CN107195818A - 一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱 - Google Patents

Abstract

一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，包括电池模组固定部、蒙皮与框架，所述蒙皮包括的顶、底、前、后盖板分别与框架的顶面、底面、前侧面、后侧面一一对应连接，所述电池模组固定部，及顶、底、前、后盖板的制造材料都为铝基无胶蜂窝板，该铝基无胶蜂窝板包括面板、底板及蜂窝状结构的内芯，且在铝基无胶蜂窝板内嵌入有外连接部以增强与框架的连接。本设计不仅能够完全轻量化、成本较低、隔热保温作用较佳、保护效果较强，而且连接强度较大、支撑强度较强、安全性较高、便于操作。

Description

一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱

技术领域

本发明涉及一种动力蓄电池箱，尤其涉及一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，具体适用于在能够完全轻量化的基础上，降低成本，提高隔热保温效果。

背景技术

汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能的降低汽车的整体质量，从而提高汽车的动力性，减少能源消耗。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。动力电池是新能源电动汽车的核心部件之一，是新能源电动汽车的动力源，也是制约电动汽车发展的短板。目前动力电池存在的问题之一是能量密度低，整车质量占比大，即使目前能量密度较大的三元锂电池，其能量密度也不到200Wh/kg，组成电池包后能量密度更低，特斯拉Model S车型的动力电池系统能量密度也才做到了155Wh/kg，电池重量占车重的比值达到了26.1%。动力蓄电池箱用于盛装蓄电池组、蓄电池管理模块以及相应的辅助元器件，并包含机械连接、电气连接、防护等功能。对动力蓄电池箱进行轻量化设计，提升动力电池包的能量密度，对提高电动汽车的动力性，减少能源消耗具有重要意义。

申请公布号为CN106099006A，申请公布日为2016年11月9日的发明专利申请公开了一种电动车用铝合金电池箱，包括箱体和电池箱盖板，箱体的各个面板和电池箱盖板均为铝合金板结构，所述箱体内设有可取出的用于固定支撑电池的内框骨架，所述内框骨架为铝合金框架结构。该设计采用铝合金材料制造框架、盖板，与现有技术中采用钢板相比，该材料虽然能够在一定程度上降低电池箱的整体重量，但其仍旧具有以下缺陷：

首先，框架、盖板全采用铝合金制作，成本太高；

其次，铝合金的隔热保温作用较差，易导致动力电池受外部环境的损害；

再次，框架、盖板全采用铝合金制作，电池箱的整体重量并没有完全实现轻量化，依然具备进一步减轻重量的空间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不能完全轻量化、成本较高、隔热保温作用较差的缺陷与问题，提供一种能够完全轻量化、成本较低、隔热保温作用较佳的新能源车用轻量化的动力蓄电池箱。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，包括电池模组固定部、蒙皮与框架，所述蒙皮包括顶盖板、底盖板、前盖板与后盖板，该顶盖板、底盖板、前盖板、后盖板分别与框架的顶面、底面、前侧面、后侧面一一对应连接，且在框架的内部设置有电池模组固定部；

所述顶盖板、底盖板、前盖板、后盖板、电池模组固定部的制造材料都为铝基无胶蜂窝板，所述框架的制造材料为铝合金。

所述铝基无胶蜂窝板包括面板、底板与内芯，所述内芯为蜂窝状结构，内芯的顶面、底面分别与面板、底板相连接，且面板、底板相互平行。

所述铝基无胶蜂窝板内嵌入有外连接部，该外连接部贯穿面板、底板、内芯设置，外连接部的两端分别与面板、底板垂直连接，且框架通过外连接部与铝基无胶蜂窝板固定连接。

所述外连接部的制造材料为铝合金。

所述框架由上至下包括两两相互平行的顶矩形框、中矩形框、底矩形框，所述中矩形框的四角的上部、下部分别通过上支撑梁、下支撑梁与顶矩形框、底矩形框的四角一一对应连接，且在中矩形框、底矩形框的内部设置有电池模组固定部。

所述中矩形框的中部通过上辅助梁与顶矩形框的中部相连接，中矩形框的中部通过下辅助梁与底矩形框的中部相连接。

所述中矩形框的中部通过米字梁与底矩形框的中部相连接，且米字梁位于同侧相邻的下辅助梁之间。

所述米字梁位于同侧相邻的上辅助梁之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱中，框架采用铝合金型材制作，蒙皮、电池模组固定部都采用铝基无胶蜂窝板制作，与全铝合金型材制作相比，其优点包括：首先，与全铝合金相比，降低了制作成本；其次，铝基无胶蜂窝板具备较强的隔热、防火和防震功能，使得蓄电池箱内部与外部环境隔绝，对动力电池起到很好的保护作用；再次，铝基无胶蜂窝板比同样体积的铝合金材料更轻，进一步的降低了电池箱的整体重量。因此，本发明不仅能够完全轻量化、成本较低，而且隔热保温作用较佳、保护效果较强。

