CN106042880B - 一种用于纯电动汽车的电池包总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纯电动汽车的电池包总成，属于汽车制造技术领域。该电池包总成包括：彼此固定连接的上壳体和下壳体；上壳体呈阶梯状结构，下壳体底面外侧设置有第一加强板和多个第二加强板；第一加强板位于下壳体底面中间，并且第一加强板的两端分别靠近下壳体的前后两端；多个第二加强板对称分布在第一加强板的左右两侧并且与第一加强板垂直；下壳体底面外侧还设置有多个第一加强筋；下壳体的左右两侧分别设置有与第一加强板平行的第三加强板和第四加强板；下壳体的后端设置有与第一加强板垂直的第五加强板，第五加强板上设置有多个第二加强筋。该电池包总成具有良好耐振动和抗冲击性能，能够与汽车车身很好的固定连接，且空间利用率高。

Description

一种用于纯电动汽车的电池包总成

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种用于纯电动汽车的电池包总成。

背景技术

随着能源环境危机的加剧，研究一种能够缓解能源压力、降低环境污染的节能环保汽车显得尤为重要，因此，以动力电池和驱动电机代替传统动力源的纯电动汽车应运而生，成为未来汽车工业的主要发展方向之一。动力电池是纯电动汽车的主要动力来源，是纯电动汽车的核心部件。

动力电池通常设置在电池包内，通过电池包安装固定在汽车车身上。目前，纯电动汽车的电池包大多固定在车身地板下方。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：为了保证足够的续航行驶能力，纯电动汽车需要大量的动力电池。现有的电池包的强度和刚度性能较差，抗振动和抗冲击能力不可靠。这就使得电池包没有足够的承载能力，不能够承受动力电池的重力，在汽车行驶过程中，当电池包受到震动或者冲击载荷时，电池包不能与车身牢固的连接，影响汽车的安全行驶。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种强度高、刚性大，抗振动和抗冲击性能好，承载能力好，能够与汽车车身牢固连接的用于纯电动汽车的电池包总成。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明实施例提供了一种用于纯电动汽车的电池包总成，所述电池包总成设置在汽车车身地板下方，所述电池包总成包括：

彼此固定连接的上壳体和下壳体；

所述上壳体的底面开放，所述上壳体的顶面包括前部顶面和后部顶面，所述前部顶面的高度小于所述后部顶面的高度；

所述下壳体的顶面开放，所述下壳体的内部布置有多个电池模组；

所述下壳体的底面的外侧设置有第一加强板和多个第二加强板；所述第一加强板位于所述下壳体底面中间，并且所述第一加强板的两端分别靠近所述下壳体的前后两端；多个所述第二加强板对称分布在所述第一加强板的左右两侧并且与所述第一加强板垂直；所述下壳体的底面的外侧还设置有多个第一加强筋；

所述下壳体的左右两侧分别设置有第三加强板和第四加强板；所述第三加强板和所述第四加强板与所述第一加强板平行；

所述下壳体的后端设置有第五加强板，所述第五加强板与所述第一加强板垂直；并且所述第五加强板上设置有多个第二加强筋。

进一步地，所述第二加强板的数量为8块；所述第一加强板的左右两侧分别设置有4块所述第二加强板。

进一步地，所述下壳体的底面的内侧与所述前部顶面相对应的区域为第一电池模组固定区，所述下壳体的底面的内侧与所述后部顶面相对应的区域为第二电池模组固定区；

所述第一电池模组固定区设置有用于安装所述电池模组的第一安装板，所述第二电池模组固定区设置有用于安装所述电池模组的第二安装板和第三安装板，所述第三安装板位于所述第二安装板上方。

进一步地，所述第一安装板、第二安装板以及第三安装板上均设置有多个第一安装孔，每4个所述第一安装孔对应安装一个所述电池模组；所述第一安装板、第二安装板以及第三安装板的下表面上固定有与所述第一安装孔相对应的螺母。

