CN106684276B - 动力电池系统及其托盘 - Google Patents

Abstract

一种动力电池系统及其托盘，其中托盘包括用于安装动力电池模组的托盘主体，以及围绕所述托盘主体、且与所述托盘主体连接的托盘框架，所述托盘框架用于与汽车连接；所述托盘主体具有内腔，用于容纳冷却液；所述托盘框架中具有第一通道，所述第一通道的一端与所述内腔连通，另一端用于与整车冷却系统连通。冷却液能够在整车冷却系统和托盘主体的内腔中进行循环，以对动力电池模组进行冷却，不需要再另行设计冷却系统，减小了整个动力电池系统的体积和重量。

Description

动力电池系统及其托盘

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种动力电池系统及其托盘。

背景技术

动力电池托盘是动力电池系统的一部分，一般包括托盘主体，以及围绕托盘主体的托盘框架。

为了满足动力电池的冷却需求，动力电池系统中一般还包括冷却系统，因此整个动力电池系统体积和重量较为庞大。

并且，现有的动力电池托盘中，托盘框架与托盘主体之间采用传统的焊接工艺，工艺性不足。另外，托盘框架一般为钢结构，托盘主体一般采用单一的铝合金铸造结构或者复合材料结构，重量较大。

发明内容

本发明解决的问题是动力电池系统的体积和重量庞大；并且，现有动力电池托盘的工艺性低、重量大。

为解决上述问题，本发明提供一种动力电池托盘，包括用于安装动力电池模组的托盘主体，以及围绕所述托盘主体、且与所述托盘主体连接的托盘框架，所述托盘框架用于与汽车连接；所述托盘主体具有内腔，用于容纳冷却液；所述托盘框架中具有第一通道，所述第一通道的一端与所述内腔连通，另一端用于与整车冷却系统连通。

可选的，所述第一通道包括流入通道和流出通道。

可选的，所述托盘主体用于与所述第一通道连通的一侧设有开口；还包括连接堵头，位于所述托盘主体面向所述第一通道的一侧，用于连接所述托盘主体和所述托盘框架；所述连接堵头上设有用于连通所述内腔和所述第一通道的第二通道；所述连接堵头具有插设于所述内腔中的第一部分，以及位于所述内腔外且与所述第一部分连接的第二部分；所述第二部分与所述托盘本体、所述托盘框架分别连接。

可选的，所述托盘本体具有用于支撑动力电池模组的上侧壁，以及相对于所述上侧壁的下侧壁；所述第二部分具有面向所述托盘本体的内表面，所述内表面在所述上侧壁的一侧与所述上侧壁之间通过焊接工艺连接，在所述下侧壁的一侧与所述下侧壁之间通过焊接工艺连接。

可选的，所述第二部分具有面向所述托盘框架的外表面，所述外表面在所述上侧壁的一侧与所述托盘框架之间通过焊接工艺连接，在所述下侧壁的一侧与所述托盘框架之间通过焊接工艺连接。

可选的，所述焊接工艺为搅拌摩擦焊接工艺。

可选的，所述托盘本体上设有用于安装动力电池模组的安装座；所述安装座位于所述托盘本体的中部，将所述托盘本体分为用于容纳动力电池模组的两个容纳部；所述安装座具有分别面向所述容纳部的安装槽，所述安装槽用于与所述动力电池模组卡接配合。

可选的，所述托盘本体、所述连接堵头为铝合金挤压型材。

可选的，所述托盘框架还包括接头，连接于所述第一通道背向所述托盘本体的一侧，所述第一通道通过所述接头与所述整车冷却系统连通。

可选的，所述托盘框架的外围设有用于与汽车连接的安装支架。

本发明实施例还提供一种动力电池系统，其包括上述任一项所述的动力电池托盘，以及，安装于所述托盘本体上的动力电池模组；罩设于所述动力电池模组上的罩盖，所述罩盖与所述托盘框架密封连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

动力电池托盘的托盘主体中设有用于容纳冷却液的内腔，内腔通过托盘框架与整车冷却系统连通，以与整车冷却系统中的冷却液进行交换，冷却液能够在整车冷却系统和托盘主体的内腔中进行循环，以对动力电池模组进行冷却，不需要再另行设计冷却系统，减小了整个动力电池系统的体积和重量。也就是说，本发明的动力电池托盘既起到用于支撑动力电池的承重结构件的作用，又起到冷却系统的作用；将其应用于动力电池系统中时，可以节省一套冷却系统。进一步，托盘主体与托盘框架之间通过搅拌摩擦焊接工艺连接，相比于传统的焊接工艺，搅拌摩擦焊接形成的产品的热变形小、残余热应力小，对接区域更加规整平直，大大增加了动力电池托盘的工艺性和整体质量。

