CN107565069A - 一种动力电池包箱体、动力电池包、电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动力电池包箱体，采用“双梯形”凸起密封条楔入铸铝箱体法兰“双梯形”凹槽内，扣装箱体上盖，在螺栓孔之间摆放“半圆形”螺栓连接片，安装连接螺栓，打紧螺母，保证密封条压缩到中间保量钢套厚度。该电池包箱体可以有效地解决现行电动汽车动力电池包铸铝箱体法兰密封结构密封效果不良的困境，实现动力电池包密封等级达到IP67，而且可以省略打胶工艺，省力省时，便于半自动化、自动化生产线操作，可以大幅提高扣盖效率，有着长远的经济效益。本发明还涉及一种动力电池包及一种电动汽车。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车的动力电池领域，尤其涉及一种动力电池包箱体，还涉及一种包括该电池包箱体的动力电池包以及一种电动汽车。
背景技术
随着人们对环境保护要求的提高，电动汽车的研究和应用越来越受到重视。电动汽车动力电池包作为电动汽车的动力源，是电动汽车的重要组成部分。动力电池包一般由箱体及动力电池组成，动力电池被封装在箱体内，箱体包括上盖及底箱，上盖扣合在底箱上。现代电动汽车动力电池包在满足客户(设计续航里程)要求的情况下，常要求体积小、重量轻、结构紧凑，而选用铸铝材质的箱体在材料及成型方面具有质量轻，成本低，批量生产效率高等优点，因此铸铝箱体是电动汽车动力电池包底箱的最佳选择，上盖一般采用绝缘性能好、耐化学腐蚀、轻质高强、热导率低、膨胀系数小、使用寿命长的玻璃钢材质。
虽然铸铝箱体作为动力电池及其检测控制系统的主要承载结构，有着质量轻，加工成本低等优点，但由于铸铝箱体为开模成型，其法兰边的平整度不高，而且由于其尺寸较大，极易发生变形，尤其是在电动汽车行驶过程中更加容易变形。所以其法兰密封结构设计的合理性直接关乎电动汽车的使用性能及电动汽车的使用安全性。
现行电动汽车动力电池包铸铝箱体法兰密封结构一般为在法兰边上设置单条密封条，在底箱上开设凹槽，密封条置于该凹槽内，并且密封条通常截面为矩形截面。这种结构对法兰边的平整度要求较高，适合板筋箱体法兰边的密封，对于像铸铝箱体这种法兰边平整度不好的结构密封效果不是很理想。为了弥补这种“单矩形”槽密封结构密封效果不良的缺陷，有些厂商采用“打胶辅助密封”的密封方式，即在连接面之间打密封胶，但是“打胶密封”存在着一定的缺陷，比如：1、容易打胶不均进而造成密封效果不良；2、打胶时容易溢出法兰边，影响电池包外观；3、不利于实现半自动化或自动化生产线操作；4、开盖过程中，由于打胶后对上盖粘贴过于牢靠，造成开盖困难，费时费力，甚至破坏上盖。
另外，由于现有动力电池包箱体的法兰连接方式中，在螺栓与螺栓之间没有安装连接片，难以使螺栓处法兰边的集中应力转化为螺栓与螺栓之间法兰边的均布应力，从而无法使螺栓与螺栓之间的法兰边形成有效密封，很难保证动力电池包IP67密封等级。
因此，如何提高现有的电池包箱体的密封效果，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动力电池包箱体，该箱体的密封效果更好，易于实现动力电池包密封等级达到IP67，而且可以省略打辅助密封胶工艺，省力省时，便于半自动化、自动化生产线操作。本发明还提供一种包括该箱体的动力电池包以及包括上述动力电池包的电动汽车。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种动力电池包箱体，用于封装动力电池，包括底箱及安装于所述底箱上的上盖，与现有技术不同的是，所述底箱具有沿周向延伸的第一外缘，所述上盖具有沿周向延伸的第二外缘，所述第一外缘与所述第二外缘相互贴合后固定连接；所述箱体还包括设于所述第一外缘和所述第二外缘之间布置的并且沿所述第一外缘的周向延伸的环形密封条，所述密封条为多条且间隔布置；沿所述第一外缘的与所述第二外缘相贴合的一侧的周向开设有与所述密封条相适应的且深度小于所述密封条的截面高度的凹槽，所述密封条置于所述凹槽内，所述螺栓组件设于间隔布置的所述密封条之间。