进一步地，所述第一安装板、第二安装板以及第三安装板上，在所述第一安装孔周围还设置有凸台，所述凸台上设置有与所述第一安装孔相对应的第二安装孔。

进一步地，所述电池模组通过螺栓与所述第一安装板、第二安装板以及所述第三安装板固定。

进一步地，所述第一安装板、第二安装板以及第三安装板上还设置有多个散热孔。

进一步地，所述上壳体的底部四周以及所述下壳体顶部四周均设置有翻边。

进一步地，所述上壳体的翻边和所述下壳体的翻边之间设置有密封圈和隔震垫。

进一步地，所述第三加强板和所述第四加强板上均设置有向外延伸的连接耳片，所述连接耳片上设置有用于将所述电池包总成和所述汽车车身地板固定的第三安装孔。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例提供了一种用于纯电动汽车的电池包总成，该电池包总成包括上壳体和下壳体，其中，下壳体的外侧设置有加强板，包括设置地面外侧中间并且贯通下壳体底面前后两端的第一加强板，对称分布在第一加强板两侧、并且与第一加强板垂直的多个第二加强板，设置在下壳体左右两侧、与第一加强板平行的第三加强板和第四加强板，以及设置在下壳体后侧、与第一加强板垂直的第五加强板。同时，下壳体底面外侧还设置有第一加强筋，第五加强板上设置有第二加强筋。通过设置上述加强板和加强筋，有效提高了电池包总成的强度和刚度，提高了电池包总成的承载能力，避免在汽车行驶过程中，当电池包受到震动或者冲击载荷时下壳体发生开裂的问题，保证了电池模组的有效固定，极大程度的提高了电池包总成的耐振动和抗冲击性能，有效保证纯电动汽车的续航能力。同时，本发明实施例提供的电池包总成中，上壳体呈前低后高的阶梯型结构，该结构能够与汽车车身地板的形状很好的配合，从而最大程度的利用有限的车身地板的下部空间布置电池包总成，提高空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于纯电动汽车的电池包总成的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于纯电动汽车的电池包总成中下壳体外部的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的用于纯电动汽车的电池包总成中电池模组布置方式示意图；

图4为本发明实施例提供的用于纯电动汽车的电池包总成中下壳体内部的结构示意图。

图中附图标记分别表示：

1-上壳体；101-前部顶面；102-后部顶面；

2-下壳体；3-第一加强筋；4-翻边；5-第三加强板；6-第四加强板；

7-第二加强板；8-第一加强板；9-第二加强筋；10-第五加强板；

11-连接耳片；12-电池模组；13-第一安装板；14-第二安装板；

15-第三安装板；16-凸台；17-散热孔。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

本发明实施例中所述的“前”、“后”、“左”、“右”等方向，是以汽车行驶方向作为基准进行划分的，如图1和图2中箭头方向所示。

本发明实施例提供了一种用于纯电动汽车的电池包总成，该电池包总成设置在汽车车身地板下方，参见图1，并结合图2～图4，该电池包总成包括：

彼此固定连接的上壳体1和下壳体2。

其中，上壳体1的底面开放，上壳体1的顶面包括前部顶面101和后部顶面102，前部顶面101的高度小于后部顶面102的高度。

下壳体2的顶面开放，下壳体2的内部布置有多个电池模组12。

下壳体2的底面的外侧设置有第一加强板8和多个第二加强板7；第一加强板8位于下壳体2底面中间，并且第一加强板8的两端分别靠近下壳体2的前后两端；多个第二加强板7对称分布在第一加强板8的左右两侧并且与第一加强板8垂直；下壳体2的底面的外侧还设置有多个第一加强筋3。