2、本发明一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱中，铝基无胶蜂窝板包括面板、底板与内芯，所述内芯为蜂窝状结构，内芯的顶面、底面分别与面板、底板相连接，面板、底板相互平行，使用中，蜂窝状结构的内芯不仅能够降低蜂窝板的整体重量，而且具备较高的强度，能满足电池包的安装与支撑需求。因此，本发明不仅重量较轻，而且强度较高。

3、本发明一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱中，在铝基无胶蜂窝板内嵌入有外连接部，该外连接部贯穿面板、底板、内芯设置，外连接部在进行铝基无胶蜂窝板加工的时候，就需要嵌入蜂窝板的内部，而在使用时，蜂窝板中面板、底板上与外连接部相交接的部位与框架直接连接，同时，外连接部与框架相连接，连接方式优选为螺纹连接，以提高连接强度，防止变形，并方便蜂窝板的固定。因此，本发明不仅连接强度较大，而且便于操作。

4、本发明一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱中，框架包括中矩形框及位于其上方、下方的顶矩形框、底矩形框，就结构上而言，中矩形框除了四角与顶矩形框、底矩形框相连接之外，更在中部增设了上支撑梁、下支撑梁、上辅助梁、下辅助梁、米字梁以增强连接与扩充功能，具体包括：首先，中矩形框的内部用于设置电池模组固定部，不仅空间大，易设置，而且避免了现有技术中的框架结构，减轻了重量；其次，上支撑梁、下支撑梁、上辅助梁、下辅助梁、米字梁集中在电池包预安装的部位，不仅能够满足基本的支撑强度，而且能防止电池包使用中的晃动，稳定作用较强，利于电池包的正常使用。因此，本发明不仅重量较轻、支撑强度较大，而且固定效果较好、安全性较强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1卸除前盖板之后的结构示意图。

图3是图1中前盖板的半剖图。

图4是图2中铝基无胶蜂窝板的立体结构示意图。

图中：电池模组固定部1、蒙皮2、顶盖板21、底盖板22、前盖板23、后盖板24、框架3、顶矩形框31、中矩形框32、底矩形框33、上支撑梁34、下支撑梁35、上辅助梁36、下辅助梁37、米字梁38、铝基无胶蜂窝板4、面板41、底板42、内芯43、外连接部44。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，包括电池模组固定部1、蒙皮2与框架3，所述蒙皮2包括顶盖板21、底盖板22、前盖板23与后盖板24，该顶盖板21、底盖板22、前盖板23、后盖板24分别与框架3的顶面、底面、前侧面、后侧面一一对应连接，且在框架3的内部设置有电池模组固定部1；

所述顶盖板21、底盖板22、前盖板23、后盖板24、电池模组固定部1的制造材料都为铝基无胶蜂窝板4，所述框架3的制造材料为铝合金。

所述铝基无胶蜂窝板4包括面板41、底板42与内芯43，所述内芯43为蜂窝状结构，内芯43的顶面、底面分别与面板41、底板42相连接，且面板41、底板42相互平行。

所述铝基无胶蜂窝板4内嵌入有外连接部44，该外连接部44贯穿面板41、底板42、内芯43设置，外连接部44的两端分别与面板41、底板42垂直连接，且框架3通过外连接部44与铝基无胶蜂窝板4固定连接。

所述外连接部44的制造材料为铝合金。

所述框架3由上至下包括两两相互平行的顶矩形框31、中矩形框32、底矩形框33，所述中矩形框32的四角的上部、下部分别通过上支撑梁34、下支撑梁35与顶矩形框31、底矩形框33的四角一一对应连接，且在中矩形框32、底矩形框33的内部设置有电池模组固定部1。

所述中矩形框32的中部通过上辅助梁36与顶矩形框31的中部相连接，中矩形框32的中部通过下辅助梁37与底矩形框33的中部相连接。

所述中矩形框32的中部通过米字梁38与底矩形框33的中部相连接，且米字梁38位于同侧相邻的下辅助梁37之间。

所述米字梁38位于同侧相邻的上辅助梁36之间。

本发明的原理说明如下：

本发明最主要的还是采用了“铝基无胶蜂窝板”材料，蓄电池箱蒙皮和电池模组固定部采用铝基无胶蜂窝板进行加工制作，铝基无胶蜂窝板内嵌入铝合金材料，方便蓄电池箱内部零部件的固定，并提高蓄电池箱结构强度，对于小型蓄电池箱，也可以采用无框架结构，直接采用铝基无胶蜂窝板进行焊接。铝基无胶蜂窝板的结构如图4所示，其具有很好的刚度重量比和强度重量比，轻质高强，可应用于航空航天、军工产品、机械设备、船舶内装、建筑幕墙等，该材料应用于电池箱上后，其优点在于不仅具有很好的刚度重量比和强度重量比，能实现电池箱的轻量化（由于蜂窝结构强度高，因此轻量化程度更高），而且具有很好的隔热、防火和防震功能，使得蓄电池箱内部与外部环境隔绝，对动力电池起到很好的保护作用。通过采用铝基无胶蜂窝板材料对某型号新能源卡车上的蓄电池箱进行重新设计，整个蓄电池箱的质量降幅达到了50%。