本发明的有益效果是：通过设置间隔布置的多条密封条，并且密封条均设于底箱的凹槽中，形成多道密封屏障，加上在密封条之间设置的螺栓组件的预紧作用，可以把上盖与底箱压实，密封效果更好，容易实现动力电池包IP67密封等级。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述密封条截面形状为梯形、矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形中的一种或几种的组合。
采用上述进一步方案的有益效果是通过不同的截面形状或者组合方式，可以形成更好的密封效果。
进一步，所述第一外缘和所述第二外缘之间还设有环形密封垫，多条所述密封条的上部均与所述密封垫的底部连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，将多条所述密封条的上部均与所述密封垫的底部连接后，相当于上盖与底箱之间铺满了密封层，封堵面积更大，并且加上密封条的作用，更进一步的保证了密封效果。
进一步，所述第一外缘与所述第二外缘的周向开设有间隔布置且相对应的螺栓孔，所述密封垫上对应所述螺栓孔的位置设有套孔，所述螺栓组件穿过所述螺栓孔及所述套孔将所述第一外缘和所述第二外缘固定连接，所述密封条为两条，并且布置于所述螺栓孔的两侧。
采用上述进一步方案的有益效果是，由于上盖与底箱的连接面的宽度不宜过大，在保证尺寸的情况下，设置带有两条密封条的密封垫即可确保密封效果，并且把螺栓组件设于两条密封条之间，螺栓紧固时，上盖变形处由于密封条回弹力形成一层密封包络面，该密封包络面能够强化密封效果，并且抵消部分螺栓位置应力，减轻由于应力集中对上盖造成破坏。
进一步，所述密封垫与所述密封条用硅胶或者橡胶一体成型制成。
采用上述进一步方案的有益效果是，采用一起成型加工工艺不仅加工方便，而且可以更好的保证密封性能。
进一步，所述套孔内嵌设有环形钢套，所述钢套的内径大于或等于所述螺栓孔的直径，所述螺栓组件从所述钢套中穿过。
采用上述进一步方案的有益效果是，当进行螺栓紧固时，可以利用钢套的厚度来保证密封条压缩到最佳压缩量，同时，也可以防止密封条由于过度紧固而被压溃至损坏。
进一步，所述箱体还包括安装于所述第二外缘上部的螺栓压板，所述螺栓压板两端设有圆心位于所述压板的边缘上的半圆形孔，所述螺栓压板沿所述第二外缘的周向依次布置，并且每个所述螺栓压板位于相邻的两个所述螺栓组件之间，相邻的两个所述螺栓压板的半圆形孔首尾相接组成一个整圆，所述螺栓组件从所述整圆中穿过，所述螺栓压板、所述第一外缘及所述第二外缘通过所述螺栓组件固定连接在一起。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过螺栓压板，可以使密封条及密封垫受力更加均与，更加有利于密封性能的提高。同时，由于整个电池包箱体体积较大，连接压板也不适宜做成太长，容易变形。
进一步，所述螺栓压板为钢板制成，这样可以保证更好的强度与刚度，并且容易加工成型。
本发明还提供了一种动力电池包，包括动力电池，还包括如上所述的箱体，所述动力电池置于所述箱体内。本发明还提供了一种电动汽车，包括上述的动力电池包。
由于所述动力电池包箱体具有上述的有益效果，因此本发明所提供的动力电池包以及电动汽车也具有相应的技术效果。
附图说明
图1为本发明所提供的一种动力电池包箱体的具体实施例的顶视图；
图2为沿图1所示的A-A方向剖视结构示意图；
图3为沿图1所示的C-C方向剖视结构示意图；
图4为沿图2所示中B区域的局部放大结构示意图；
图5为沿图3所示中D区域的局部放大结构示意图；
图6为图4所示的各部件拆解结构示意图；
图7为图5所示的各部件拆解结构示意图；
图8为本发明所提供的一种具体实施例的局部拆解示意图；