进一步，托盘主体、连接堵头均采用铝合金挤压型材，相对于现有技术来说，动力电池托盘的重量得到减小。

附图说明

图1是本发明实施例的动力电池托盘的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的动力电池托盘的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例的动力电池托盘的立体分解示意图；

图4是本发明实施例的动力电池托盘中连接堵头的立体结构示意图；

图5示出了托盘本体与连接堵头之间连接部位的截面结构；

图6示出了托盘框架与连接堵头之间连接部位的截面结构；

图7托盘本体与托盘框架之间连接部位的截面结构；

图8示出了动力电池模组安装在托盘本体上的立体结构；

图9示出了动力电池模组安装在托盘本体上的俯视结构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供一种动力电池托盘，参照图1、图2并结合图3所示，包括用于安装动力电池模组的托盘主体100，以及围绕托盘主体100、且与托盘主体100连接的托盘框架200，托盘框架200用于与汽车连接。

托盘框架200大致为矩形，且中间具有大致呈矩形的通孔、用于容纳托盘本体100。与托盘框架200对应地，托盘主体100的形状大致也为矩形。

如图1所示，托盘框架200包括沿汽车前后方向延伸的两个第一侧边200a，以及沿汽车左右方向(或者称车宽方向)延伸的两个第二侧边200b。当动力电池托盘安装于汽车上时，两个第一侧边200a分别靠近汽车的左右纵梁，并与对应的纵梁连接；两个第二侧边200b分别靠近汽车的后排座椅下部横梁和汽车的后横梁，并与对应的横梁连接。其中，后排座椅下部横梁用于安装和支撑汽车后排座椅。

托盘框架200的外围设有用于与汽车连接的安装支架。安装支架包括分别设于两个第一侧边200a上的第一支架201，以及分别设于两个第二侧边200b上的第二支架202。其中，第一支架201分别用于与对应的纵梁连接，第二支架202分别用于与对应的横梁连接。

每一侧边上的安装支架的数目可以根据托盘框架200的大小以及支撑强度要求来设置。本实施例中，作为示例，每个第一侧边200a上分别设有两个第一支架201；两个第二侧边200b中，用于与后排座椅下部横梁连接的第二侧边200b上设有两个第二支架202，用于与汽车的后横梁连接的第二侧边200b上设有三个第二支架202。

托盘主体100具有内腔(图中未标注)，用于容纳冷却液。继续参照图1至图3，托盘主体100的内腔通过托盘框架200与整车冷却系统连通，以与整车冷却系统进行冷却液交换。

托盘主体100的内腔中的冷却液通过托盘框架200与整车冷却系统中的冷却液相通，并可与整车冷却系统中的冷却液进行交换。也就是说，冷却液能够在整车冷却系统和托盘主体的内腔中进行循环，以对动力电池模组进行冷却，不需要再另行设计冷却系统，减小了整个动力电池系统的体积和重量。

由于不需要再布置冷却系统，当将该动力电池托盘应用于动力电池系统中时，相比于现有的动力电池托盘系统，能够节省30％以上的体积，在高度集成化和整车布置上具备明显优势。

具体地，如图3所示，托盘框架200中具有第一通道210，第一通道210的一端与托盘本体100的内腔连通，另一端用于与整车冷却系统连通。

其中，第一通道210包括流入通道和流出通道。也就是说，第一通道210至少具有两条，且分别作为冷却液从整车冷却系统进入内腔的流入通道，以及冷却液从内腔进入整车冷却系统的流出通道。

第一通道210的位置根据托盘主体100的内腔的开口位置来确定。流入通道和流出通道可以位于托盘框架200的同一侧，也可以位于不同侧。

本实施例中，第一通道210的流入通道和流出通道位于托盘框架200的同一侧。具体地，第一通道210位于托盘框架200的用于与汽车后排座椅下部横梁连接的第二侧边200b内，且分别位于第二侧边200b的靠近两端的位置。

在其他实施例中，第一通道210也可以位于托盘框架200的其他侧边内。

其中，托盘框架200采用铝合金重力铸造，成本低。

继续参照图1至图3，托盘框架200还包括接头220，连接于第一通道210背向托盘本体100的一侧，也就是说，接头220位于托盘框架200的外围。第一通道210通过接头220与整车冷却系统连通。

