CN108258165A - 电池箱、电池箱制造方法及电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池箱、电池箱制造方法及电池系统，涉及电池模组技术领域。该电池箱包括箱本体、箱盖及热交换组件。其中，箱本体包括至少两层层叠的板材。热交换组件设置在箱本体中，用于进行热交换。另外，箱本体设置有用于卡固热交换组件的卡槽。本方案中，箱本体由两层或多层的板材构成，有助于提高电池箱的结构强度；在箱本体设置卡固热交换组件的卡槽，有助于提高对热交换组件的固定效果，以进一步提高电池箱结构的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种电池箱、电池箱制造方法及电池系统。
背景技术
近年来，由于能源成本以及环境污染的问题越来越突出，纯电动汽车以及混合动力汽车以其能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的优点，受到政府以及各汽车企业的重视。然而纯电动以及混合动力汽车尚有很多技术问题需要突破，例如电池箱的结构稳定性低便是其中一个重要问题。
动力电池系统是纯电动汽车的核心部件，直接关系到其电机使用性能，续航能力，安全可靠运行等。电池箱是动力系统的重要部件，直接关系到动力电池系统的结构性能，安全可靠性。电池箱主要由钣金、铝型材拼焊等方式形成，结构强度相对较低。因此，如何提供一种可解决上述问题的方案，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种易于实现的电池箱、电池箱制造方法及电池系统，该电池箱结构简单、强度高，可解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明较佳实施例所提供的技术方案如下所示：
本发明较佳实施例提供一种电池箱，包括一体成型的箱本体、盖设在所述箱本体上的箱盖及容置在所述箱本体中的热交换组件，所述箱本体包括至少两层层叠的板材，所述箱本体设置有用于卡固所述热交换组件的卡槽。
可选地，上述电池箱还包括与所述箱本体及所述箱盖相匹配的第一密封件，所述第一密封件设置在所述箱本体与所述箱盖的盖合处。
可选地，上述电池箱还包括用于固定所述箱本体与所述箱盖的固定件。
可选地，上述固定件包括设置在所述箱本体、所述箱盖中的一个上的锁扣，及设置在箱本体、所述箱盖中的另一个上与所述锁扣相匹配的扣具，所述锁扣与所述扣具相配合形成搭扣锁。
可选地，上述箱本体与所述箱盖分别设置有用于相互连接的耳边，所述固定件固定设置在所述箱本体与所述箱盖的所述耳边上，所述固定件包括螺钉、螺栓、螺柱中的至少一种。
可选地，上述卡槽设置有多个用于承载所述热交换组件的垫件，所述垫件包括垫片、垫条、垫板中的至少一种。
可选地，上述热交换组件包括至少一个散热扁管及与所述至少一个散热扁管连通的连接管，每个所述散热扁管与所述连接管形成供冷却液流通的通道。
可选地，上述散热扁管的管道内设置有至少一个用于将管道划分为多个子管道的隔条。
本发明还提供一种电池箱制造方法，应用于箱体制造系统以压铸上述的电池箱，所述箱体制造系统包括第一压铸设备及第二压铸设备，所述方法包括：
所述第一压铸设备接收并响应第一控制命令，并对至少两层第一待压铸板材进行压铸，以形成箱本体；
所述第二压铸设备接收并相应第二控制命令，并对至少一层第二待压铸板材进行压铸，以形成箱盖，其中，所述箱盖与所述箱本体相匹配。
本发明一种电池系统，包括多个串联和/或并联的单体电池、电源管理装置及上述的电池箱，所述电源管理装置及多个所述单体电池容置于所述电池箱中，其中：
所述电源管理装置包括处理器、与所述处理器连接的用于采集单体电池的参数的传感组件、及与所述处理器连接的报警单元，所述处理器输出基于所述传感组件采集的参数超过预设阈值时生成的报警信号至所述报警单元，所述报警单元基于所述报警信号发出警报提示。