下壳体2的左右两侧分别设置有第三加强板5和第四加强板6；第三加强板5和第四加强板6与第一加强板8平行。

下壳体2的后端设置有第五加强板10，第五加强板10与第一加强板8垂直；并且第五加强板10上设置有多个第二加强筋9。

本发明实施例提供的电池包总成设置在汽车车身地板下方，下壳体2承载着电池模组12的重力，在车辆行驶过程中，容易发生开裂。因此，本发明实施例中对电池包总成中的下壳体2的结构进行优化改进，以提高其刚度和强度。具体来说，在下壳体2的底面的外侧的中间位置设置一条贯通下壳体2前后两端的第一加强板8，即第一加强板8的长度方向与下壳体2的前后方向相平行。第一加强板8将下壳体2的底面的外侧分为左右两个部分。第二加强板7则对称的分布在第一加强板8的左右两侧，并且与第一加强板8垂直。在下壳体2的左右两侧以及后端还分别设置有第三加强板5、第四加强板6以及第五加强板10。如图2所示，第三加强板5、第四加强板6以及第五加强板10的截面形状均为“L”形，“L”形的一条边贴合在下壳体2的底面上，“L”的另一条边则贴合在下壳体2的左右侧面和后侧面上。

在设置加强板的基础上，本发明实施例中，还分别在下壳体2的底面外侧以及第五加强板10上设置第一加强筋3和第二加强筋9。对于第一加强筋3来说，第一加强板8和第二加强板7将下壳体2的底面外侧分为若干个方形区域，第一加强筋3就设置在上述方形区域内，每个方形区域内可以设置2～3条第一加强筋3，其长度方向可以和第一加强板8垂直；也可以和第一加强板8平行；也可以一部分和第一加强板8垂直，另一部分和第一加强板8平行。对于第二加强筋9来说，可以设置在第五加强板10与下壳体2后侧面相贴合的部分上，其长度方向与第一加强板8平行，并沿下壳体2的左右方向分布。

通过设置上述加强板和加强筋，有效提高了电池包总成的强度和刚度，提高了电池包总成的承载能力，避免在汽车行驶过程中，当电池包受到震动或者冲击载荷时下壳体发生开裂的问题，保证了电池模组的有效固定，极大程度的提高了电池包总成的耐振动和抗冲击性能，有效保证纯电动汽车的续航能力。

同时，本发明实施例提供的电池包总成中，上壳体1呈前低后高的阶梯型结构，该结构能够与汽车车身地板的形状很好的配合，从而最大程度的利用有限的车身地板的下部空间布置电池包总成，提高空间利用率。

进一步地，本发明实施例中，第二加强板7的数量可以为6块、8块、10块、12块等，本发明实施例不作特殊限定。优选设置8块第二加强板7，第一加强板8的左右两侧分别设置4块，即下壳体2外侧共设置12块加强板。

进一步地，本发明实施例提供的电池包总成中，优选以汽车车身地板的中通道为对称轴，将电池包的左右两侧对称分布在中通道的两侧，以避免放置在一侧造成重量不平衡，使得车身重心平稳，保证车辆的安全性和舒适性。由于中通道是向上凸起的，也就是车身地板下方中通道对应的位置呈凹槽形式，为了使上壳体1能够与汽车车身地板更好的配合，上壳体1的前端向前设置有突出部，下壳体2也相应的设置有突出部，使电池包总成整体呈“T”形。上壳体1的前部顶面101上向上设置有凸起，与车身地板下方的凹槽向配合。

进一步地，参见图3，本发明实施例提供的电池包总成中，电池模组12通过安装板固定在下壳体2的底面的内侧。具体来说，下壳体2的底面的内侧与前部顶面101相对应的区域为第一电池模组固定区，下壳体2的底面的内侧与后部顶面102相对应的区域为第二电池模组固定区。由于上壳体1的后部顶面102高于上壳体1的前部顶面101，因此，上壳体1的后部顶面102与下壳体2之间的距离要大于上壳体1的前部顶面101与下壳体2之间的距离。基于此，在上述第一电池模组固定区设置有用于安装电池模组12的第一安装板13，在上述第二电池模组固定区设置有用于安装电池模组12的第二安装板14和第三安装板15，并且第三安装板15位于第二安装板14上方，即第二电池模组固定区可以固定两层电池模组12，实现了空间的充分利用。