其中，接头220与第一通道210一一对应连接。

进一步地，托盘主体100的内腔具有面向第一通道210的开口(图中未示出)，开口的长度与托盘本体100对应一侧的长度基本相同。

其中，托盘主体100与托盘框架200之间通过焊接工艺连接。而在托盘主体100的内腔具有开口的一侧，无法进行焊接。因此，继续参照图1至图3并结合图4所示，本实施例采用连接堵头300来封闭内腔的开口，同时保证开口与第一通道210的连通，在此基础上，托盘主体100、托盘框架200分别与连接堵头300焊接连接。

由于托盘主体100用于与托盘框架200的第一通道210连通的一侧设有开口，那么，相应地，托盘主体100在面向第一通道210的一侧设有连接堵头300，用于连接托盘主体100和托盘框架200。

具体地，继续参照图4，连接堵头300上设有用于连通内腔和第一通道210的第二通道310。第二通道310与第一通道210一一对应。

连接堵头300具有插设于内腔中的第一部分330，以及位于内腔外且与第一部分330连接的第二部分340。第一部分330的长度与开口的长度基本一致，第二部分340分别与托盘本体100、托盘框架200连接。

参照图5所示，其中图5示出了连接堵头300与托盘本体100之间的连接部位的截面结构，标号100a表示托盘本体100的内腔。其中，连接堵头300的第一部分330插入内腔100a中且基本封闭了内腔100a的开口。

托盘本体100具有用于支撑动力电池模组的上侧壁101，以及相对于上侧壁101的下侧壁102。

连接堵头300的第二部分340具有面向托盘本体100的内表面341，内表面341与上侧壁101、下侧壁102分别相贴。并且，内表面241在上侧壁101的一侧与上侧壁101之间通过焊接工艺连接，在下侧壁102的一侧与下侧壁102之间通过焊接工艺连接。

也就是说，连接堵头300与托盘本体100之间具有两条焊缝，且分别位于托盘本体100的上下两侧。

在其他实施例中，连接堵头300的第一部分330的尺寸也可以小于内腔100a的开口的尺寸，只要满足焊接完毕后，内腔的开口被连接堵头300封闭即可。

进一步地，继续参照图5并结合图6所示，其中图6示出了连接堵头300与托盘框架200之间的连接部位的截面结构。连接堵头300的第二部分340具有面向托盘框架200的外表面342，外表面342在上侧壁101的一侧与托盘框架200之间通过焊接工艺连接，在下侧壁102的一侧与托盘框架200之间通过焊接工艺连接。

也就是说，连接堵头300与托盘框架200之间也具有两条焊缝，且分别位于托盘框架200的上下两侧。

其中，焊接工艺为搅拌摩擦焊接工艺。相比于传统的焊接工艺，搅拌摩擦焊接形成的产品的热变形小、残余热应力小，对接区域更加规整平直，大大增加了动力电池托盘的工艺性和整体质量。

本实施例中，托盘本体100为中心对称件。因此，为了装配方便，托盘主体100在背向第二通道210的一侧也具有开口，且开口的长度与托盘本体100对应一侧的长度基本相同，同时在背向第二通道210的一侧也通过连接堵头300与托盘框架200连接。这样，在安装的时候，即使将托盘主体100旋转180度，也能完成安装，可以提高安装的便捷性。

需要注意的是，对于位于托盘本体100背向第一通道210一侧的连接堵头300，需要将连接堵头300的第二通道310封闭，以避免冷却液泄露。

另外，参照图7所示，其中图7示出了盘主体100与托盘框架200之间的连接部位的截面结构。在托盘主体100不具有开口的两侧，即面向托盘框架200的第一侧边200a的两侧，可以直接与托盘框架200通过焊接工艺连接，而不需要设置连接堵头300。

其中，焊接工艺也为搅拌摩擦焊接工艺，并且在托盘主体100与托盘框架200之间也形成两条焊缝，分别位于托盘主体100的上下两侧。

进一步地，继续参照图1至图3并结合图8、图9所示，托盘本体100上设有用于安装动力电池的安装座110。

安装座110位于托盘本体100的中部，将托盘本体100分为用于容纳一个动力电池模组400的两个容纳部103(图1、图2)。

本实施例中，安装座110的长度方向与托盘框架200的第一侧边200a基本平行，两个容纳部103沿汽车左右方向分布，动力电池模组400分别安装于安装座110两侧的容纳部103中。当安装至汽车上时，安装座110两侧的动力电池模组沿汽车左右方向布置。