相对于现有技术而言，本发明提供的电池箱、电池箱制造方法及电池系统至少具有以下有益效果：该电池箱包括箱本体、箱盖及热交换组件。其中，箱本体包括至少两层层叠的板材。热交换组件设置在箱本体中，用于进行热交换。另外，箱本体设置有用于卡固热交换组件的卡槽。本方案中，箱本体由两层或多层的板材构成，有助于提高电池箱的结构强度；在箱本体设置卡固热交换组件的卡槽，有助于提高对热交换组件的固定效果，以进一步提高电池箱结构的稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明较佳实施例提供的电池箱的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例提供的电池箱的爆炸示意图。
图3为图2中I部位的局部放大示意图。
图4为本发明较佳实施例提供的电池系统的结构示意。
图5为本发明较佳实施例提供的电池箱制造方法的流程示意图。
图标：10-电池系统；100-电池箱；110-箱本体；111-卡槽；112-垫件；113-防爆阀；114-吊耳；115-第一耳边；116-第二耳边；120-箱盖；130-热交换组件；131-散热扁管；132-连接管；1321-进液管；1322-出液管；200-电源管理装置；300-单体电池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请结合参照图1和图2，其中，图1为本发明较佳实施例提供的电池箱100的结构示意图，图2为本发明较佳实施例提供的电池箱100的爆炸示意图。本发明实施例提供的电池箱100可以包括箱本体110、箱盖120及热交换组件130。其中，热交换组件130容置于箱本体110中。箱盖120与箱本体110相匹配，可盖设在箱本体110上，以实现电池箱100的密封。箱本体110可以用于容置由多个单体电池300(可参照图4)组成的电池模组，热交换组件130可通过热交换对电池模组进行热管理。
在本实施例中，箱本体110包括至少两层层叠的板材。构成箱本体110的材料可以为强度较高的铁、钢、铝、铝合金等金属，也可以为强度较高的钢化塑料。比如，箱本体110可由多层铝板通过压铸成型。可理解地，在相同厚度下，由多层板材构成的箱本体110比单层板材构成的强度更高，更不容易破裂，也就是基于该箱本体110组成的电池箱100的强度更高，不容易破损，气密性也就更好，从而有助于提升电池箱100的安全性及可靠性。另外，高气密性的电池箱100可避免电池箱100内的电池模组受外界环境干扰，例如，可避免外界空气与箱内的空气进行交换，有利于散热组件进行热交换时。比如，在外界温度较低时，需要对电池箱100内的电池模组进行加热，而气密性高的电池箱100可减少箱内热量的散失。
请结合参照图2和图3，其中，图3为图2中I部位的局部放大示意图。在本实施例中，箱本体110设置有用于卡固热交换组件130的卡槽111。该卡槽111与热交换组件130相匹配，以提高对热交换组件130的固定效果，避免电池箱100在移动过程中，相对箱本体110发生相对移动。可理解地，若热交换组件130相对箱本体110发生移动，容易造成热交换组件130损坏。例如，热交换组件130中的冷却液泄露，容易导致箱本体110中的电池模组短路。而本方案通过在箱本体110上设置卡固热交换组件130的卡槽111，使得热交换组件130不易被损坏，从而解决该问题。
可选地，卡槽111中设置有多个用于承载热交换组件130的垫件112，该垫件112包括垫片、垫条、垫板中的一种或多种。垫件112用于支撑并保护热交换组件130。优选地，该垫件112为柔性导热材料(比如，由导热硅胶、导热橡胶等)构成。
可选地，电池箱100还包括固定件，该固定件用于固定箱本体110与箱盖120，其中固定件的数目可根据实际情况进行设置，可以为一个，也可以为多个，这里不作具体限定。
例如，固定件可以包括设置在箱本体110、所述箱盖120中的一个上的锁扣，及设置在箱本体110、箱盖120中的另一个上的锁具，其中，锁扣与锁具相匹配以形成用于锁定箱本体110与箱盖120的搭扣锁。比如，在箱本体110设置锁扣，在箱盖120上与锁扣相对应的部位设置锁具。在对箱本体110、箱盖120进行锁定时，操作员可通过拨动锁具使得锁具扣在锁扣上。当箱本体110、箱盖120被锁定时，箱盖120与箱本体110便不易受外力而松动，有助于提高电池箱100的气密性。
