一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构制造技术

一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构，属于电池应用技术领域。包括水冷板、设于水冷板上方的边框和加强梁，所述连接结构还包括若干组金属连接件，所述加强梁通过连接件与边框内部连接，加强梁包括若干组平行的横梁和与之垂直连接的纵梁，横梁和纵梁的外端面分别设有阶梯状插槽，连接件一侧设有与之插接的插销，另一侧与边框腹板面连接，底端与水冷板连接。本实用新型专利技术解决了复合材料电池箱难以沿用原金属焊接方法进行装配的问题，能够满足电池箱整体装配性与功能性要求，实现新能源电动汽车轻量化目标。车轻量化目标。车轻量化目标。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构


[0001]本技术属于电池应用
，具体涉及一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构。

技术介绍

[0002]对于纯电动汽车来说，减重是提升其动力和续航的一个有效途径。作为其中的一个大体积部件，电池箱存在着相当大的轻量化潜力。相较于金属材料，复合材料以其优越的力学性能，并同时具备防火、阻燃、耐热等功能性优点，被逐渐应用到新能源汽车电池箱体上来。
[0003]传统金属电池箱边框及加强梁（横梁、纵梁）通过焊接工艺组装在一起，对于复合材料电池箱体，焊接已不能适用于复材结构间的连接。从用电安全方向考虑，电池箱壳体必须与车辆的地（车辆壳体）实现等电位连接，金属电池箱壳体由于材料本身具有导电性，可直接采用地线或粗螺栓的方式进行设计，但复合材料本身导电性较差，需考虑其他接地设计方案。

