CN109807247A - 一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺 - Google Patents

一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺 Download PDF

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陈涛
熊栋
***
葛晓东
孙鹏程
唐翠
毛碧波
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Abstract

本发明属于新能源电池技术领域，提供了一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，按照下层铝板先经过打磨去油等预处理后并涂覆隔离剂；将下层铝板按照实际管路图案在涂覆隔离剂后再丝网印刷上过液通道；将两层铝板通过边角冲压技术点局部固在一起；之后将铝板放入轧制辊中进行热轧复合；接着通过上层铝板上的吹气孔通入吹胀气体，对其进行低速率的热塑性吹胀成型。本发明的优点在于电动汽车的电池包用两层铝板轧制复合后再超塑工艺吹胀水冷板制作工艺，依靠超塑性成型工艺制作铝制水冷板可以在壁厚可以均匀的延展，达到很薄的厚度而不破裂，制作出的水冷板精度高，整体成形性好，生产自动化程度高，可满足各种复杂部件的成型要求。

Description

一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺
技术领域
本发明属于新能源电池技术领域，涉及一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺。
背景技术
随着时代的发展，电动汽车作为一款新的节能环保型汽车，正处在高速发展的道路上，随着汽车轻量化的迫切需求，作为电动汽车的核心部件之一——动力电池***，如何使电池能安全，稳定，高效地给车提供动力能源一直是各方研究的重点。电池在适宜的温度下工作不但能够发挥更高的效率，减少能耗损失，延长电池的使用寿命，同时电池在适应的温度下充放电，其本身安全性和稳定性也大大提高，减少了热失控发生的可能性。要保证电池箱内部的电池能在适宜的温度下工作，就需要电池动力***中配置相应的热管理***。目前主流的给电池散热的方法是依靠水冷的方式，相对于风冷，液体的比热要大大高于空气，这也就意味着单位时间内，水冷***能更快更有效地降低电池箱体内部的温度。而随着电池***往更高电量和更高的充放电倍率方向发展，电池工作中热量释放的也变得越来越多，对应的水冷***的降温效率要求也越来越高，在更高效的冷却液的研究同时，水冷管路的设计方向也在往更宽更大发展。
现有的水冷板技术的缺点是：一、管板式水冷板管体与板的热交换效率较低，占用空间大且圆管本身的形状在电池包的设计上存在较多的限制，管式散热器受结构的限制，管道与换热面积接触面积相对较小，从而换热效率降低，且无法适应电池箱中复杂的结构特点；二是型材类水冷板壁厚过大，其本身自重较重，运用到电池***上无法达到轻量化的目的，且成本较高；三是采用先冲压上下板材再钎焊焊接的工艺，很难达到类似轧制复合的面焊接效果.加工难度大在水冷板形状复杂的情况下，很难保证上下水冷板的整体密封性容易泄露造成安全隐患，且相对于本发明中的工艺，此工艺的成本过高；四是传统的吹胀式水冷板只能做到2-3mm左右的吹胀形变深度(吹胀变形量过大会导致板材开裂)，管路通道截面大小有限，散热冷却的效率较难提升，无法达到我们需求的大管路水冷板要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，在水冷板的大管路和轻量化的双重设计要求下，本专利设计了一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，通过轧制复合先保证上下水冷板的整体密封性，将材料温度提升到超塑性的要求温度下，依靠超塑性成型技术使得吹胀水冷板可以突破原先的成型深度瓶颈，达到更深的吹胀成型程度，依靠超塑性变形的特点，水冷板在不增加更多材料的情况下，其吹胀程度大大提升，其壁厚也大大减薄，最终完成了我们所需求的大管路成型轻量化水冷板。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，包括上层铝板和下层铝板，其特征在于，按照以下步骤：
步骤一、下层铝板先经过打磨去油等预处理后并涂覆隔离剂；
步骤二、将下层铝板按照实际管路图案在涂覆隔离剂后再丝网印刷上过液通道；
步骤三、在上层铝板上具有吹气孔，将预处理的上层铝板覆盖在下层铝板上部，并将两层铝板通过边角冲压技术点局部固在一起；
步骤四、对固在一起的上层铝板和下层铝板进行加热，之后将铝板放入轧制辊中进行热轧复合；
步骤五、轧制完成后将复合好的水冷板放入吹胀模具内，模具通过电热棒加热；
步骤六、接着通过上层铝板上的吹气孔通入吹胀气体，对其进行低速率的热塑性吹胀成型，使隔离剂上的铝板吹胀形成过液通道形成冷却管路，成型结束后取出复合的水冷板进行冷却；
步骤七、复合的水冷板冷却完成后进行最后的剪切形状或必要的打磨，按照各种需求进行表面处理，最后在水中通入压缩空气检查气密性。
在上述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺中，所述的上层铝板的材质为AL6016铝合金板，下层铝板的材质为AL5083细晶铝合金板。
在上述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺中，步骤二中放入模具内通过加热棒加热到530℃，保温时间10min使水冷板整体达到530度热塑性成型温度。
在上述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺中，步骤一中的隔离剂为石墨。
在上述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺中，步骤六中的吹胀气体为氮气，吹胀气压10MPa。
与现有技术相比，本发明的优点在于电动汽车的电池包用两层铝板轧制复合后再超塑工艺吹胀水冷板制作工艺，将复铝板生产成密封性好、热转换效率高的吹胀式水冷板，依靠超塑性成型工艺(金属在在一定温度下吹胀伸长率可达1000％)，铝制水冷板可以在壁厚可以均匀的延展，达到很薄的厚度而不破裂，采用该工艺可以制得更小厚度的水冷板，相对于其他类型的水冷板，超塑性吹胀水冷板热转换效率高，使用寿命长，自重更轻，密封可靠性更高，且成型难度低，模具成本低，采用该工艺制作出的水冷板精度高，整体成形性好，生产自动化程度高，可满足各种复杂部件的成型要求。
附图说明
图1是本电池箱铝合金吹胀式水冷板结构示意图；
图2是电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
图中，上层铝板1；下层铝板2；过液通道3；吹气孔4。
如图1以及图2所示，本电池箱铝合金吹胀式水冷板包括上层铝板1和下层铝板2，这里在上层铝板1上具有吹气孔4，下层铝板2上具有冷却用的过液通道3，这里吹胀式水冷板产品采用两层铝板轧制复合后再超塑吹胀的方式加工成型，它包括通过涂抹隔离剂(石墨)、覆铝板、热轧延压形成的复合铝板，其中上层铝板1材质为AL 6016铝合金板，下层铝板2为AL 5083细晶铝合金板。
具体按照以下步骤进行：步骤一、将下层铝板2先经过打磨去油等预处理后并涂覆隔离剂，其中隔离剂为石墨，将下层铝板2按照实际管路图案在涂覆隔离剂后再丝网印刷上过液通道3，步骤三、将预处理的上层铝板1覆盖在下层铝板2上部，并将两层铝板通过边角冲压技术点局部固在一起，步骤四、对固在一起的上层铝板1和下层铝板2进行加热，之后将铝板放入轧制辊中进行热轧复合，步骤五、轧制完成后将复合好的水冷板放入吹胀模具内，模具通过电热棒加热，具体为模具内通过加热棒加热到530℃，保温时间10min使水冷板整体达到530度热塑性成型温度，步骤六、接着通过上层铝板1上的吹气孔4通入吹胀气体，吹胀气体为氮气，吹胀气压10Mpa，对其进行低速率的热塑性吹胀成型，使隔离剂上的铝板吹胀形成过液通道3形成冷却管路，成型结束后取出复合的水冷板进行冷却，复合的水冷板冷却完成后进行最后的剪切形状或必要的打磨，按照各种需求进行表面处理，最后在水中通入压缩空气检查气密性，这里本专利结合超塑性变形的特点，结合传统的铝制吹胀的工艺方法，通过轧制复合先保证上下水冷板的整体密封性，将材料温度提升到超塑性的要求温度下，依靠超塑性成型技术使得吹胀水冷板可以突破原先的成型深度瓶颈，达到更深的吹胀成型程度，采用该工艺制作出的水冷板精度高，整体成形性好，生产自动化程度高，可满足各种复杂部件的成型要求。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。

