[发明专利]一种变截面复合材料电池壳及制备工艺

说明书

本发明涉及一种变截面复合材料电池壳及制备工艺，电池壳包括由复合材料制成的电池壳体外板和电池壳盖，电池壳体外板由变截面的面板构成，所述电池壳体外板指的是组成电池壳外表面的板材；所述变截面的面板指的是电池壳外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同；电池壳外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同通过在电池壳外板高度不同的区域铺设不同层数的复合材料实现。本发明结合仿生思想的由变截面面板所构成的电池壳，在不使用高成本以及增加附属加强结构的情况下，通过对电池壳面板的变截面设计和铺层设计来提高电池壳的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种变截面复合材料电池壳及制备工艺，由变截面面板所构成，具备仿生铺层设计的复合材料电池壳及其制备工艺，具体涉及到复合材料电池壳的面板截面形状、新颖铺层形式以及制备流程。

背景技术

汽车的轻量化设计对于汽车产业及交通运输行业实现节能减排，绿色发展意义重大，是该产业持续发展的必经之路。电池组总成在电动汽车整备质量中占比可达30％，因而电池壳轻量化设计对整车轻量化十分重要。复合材料由于其轻量化、高比刚、高比强，冲击吸能特性良好等优势，在汽车零部件设计的应用逐渐广泛。

在目前的电池壳设计中，主要是通过应用性能更优异的材料以及使用夹层加筋等结构设计来提高电池壳的力学性能。性能优异的材料不易获得，且成本过高。使用加筋或夹层结构使电池壳的结构更加复杂，降低了其可靠性，而且使用加筋或夹层结构也会牺牲电池壳本身的容量。

CN 102825881 B专利中通过在电池壳体中填充颗粒来增强电池壳的散热性能和机械性能。CN 1180935A专利中通过选用适合的树脂，多种生产工艺和不同材料铺层的方式来提高电池壳的机械性能。CN 103613853 B专利中通过合适的化学配比，生产出适合电池壳的聚合物复合材料。

在上述现有专利中，还没有提出利用截面设计和铺层角度优化来提高电池壳性能的。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种复合材料电池壳及制备工艺，结合仿生思想的由变截面面板所构成的电池壳，在不使用高成本以及增加附属加强结构的情况下，通过对电池壳面板的变截面设计和铺层设计来提高电池壳的力学性能。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种变截面复合材料电池壳，包括由复合材料制成的电池壳体外板和电池壳盖，所述电池壳体外板由变截面的面板构成，所述电池壳体外板指的是组成电池壳外表面的板材；所述变截面的面板指的是电池壳外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同，即变截面面板的横截面不是传统的矩形，而是在高度方向上截面的宽度有所改变；电池壳外板在高度方向上不同位置的面板厚度不同通过在电池壳外板高度不同的区域铺设不同层数的复合材料实现。

所述变截面面板的截面形状为任意变宽度几何形状，优选鱼腹型或梯形。

所述变截面面板的截面变形通过在面板高度方向上位置不同的区域不同区域铺设不同层数的复合材料实现时，采用具有角度梯度的铺层方式，即螺旋铺层。

所述螺旋铺层具体实现为：

(1)设计铺层角度：一个n层复合材料，以t1,t2,t3…tk…tn代表第一层，第二层，第三层…第k层…第n层，设第一层的铺层角度为0度，则第k层的铺层角度为其中：180<θ<360。

(2)根据上述设计的角度，裁剪合适纤维角度的单层复合材料。

本发明一种变截面复合材料电池壳制备工艺，其特征在于所述步骤如下：

(1)设计变截面面板的截面形状；

(2)根据不同高度上的截面宽度和单层复合材料的厚度，确定面板高度方向上位置不同的区域所需要的铺层层数；