技术实现思路

[0004]解决的技术问题：针对上述技术问题，本技术提供一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构，解决了复合材料电池箱难以沿用原金属焊接方法进行装配的问题，并同时解决接地防护，能够满足电池箱整体装配性与功能性要求，实现新能源电动汽车轻量化目标。
[0005]技术方案：一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构，包括水冷板、设于水冷板上方的边框和加强梁，所述连接结构还包括若干组金属连接件，所述加强梁通过连接件与边框内部连接，加强梁包括若干组平行的横梁和与之垂直连接的纵梁，横梁和纵梁的外端面分别设有阶梯状插槽，连接件一侧设有与之插接的插销，另一侧与边框腹板面连接，底端与水冷板连接。
[0006]作为优选，所述加强梁与连接件连接处的外侧设有注胶口，从注胶口注胶，使加强梁和连接件之间胶接，连接件中插销的端部设有挡胶圈，用于防止注胶过程中胶粘剂流入到加强梁腔体内部。
[0007]作为优选，加强梁和连接件插接时采用胶铆或胶螺连接，连接件的台阶面和加强梁肋板面胶接宽度（长度）为8~80 mm，金属连接件背部与边框内侧腹板面胶接，底部与水冷板上表面胶接，胶接宽度（长度）取值为10~50 mm。
[0008]作为优选，所述连接件底部设有模组安装点，模组安装点与金属连接件集成，能够满足与模组安装的硬点连接。
[0009]作为优选，所述模组安装点通过铜线接地，由于金属连接件均布于电池箱加强梁与边框四周，通过在连接件安装点位置引出铜线，可设计通路至车身传导电荷，实现等电位要求。
[0010]作为优选，所述连接件与边框腹板面和水冷板胶接，胶层厚度取值范围0.2~5 mm。
[0011]有益效果：1.本新型通过提出一种复合材料加强梁连接结构，采用金属连接件多台阶插销式设计，与相邻的复合材料横纵梁多台阶插槽相互榫卯配合，金属连接件背部与边框内侧腹板面胶接，加强梁、金属连接件、边框三者通过结构胶粘接。通过在箱体边框与横纵加强梁间增加上述连接件，能够满足复合材料箱体内部结构的连接，并对电池箱整体侧向挤压、碰撞、跌落等工况提供一定性能上的提升。相较于传统金属箱体内部焊接结构，此连接件方案结构在整体减重上收益更高，另外由于复合材料边框及横纵梁采用拉挤类工艺，该工艺本身具有产线投入低，生产效率高，材料利用率高等特点，使得产品在满足使用和安全性要求的前提下，成本得到有效的控制。
[0012]2.另外，本新型基于复合材料电池箱体，其边框及加强梁采用复合材料设计，不能够沿用原有的焊接方法进行装配的技术问题，提出一种新的连接结构，能够满足复合材料电池箱加强梁连接。对此连接结构进行不断优化设计，能够实现更多的电池箱功能性集成，例如在连接结构上增加模组安装点、通过此连接结构进行接地通路设计等。
附图说明
[0013]图1 为本新型所述汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构拆解示意图；
[0014]图2为本新型所述连接件与边框连接关系示意图；
[0015]图3为本新型所述加强梁外端面结构示意图；
[0016]图4为本新型所述连接件安装方向示意图；
[0017]图5为本新型所述连接件功能集成示意图。
[0018]图中各数字标号代表如下：1.水冷板；2.边框；3.加强梁；4.连接件；5.横梁；6.纵梁；7.注胶口；8.挡胶圈；9.模组安装点。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施例对本新型作进一步描述。
[0020]实施例1
[0021]一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构，参见图1
‑
4，包括水冷板1、设于水冷板1上方的边框2和加强梁3，所述连接结构还包括若干组金属连接件4，所述加强梁3通过连接件4与边框2内部连接，加强梁3包括若干组平行的横梁5和与之垂直连接的纵梁6，横梁5和纵梁6的外端面分别设有阶梯状插槽，连接件4一侧设有与之插接的插销，另一侧与边框2腹板面连接，底端与水冷板1连接。
[0022]操作时，先将连接件4与复合材料横纵梁通过工装定位粘接（插销表面涂胶后与对应的插槽插接），然后整体与水冷板1和边框2粘接。
[0023]本实施例中电池箱边框2及横纵加强梁3采用连续纤维（包括但不限于碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或以上混合纤维等）增强树脂（包括但不限于环氧、聚氨酯、不饱和、乙烯基等树脂）基复合材料，通过拉挤（包扩但不限于单向纤维拉挤、拉缠、织物拉编或以上混合形式等的拉挤相关的变种工艺）工艺成型。
[0024]连接件4采用金属材料（包括但不限于钢、铝合金等），通过制造加工（包括但不限于铸造、锻造、挤出、机加、焊接等）工艺成型，所有连接面需进行机加工保持平整。通过对连
接件4进行减重优化设计，单个连接件4重量可控制在0.1~0.3 kg范围内。
[0025]实施例2
[0026]同实施例1，区别在于，所述加强梁3与连接件4连接处的外侧设有注胶口7，当加强梁3与连接件4工装定位后，采用胶枪或针管类注胶设备，向加强梁3两（外）侧注胶口7进行注胶，使加强梁3和连接件4之间胶接，连接件4中插销的端部设有挡胶圈8，用于防止注胶过程中胶粘剂流入到加强梁3腔体内部。
[0027]为进一步提高连接强度及可靠性，加强梁3和连接件4插接时采用胶铆或胶螺连接，连接件4的台阶面和加强梁3肋板面胶接宽度为8~80 mm，连接件4背部与边框2内侧腹板面胶接，底部与水冷板1上表面胶接，胶接宽度取值为10~50 mm，由于胶粘固化时间较长，采用胶铆或胶螺混合连接方式，注胶完成后立即进行机械连接紧固，快速进入下一道工序，增加工作效率。本实施例中所述结构胶为断裂伸长率较高、韧性较好的聚氨酯结构胶，对大多数复合材料进行粘合时无需使用底涂剂，具有良好的填隙和密封性能，并具有更为理想的可靠性和耐疲劳性。
[0028]所述连接件4内部中空且设有加强筋，所述加强筋与连接件4内部连接，连接件4内部中空设计可以减轻重量，加强筋能够增强连接件4的强度。
[0029]参见图5，所述连接件4底部设有模组安装点9，模组安装点9与金属连接件集成，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构，包括水冷板（1）、设于水冷板（1）上方的边框（2）和加强梁（3），其特征在于，所述连接结构还包括若干组金属连接件（4），所述加强梁（3）通过连接件（4）与边框（2）内部连接，加强梁（3）包括若干组平行的横梁（5）和与之垂直连接的纵梁（6），横梁（5）和纵梁（6）的外端面分别设有阶梯状插槽，连接件（4）一侧设有与之插接的插销，另一侧与边框（2）腹板面连接，底端与水冷板（1）连接。2.根据权利要求1所述的一种汽车复合材料电池箱加强梁的连接结构，其特征在于，所述加强梁（3）与连接件（4）连接处的外侧设有注胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥龙，张伟，魏斌，
申请(专利权)人：杭州卡涞复合材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：