图3示出了一种电池模组12在下壳体2内的布置方式，在第一电池模组固定区，布置了12个电池模组12，每3个电池模组12为一组，这12个电池模组12的长度方向沿下壳体2的前后方向设置。在第一电池模组固定区，还固定了2个长度方向与下壳体2的前后方向垂直的电池模组12。在第二电池模组固定区，每一层安装板上布置了5个电池模组12，这部分电池模组12的长度方向与下壳体2的前后方向平行。采用图3的布置方式，共在下壳体2内布置了24个电池模组12，大大提升了纯电动汽车的续航能力。

本发明实施例中，电池模组12可以采用以下方式固定在安装板上。具体为：在第一安装板13、第二安装板14以及第三安装板15上设置多个第一安装孔，每4个第一安装孔对应安装一个电池模组12。在第一安装板13、第二安装板14以及第三安装板15的下表面上固定与第一安装孔相对应的螺母。为了进一步提高电池包总成的刚度和强度，可以在第一安装板13、第二安装板14以及第三安装板15的第一安装孔周围设置凸台16，并在凸台16上设置与第一安装孔相对应的第二安装孔。在固定电池模组12时，电池模组12的四个角的位置本身设置有安装孔，因此，将螺栓依次穿过电池模组的安装孔、上述的第二安装孔和第一安装孔后与螺母拧紧，从而将电池模组12固定在相应的安装板上。

需要说明的是，参见图4，距离较近的几个第一安装孔之间可以共用1个凸台16。

本发明实施例中，第一安装板13、第二安装板14以及第三安装板15的设置不仅保证了电池模组的有效固定，还能够与设置在下壳体2外侧的加强板相配合，提高电池包总成整体结构刚度和强度，进一步提高电池包总成的耐振动和抗冲击性能。

在纯电动汽车行驶过程中，电池模组12会发热，如果热量不能及时散出，容易发生危险，因此，在第一安装板13、第二安装板14以及第三安装板15上还设置有多个散热孔17。参见图4，可以在每个电池模组12对应的位置处设置散热孔17。

进一步地，本发明实施例提供的电池包总成中，在上壳体1的底部四周以及下壳体2顶部四周均设置有翻边4。在翻边4上也设置有安装孔，螺栓穿过上述安装孔后将上壳体1和下壳体2固定连接。

同时，为了提高电池总成整体的密封性能和抗振性能，在上壳体1的翻边4和下壳体2的翻边4之间设置有密封圈和隔震垫。

进一步地，本发明实施例中，电池包总成与汽车车身的固定方式没有特殊的限定，可以根据汽车车身实际的情况进行设置。例如可以在上壳体1或者下壳体2上焊接固定支架，通过固定支架将电池包总成固定在汽车车身上。本发明实施例提供了一种更为简便的固定方式，具体为：在下壳体2左右两侧的第三加强板5和第四加强板6上设置向外延伸的连接耳片11，连接耳片11上设置有用于将电池包总成和汽车车身地板固定的第三安装孔，利用螺栓穿过上述第三安装孔将电池包总成与汽车车身地板固定。

进一步地，本发明实施例中，上壳体1和下壳体2分别由一整块板材冲压成型，工艺简单，成型质量稳定，易于加工制造以及大批量生产。

本发明实施例提供的电池包总成的安装方法如下：首先利用螺栓将电池模组12固定到第一安装板13、第二安装板14以及第三安装板15上，然后将第一安装板13、第二安装板14以及第三安装板15点焊焊接到下壳体2内部。然后在上壳体1和下壳体2的翻边4之间安装密封圈和隔震垫，再用螺栓将上壳体1和下壳体2固定连接，即完成了电池包总成的组装。最后，再利用连接耳片11和螺栓将电池包总成固定到汽车车身地板下方。以上安装的整个过程可以再原生产线后，再增加工序进行总装，不影响原有的生产工艺，而且安装拆卸方便。