图9为所述螺栓压板的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、上盖，2、底箱，3、密封条，4、密封垫，5、螺栓组件，6、螺栓压板，7、钢套，8、螺栓孔，11、第二外缘，21、第一外缘，41、套孔，42、卡槽，51、螺栓，52、螺母，61、半圆形孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至图9所示，图1为本发明所提供的一种动力电池包箱体的具体实施例的顶视图；图2为图1为本发明所提供的一种动力电池包箱体的具体实施例的顶视图；图2为沿图1所示的A-A方向剖视结构示意图；图3为沿图1所示的C-C方向剖视结构示意图；图4为沿图2所示中B区域的局部放大结构示意图；图5为沿图3所示中D区域的局部放大结构示意图；图6为图4所示的各部件拆解结构示意图；图7为图5所示的各部件拆解结构示意图；图8为本发明所提供的一种具体实施例的局部拆解示意图；图9为所述螺栓压板的结构示意图。
在本发明所提供的一种动力电池包箱体的具体实施方式中，一种动力电池包箱体，用于封装动力电池，包括底箱2及安装于所述底箱2上的上盖1，所述底箱2具有沿周向延伸的第一外缘21，所述上盖1具有沿周向延伸的第二外缘11，所述第一外缘21与所述第二外缘11相互贴合后通过螺栓组件5固定连接；所述箱体还包括设于所述第一外缘21和所述第二外缘11之间布置的并且沿所述第一外缘21的周向延伸的环形密封条3，所述密封条3为多条且间隔布置；沿所述第一外缘21的与所述第二外缘11相贴合的一侧的周向开设有与所述密封条3相适应的且深度小于所述密封条3的截面高度的凹槽，所述密封条3置于所述凹槽内；所述螺栓组件5设于间隔布置的所述密封条3之间。所述第一外缘21与所述第二外缘11之间的连接方式即为法兰连接，所述第一外缘21与所述第二外缘11可称作法兰边。
所述密封条3截面形状为梯形、矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形中的一种或几种的组合。图中所示的密封条3的截面形状为梯形结构，且下底边长度小于上底边长度，有利于放入与取出，也利于密封。
所述第一外缘21和所述第二外缘11之间还设有环形密封垫4，多条所述密封条3的上部均与所述密封垫4的底部连接。所述第一外缘21与所述第二外缘11的周向开设有间隔布置且相对应的螺栓孔8，所述密封垫4上对应所述螺栓孔8的位置设有套孔41，所述螺栓组件5穿过所述螺栓孔8及所述套孔41将所述第一外缘21和所述第二外缘11固定连接，所述密封条3为两条，并且布置于所述螺栓孔8的两侧。所述密封垫4与所述密封条3用硅胶或者橡胶一体成型制成。所述套孔41内嵌设有环形钢套7，所述钢套7的内径大于或等于所述螺栓孔8的直径，所述螺栓组件5从所述钢套7中穿过。所述箱体还包括多个安装于所述第二外缘11上部的螺栓压板6，所述螺栓压板6两端设有圆心位于所述螺栓压板6的边缘上的半圆形孔61，所述螺栓压板6沿所述第二外缘11的周向依次布置，并且所述多个螺栓压板6位于相邻的两个所述螺栓组件5之间，相邻的两个所述螺栓压板6的半圆形孔61首尾相接组成一个整圆，所述螺栓组件5从所述整圆中穿过，所述螺栓压板6、所述第一外缘21及所述第二外缘11通过所述螺栓组件5固定连接在一起。所述螺栓压板6为钢板制成。
本发明的优点在于，汽车动力电池包铸铝箱体法兰密封结构，包括密封条结构设计、铸铝箱体密封结构设计、法兰螺栓孔密封及螺栓连接压片结构设计。“双梯形”凸起密封条楔入铸铝箱体法兰“双梯形”凹槽内，扣装箱体上盖，在螺栓孔之间摆放“半圆形”螺栓连接片，安装连接螺栓，打紧法螺母，保证密封条压缩到中间保量钢套厚度(螺套上下面分别与SMC上盖及铸铝箱体法兰接触，以保证密封条的压缩量)。
该密封结构可以有效地解决现行电动汽车动力电池包铸铝箱体法兰密封结构密封效果不良的困境，实现动力电池包密封等级达到IP67，而且可以省略打胶工艺，省力省时，便于半自动化、自动化生产线操作，可以大幅提高扣盖效率，有着长远的经济效益。