Claims (5)

1.一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，包括上层铝板和下层铝板，其特征在于，按照以下步骤：
步骤一、下层铝板先经过打磨去油等预处理后并涂覆隔离剂；
步骤二、将下层铝板按照实际管路图案在涂覆隔离剂后再丝网印刷上过液通道；
步骤三、在上层铝板上具有吹气孔，将预处理的上层铝板覆盖在下层铝板上部，并将两层铝板通过边角冲压技术点局部固在一起；
步骤四、对固在一起的上层铝板和下层铝板进行加热，之后将铝板放入轧制辊中进行热轧复合；
步骤五、轧制完成后将复合好的水冷板放入吹胀模具内，模具通过电热棒加热；
步骤六、接着通过上层铝板上的吹气孔通入吹胀气体，对其进行低速率的热塑性吹胀成型，使隔离剂上的铝板吹胀形成过液通道形成冷却管路，成型结束后取出复合的水冷板进行冷却；
步骤七、复合的水冷板冷却完成后进行最后的剪切形状或必要的打磨，按照各种需求进行表面处理，最后在水中通入压缩空气检查气密性。
2.根据权利要求1所述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，其特征在于，所述的上层铝板的材质为AL6016铝合金板，下层铝板的材质为AL5083细晶铝合金板。
3.根据权利要求1所述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，其特征在于，步骤二中放入模具内通过加热棒加热到530℃，保温时间10min使水冷板整体达到530度热塑性成型温度。
4.根据权利要求1所述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，其特征在于，步骤一中的隔离剂为石墨。
5.根据权利要求1所述的一种电池箱铝合金吹胀式水冷板生产工艺，其特征在于，步骤六中的吹胀气体为氮气，吹胀气压10MPa。
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