(18)。2.根据权利要求1所述的一种用于方程式赛车的动力电池箱，其特征在于：所述箱体(1)内设置有电流传感器(11)、高压绝缘继电器(12)、预充继电器(13)、熔断器(14)、预充电阻(15)、电压指示器(8)。3.根据权利要求1或2所述的一种用于方程式赛车的动力电池箱，其特征在于：所述箱体(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋正禹，黄碧雄，李嘉寅，秦皓源，黄鑫磊，周大炜，谢兆康，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31