如图1并结合图9，安装座110具有用于分别面向两个容纳部103的安装槽111，动力电池模组400上设有与安装槽111对应的卡条401，安装槽111用于与动力电池模组400的卡条401卡接配合。

如图8、图9所示，安装时，动力电池模组400沿朝向安装槽111的方向装入托盘本体100，当卡条401卡入安装槽111时，安装完成。

在其他实施例中，安装座110的长度方向也可以与托盘框架200的第二侧边200b基本平行，将托盘本体100划分为沿汽车前后方向分布的两个容纳部103。此时，当安装至汽车上时，安装座110两侧的动力电池模组沿汽车前后方向布置。

另外，需要注意的是，本实施例中，托盘本体100(包括安装座110)以及连接堵头300均为铝合金挤压型材，以减小整个动力电池托盘的重量。

本发明的方案中，托盘框架200采用铝合金重力铸造、成本低，托盘主体100采用铝合金挤压型材、重量轻，托盘主体100与托盘框架200之间和托盘主体100与连接堵头300采用搅拌摩擦焊接工艺制造、焊接质量高。因此，本发明的方案集成了铝合金重力铸造、铝合金挤压型材及搅拌摩擦焊接等制造工艺的优点，整体具备高质量、轻量化及低成本的优势。

本发明实施例还提供一种动力电池系统，参照图8、图9，其包括上述任一项的动力电池托盘，以及，

安装于托盘本体100上的动力电池模组400；

罩设于动力电池模组400上的罩盖(图中未示出)，罩盖与托盘框架200密封连接。结合图3所示，托盘框架200上沿周向设有若干密封拉铆203，罩盖与托盘框架200之间通过密封拉铆203连接。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种动力电池托盘，包括用于安装动力电池模组的托盘主体，以及围绕所述托盘主体、且与所述托盘主体连接的托盘框架，所述托盘框架用于与汽车连接；

其特征在于，所述托盘主体具有内腔，用于容纳冷却液；

所述托盘框架中具有第一通道，所述第一通道的一端与所述内腔连通，另一端用于与整车冷却系统连通；

所述托盘主体用于与所述第一通道连通的一侧设有开口；

还包括连接堵头，位于所述托盘主体面向所述第一通道的一侧，用于连接所述托盘主体和所述托盘框架；

所述连接堵头上设有用于连通所述内腔和所述第一通道的第二通道；

所述连接堵头具有插设于所述内腔中的第一部分，以及位于所述内腔外且与所述第一部分连接的第二部分；

所述第二部分与所述托盘本体、所述托盘框架分别连接。

2.如权利要求1所述的动力电池托盘，其特征在于，所述第一通道包括流入通道和流出通道。

3.如权利要求1所述的动力电池托盘，其特征在于，所述托盘本体具有用于支撑动力电池模组的上侧壁，以及相对于所述上侧壁的下侧壁；

所述第二部分具有面向所述托盘本体的内表面，所述内表面在所述上侧壁的一侧与所述上侧壁之间通过焊接工艺连接，在所述下侧壁的一侧与所述下侧壁之间通过焊接工艺连接。

4.如权利要求3所述的动力电池托盘，其特征在于，所述第二部分具有面向所述托盘框架的外表面，所述外表面在所述上侧壁的一侧与所述托盘框架之间通过焊接工艺连接，在所述下侧壁的一侧与所述托盘框架之间通过焊接工艺连接。

5.如权利要求3或4所述的动力电池托盘，其特征在于，所述焊接工艺为搅拌摩擦焊接工艺。

6.如权利要求1所述的动力电池托盘，其特征在于，所述托盘本体上设有用于安装动力电池模组的安装座；

所述安装座位于所述托盘本体的中部，将所述托盘本体分为用于容纳动力电池模组的两个容纳部；

所述安装座具有分别面向所述容纳部的安装槽，所述安装槽用于与所述动力电池模组卡接配合。

7.如权利要求1所述的动力电池托盘，其特征在于，所述托盘本体、所述连接堵头为铝合金挤压型材。

8.如权利要求1所述的动力电池托盘，其特征在于，所述托盘框架还包括接头，连接于所述第一通道背向所述托盘本体的一侧，所述第一通道通过所述接头与所述整车冷却系统连通。

9.如权利要求1所述的动力电池托盘，其特征在于，所述托盘框架的外围设有用于与汽车连接的安装支架。

10.一种动力电池系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的动力电池托盘，以及，

安装于所述托盘本体上的动力电池模组；

罩设于所述动力电池模组上的罩盖，所述罩盖与所述托盘框架密封连接。