实施例1：

参见图1至图4，一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，包括电池模组固定部1、蒙皮2与框架3，所述蒙皮2包括顶盖板21、底盖板22、前盖板23与后盖板24，该顶盖板21、底盖板22、前盖板23、后盖板24分别与框架3的顶面、底面、前侧面、后侧面一一对应连接，且在框架3的内部设置有电池模组固定部1；所述顶盖板21、底盖板22、前盖板23、后盖板24、电池模组固定部1的制造材料都为铝基无胶蜂窝板4，所述框架3的制造材料为铝合金。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述铝基无胶蜂窝板4包括面板41、底板42与内芯43，所述内芯43为蜂窝状结构，内芯43的顶面、底面分别与面板41、底板42相连接，且面板41、底板42相互平行。所述铝基无胶蜂窝板4内嵌入有外连接部44，该外连接部44贯穿面板41、底板42、内芯43设置，外连接部44的两端分别与面板41、底板42垂直连接，且框架3通过外连接部44与铝基无胶蜂窝板4固定连接。所述外连接部44的制造材料优选为铝合金型材。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述框架3由上至下包括两两相互平行的顶矩形框31、中矩形框32、底矩形框33，所述中矩形框32的四角的上部、下部分别通过上支撑梁34、下支撑梁35与顶矩形框31、底矩形框33的四角一一对应连接，且在中矩形框32的内部设置有电池模组固定部1。所述中矩形框32的中部通过上辅助梁36与顶矩形框31的中部相连接，中矩形框32的中部通过下辅助梁37与底矩形框33的中部相连接，同侧相邻的上辅助梁36之间的间距小于同侧相邻的下辅助梁37之间的间距。所述中矩形框32的中部通过米字梁38与底矩形框33的中部相连接，且米字梁38位于同侧相邻的下辅助梁37之间。所述米字梁38位于同侧相邻的上辅助梁36之间。

Claims (8)

1.一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，包括电池模组固定部（1）、蒙皮（2）与框架（3），所述蒙皮（2）包括顶盖板（21）、底盖板（22）、前盖板（23）与后盖板（24），该顶盖板（21）、底盖板（22）、前盖板（23）、后盖板（24）分别与框架（3）的顶面、底面、前侧面、后侧面一一对应连接，且在框架（3）的内部设置有电池模组固定部（1），其特征在于：

所述顶盖板（21）、底盖板（22）、前盖板（23）、后盖板（24）、电池模组固定部（1）的制造材料都为铝基无胶蜂窝板（4），所述框架（3）的制造材料为铝合金。

2.根据权利要求1所述的一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，其特征在于：所述铝基无胶蜂窝板（4）包括面板（41）、底板（42）与内芯（43），所述内芯（43）为蜂窝状结构，内芯（43）的顶面、底面分别与面板（41）、底板（42）相连接，且面板（41）、底板（42）相互平行。

3.根据权利要求2所述的一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，其特征在于：所述铝基无胶蜂窝板（4）内嵌入有外连接部（44），该外连接部（44）贯穿面板（41）、底板（42）、内芯（43）设置，外连接部（44）的两端分别与面板（41）、底板（42）垂直连接，且框架（3）通过外连接部（44）与铝基无胶蜂窝板（4）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，其特征在于：所述外连接部（44）的制造材料为铝合金。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，其特征在于：所述框架（3）由上至下包括两两相互平行的顶矩形框（31）、中矩形框（32）、底矩形框（33），所述中矩形框（32）的四角的上部、下部分别通过上支撑梁（34）、下支撑梁（35）与顶矩形框（31）、底矩形框（33）的四角一一对应连接，且在中矩形框（32）、底矩形框（33）的内部设置有电池模组固定部（1）。

6.根据权利要求5所述的一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，其特征在于：所述中矩形框（32）的中部通过上辅助梁（36）与顶矩形框（31）的中部相连接，中矩形框（32）的中部通过下辅助梁（37）与底矩形框（33）的中部相连接。

7.根据权利要求6所述的一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，其特征在于：所述中矩形框（32）的中部通过米字梁（38）与底矩形框（33）的中部相连接，且米字梁（38）位于同侧相邻的下辅助梁（37）之间。

8.根据权利要求7所述的一种新能源车用轻量化的动力蓄电池箱，其特征在于：所述米字梁（38）位于同侧相邻的上辅助梁（36）之间。