综上，本发明实施例提供了一种受力良好、耐振动、抗冲击性能好，整体布局合理，结构简单紧凑，空间利用率高，可靠稳定性好的用于纯电动汽车电池包总成。本发明实施例提供的电池包总成不仅具有良好的刚度、强度以及承载能力，并且由于结构紧凑、空间利用率高，还达到了结构轻量化的目的，实现了轻量化设计和保证结构刚度强度性能双重效果。同时，本发明实施例提供的电池包总成适用于各类车型，适用范围广。采用本发明实施例提供的电池包总成可以有效降低制造成本，减轻车身重量，具有很好的实用性和市场应用价值。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于纯电动汽车的电池包总成，所述电池包总成设置在汽车车身地板下方，所述电池包总成包括：彼此固定连接的上壳体（1）和下壳体（2）；所述上壳体（1）的底面开放，所述下壳体（2）的顶面开放，所述下壳体（2）的内部布置有多个电池模组（12）；

其特征在于，

所述上壳体（1）的顶面包括前部顶面（101）和后部顶面（102），所述前部顶面（101）的高度小于所述后部顶面（102）的高度；

所述下壳体（2）的底面的外侧设置有第一加强板（8）和多个第二加强板（7）；所述第一加强板（8）位于所述下壳体（2）底面中间，并且所述第一加强板（8）的两端分别靠近所述下壳体（2）的前后两端；多个所述第二加强板（7）对称分布在所述第一加强板（8）的左右两侧并且与所述第一加强板（8）垂直；所述下壳体（2）的底面的外侧还设置有多个第一加强筋（3）；

所述下壳体（2）的左右两侧分别设置有第三加强板（5）和第四加强板（6）；所述第三加强板（5）和所述第四加强板（6）与所述第一加强板（8）平行；

所述下壳体（2）的后端设置有第五加强板（10），所述第五加强板（10）与所述第一加强板（8）垂直；并且所述第五加强板（10）上设置有多个第二加强筋（9）。

2.根据权利要求1所述的电池包总成，其特征在于，所述第二加强板（7）的数量为8块；所述第一加强板（8）的左右两侧分别设置有4块所述第二加强板（7）。

3.根据权利要求1所述的电池包总成，其特征在于，所述下壳体（2）的底面的内侧与所述前部顶面（101）相对应的区域为第一电池模组固定区，所述下壳体（2）的底面的内侧与所述后部顶面（102）相对应的区域为第二电池模组固定区；

所述第一电池模组固定区设置有用于安装所述电池模组（12）的第一安装板（13），所述第二电池模组固定区设置有用于安装所述电池模组（12）的第二安装板（14）和第三安装板（15），所述第三安装板（15）位于所述第二安装板（14）上方。

4.根据权利要求3所述的电池包总成，其特征在于，所述第一安装板（13）、第二安装板（14）以及第三安装板（15）上均设置有多个第一安装孔，每4个所述第一安装孔对应安装一个所述电池模组（12）；所述第一安装板（13）、第二安装板（14）以及第三安装板（15）的下表面上固定有与所述第一安装孔相对应的螺母。

5.根据权利要求4所述的电池包总成，其特征在于，所述第一安装板（13）、第二安装板（14）以及第三安装板（15）上，在所述第一安装孔周围还设置有凸台（16），所述凸台（16）上设置有与所述第一安装孔相对应的第二安装孔。

6.根据权利要求5所述的电池包总成，其特征在于，所述电池模组（12）通过螺栓与所述第一安装板（13）、第二安装板（14）以及所述第三安装板（15）固定。

7.根据权利要求3所述的电池包总成，其特征在于，所述第一安装板（13）、第二安装板（14）以及第三安装板（15）上还设置有多个散热孔（17）。

8.根据权利要求1所述的电池包总成，其特征在于，所述上壳体（1）的底部四周以及所述下壳体（2）顶部四周均设置有翻边（4）。

9.根据权利要求8所述的电池包总成，其特征在于，所述上壳体（1）的翻边（4）和所述下壳体（2）的翻边（4）之间设置有密封圈和隔震垫。

10.根据权利要求1所述的电池包总成，其特征在于，所述第三加强板（5）和所述第四加强板（6）上均设置有向外延伸的连接耳片（11），所述连接耳片（11）上设置有用于将所述电池包总成和所述汽车车身地板固定的第三安装孔。