又例如，固定件可以包括螺钉、螺栓、螺柱中的至少一种。箱本体110与箱盖120可分别设置用于相互连接的耳边。若将箱本体110上的耳边作为第一耳边115，将箱盖120上的耳边作为第二耳边116，第一耳边115与第二耳边116上可设置与固定件相匹配的通孔。可理解地，箱盖120与箱本体110可通过在耳边设置螺钉、螺栓等固定件进行固定。
可选地，电池箱100还可以包括与箱本体110及箱盖120相匹配的密封件。该密封件设置在箱本体110与箱盖120的盖合处。可理解地，该密封件为与箱本体110的开口相匹配的密封圈。该密封件可由柔性塑料或橡胶构成，用于提高箱本体110与箱盖120连接处的气密性。
可选地，箱本体110的外侧还可以设置便于吊装的吊耳114。可理解地，设置吊耳114可便于对电池箱100进行移动搬迁。其中，该吊耳114的数目及尺寸可根据实际情况进行设置，比如，若箱本体110呈方形，在箱本体110的四个外侧面可均设置一个吊耳114。
可选地，热交换组件130包括至少一个散热扁管131及与所述至少一个散热扁管131连通的连接管132。每个所述散热扁管131与所述连接管132形成供冷却液流通的通道。可理解地，当散热扁管131中通温度较高的冷却液时，便可用于对电池箱100中的电池模组进行加热；当散热扁管131中通温度较低的冷却液时，便可对电池模组进行散热。
可理解地，连接管132包括进液管1321及出液管1322，进液管1321用于向散热扁管131引入冷却液，出液管1322用于引出散热扁管131中的冷却液，以形成供冷却液流动的回路。
可选地，散热扁管131的管道内可设置至少一个用于将管道划分为多个子管道的隔条，其隔条有助于冷却液均匀流动，以使得各散热扁管131上的各区域均衡进行热交换。
在本实施例中，散热扁管131与卡槽111相匹配，所述卡槽111用于卡固散热扁管131。比如，散热扁管131为长条板状扁管，卡槽111便可以为与该长条板状扁管相匹配的槽。为了进一步提高对散热扁管131的卡固效果，每个散热扁管131上还可以设置一个或多个内凹的部位，而在卡槽111的相应部位设置外凸的部位，内凹部位与外凸部位相匹配以进一步卡固散热扁管131。
可选地，箱盖120内设置有加强筋。该加强筋可以为一个或多个，用于对箱盖120起到加固作用。具体地，加强筋可以与箱盖120均由铝合金材料组成，其中，加强筋可以为条状结构，可以与箱盖120一体成型，也可以是通过焊接的方式设置在箱盖120上，这里不作具体限定。
可选地，电池箱100上还可设置有防爆阀113(可参照图4)，防爆阀113可以设置在箱本体110上，也可以设置在箱盖120上，或者在箱本体110和箱盖120上均设置防爆阀113。可理解地，防爆阀113用于在检测到电池箱100内的气压超过一定阈值范围时便打开，以释放电池箱100内的高压气体，避免电池箱100爆炸。比如该防爆阀113可以仅由物理结构组成，也可以是由压力传感器与电磁阀组成的防爆阀113。比如，压力传感器设置在电池箱100内，在检查到电池箱100内的气压超过一定阈值范围时，便使得电磁阀开启，以释放电池箱100内的高压气体，该阈值范围可根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。另外，防爆阀113的数量可根据实际情况进行设置，这里不作具体限定。
请参照图4，为本发明较佳实施例提供的电池系统10的结构示意。本发明较佳实施例还提供一种电池系统10，该电池系统10包括单体电池300、电源管理装置200及上述实施例中的电池箱100。多个单体电池300通过串联和/或并联组成电池模组容置在电池箱100中，电源管理装置200可设置在电池箱100内，用于对各单体电池300进行检测管理。
具体地，电源管理装置200可以包括处理器、与处理器连接的用于采集单体电池300的参数的传感组件、及与处理器连接的报警单元。处理器输出基于传感组件采集的参数超过预设阈值时生成的报警信号至报警单元，报警单元基于报警信号发出警报提示。其中，参数可以包括单体电池300的输出电流、输出电压、剩余电量、温度、电池箱100内的气压等数据，预设阈值可根据参数的种类进行设置，这里不作具体限定。