本发明所提供的箱体法兰密封结构在铸铝底箱2上开“双梯形”槽，由于铸铝箱体法兰空间的限制，“双梯形”槽的尺寸可在保证可加工范围内进行确定(梯形槽中性截面宽度对密封效果不是决定性影响因素)，“双梯形”槽结构的成型可以选择与底箱2一同开模铸造，或采用机加工(“双梯形”槽的精度及表面粗糙度一般等级足以)，具体成型方式在保证最低要求的前提下以最小成本而定；“双梯形”凸起密封条采用开模成型。
在本发明所提供的一种动力电池包的具体实施方式中，包括动力电池，还包括上述的的箱体，所述动力电池置于所述箱体内。
在本发明所提供的一种电动汽车的具体实施方式中，包括上述的动力电池包。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种动力电池包箱体，用于封装动力电池，包括底箱(2)及安装于所述底箱(2)上的上盖(1)，其特征在于，
所述底箱(2)具有沿周向延伸的第一外缘(21)，所述上盖(1)具有沿周向延伸的第二外缘(11)，所述第一外缘(21)与所述第二外缘(11)相互贴合后通过螺栓组件(5)固定连接；
所述箱体还包括设于所述第一外缘(21)和所述第二外缘(11)之间布置的并且沿所述第一外缘(21)的周向延伸的环形密封条(3)，所述密封条(3)为多条且间隔布置；
沿所述第一外缘(21)的与所述第二外缘(11)相贴合的一侧的周向开设有与所述密封条(3)相适应的且深度小于所述密封条(3)的截面高度的凹槽，所述密封条(3)置于所述凹槽内；
所述螺栓组件(5)设于间隔布置的所述密封条(3)之间。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池包箱体，其特征在于，所述密封条(3)截面形状为梯形、矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的一种动力电池包箱体，其特征在于，所述第一外缘(21)和所述第二外缘(11)之间还设有环形密封垫(4)，多条所述密封条(3)的上部均与所述密封垫(4)的底部连接。
4.根据权利要求3所述的一种动力电池包箱体，其特征在于，所述第一外缘(21)与所述第二外缘(11)的周向开设有间隔布置且相对应的螺栓孔(8)，所述密封垫(4)上对应所述螺栓孔(8)的位置设有套孔(41)，所述螺栓组件(5)穿过所述螺栓孔(8)及所述套孔(41)将所述第一外缘(21)和所述第二外缘(11)固定连接，所述密封条(3)为两条，并且布置于所述螺栓孔(8)的两侧。
5.根据权利要求4所述的一种动力电池包箱体，其特征在于，所述密封垫(4)与所述密封条(3)用硅胶或者橡胶一体成型制成。
6.根据权利要求4所述的一种动力电池包箱体，其特征在于，所述套孔(41)内嵌设有环形钢套(7)，所述钢套(7)的内径大于或等于所述螺栓孔(8)的直径，所述螺栓组件(5)从所述钢套(7)中穿过。
7.根据权利要求4所述的一种动力电池包箱体，其特征在于，所述箱体还包括多个安装于所述第二外缘(11)上部的螺栓压板(6)，所述螺栓压板(6)两端设有圆心位于所述螺栓压板(6)的边缘上的半圆形孔(61)，所述螺栓压板(6)沿所述第二外缘(11)的周向依次布置，并且所述多个螺栓压板(6)位于相邻的两个所述螺栓组件(5)之间，相邻的两个所述螺栓压板(6)的半圆形孔(61)首尾相接组成一个整圆，所述螺栓组件(5)从所述整圆中穿过，所述螺栓压板(6)、所述第一外缘(21)及所述第二外缘(11)通过所述螺栓组件(5)固定连接在一起。
8.根据权利要求4所述的一种动力电池包箱体，其特征在于，所述螺栓压板(6)为钢板制成。
9.一种动力电池包，包括动力电池，其特征在于，还包括权利要求1至8任一项所述的箱体，所述动力电池置于所述箱体内。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的动力电池包。
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