其中处理器可以为中央处理器、FPGA、STM32系列单片机。传感组件可以包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、气压压力传感器等，用于检测上述的参数数据。报警单元可以包括喇叭和/或提示灯，可以发出声音提示和/或灯光提示。比如，温度传感器检测到温度超过预设的温度阈值时，便可通过报警单元发出声音提示和/或灯光提示。
可选地，电源管理装置200还可以包括电源切断单元(BDU)及维修开关(MSD)。BDU用于切断、闭合主回路(可理解为电池系统10放电的电路)和预充回路(可理解为电池系统10充电的电路)，以对主回路和预充回路进行切换及通断控制；以及采集充放电过程中的瞬时电流，以判断充放电状态是否正常(比如，瞬时电流在预设的范围内便为正常，反之便为不正常，其预设的范围可根据实际情况进行设置)。电池系统10可通过BDU输出端连接高压接口对电池模组进行充放电。MSD用于电池系统10在维修保养前，切断高压电路，确保操作的安全性。
值得说明的是，箱盖120也可以由多层板材通过压铸成型，以提高箱盖120的结构强度，从而可进一步提升电池系统10的安全性。优选地，箱盖120与箱本体110均可由铝或铝合金压铸成型。可理解地，铝或铝合金的材质较轻，有助于减小整个电池箱100的重量。当采用该电池箱100安放电池模组时，电池系统10的重量减小，便可提高电池系统10的能量密度。若该电池系统10应用在电动汽车中，便有助于提高电池系统10的续航能力。其中，能量密度可理解为电池系统10的总电量与电池系统10重量的比值。
请参照图5，为本发明较佳实施例提供的电池箱100制造方法的流程示意图。本发明较佳实施例提供的电池箱100制造方法可以应用于箱体制造系统，用于制造上述的电池箱100。该箱体制造系统可以包括第一压铸设备及第二压铸设备。其中，该方法可以包括以下步骤。
步骤S410，第一压铸设备接收并响应第一控制命令，并对至少两层第一待压铸板材进行压铸，以形成箱本体110。
在本实施例中，第一压铸设备包括用于压铸成箱本体110的模具，用于对第一待压铸板材进行压铸，使得压铸后的第一待压铸板材形成箱本体110。其中，第一控制命令可由操作员通过操作第一压铸设备上的输入模块(比如键盘、按钮、触控屏等)，使得输入模块生成第一控制命令。优选地，第一压铸板材为与箱本体110相匹配的铝板材或铝合金板材。
步骤S420，第二压铸设备接收并相应第二控制命令，并对至少一层第二待压铸板材进行压铸，以形成箱盖120，其中，所述箱盖120与所述箱本体110相匹配。
在本实施例中，第二压铸设备包括用于压铸成箱盖120的模具，用于对第二待压铸板材进行压铸，使得压铸后的第二待压铸板材形成箱盖120。其中，第二控制命令可由操作员通过操作第二压铸设备上的输入模块(比如键盘、按钮、触控屏等)，使得输入模块生成第二控制命令。优选地，第二压铸板材为与箱盖120相匹配的铝板材或铝合金板材。
综上所述，本发明提供一种电池箱、电池箱制造方法及电池系统。该电池箱包括箱本体、箱盖及热交换组件。其中，箱本体包括至少两层层叠的板材。热交换组件设置在箱本体中，用于进行热交换。另外，箱本体设置有用于卡固热交换组件的卡槽。本方案中，箱本体由两层或多层的板材构成，有助于提高电池箱的结构强度；在箱本体设置卡固热交换组件的卡槽，有助于提高对热交换组件的固定效果，以进一步提高电池箱结构的稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)
1.一种电池箱，其特征在于，包括一体成型的箱本体、盖设在所述箱本体上的箱盖及容置在所述箱本体中的用于热交换的热交换组件，所述箱本体包括至少两层层叠的板材，所述箱本体设置有用于卡固所述热交换组件的卡槽。
2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述电池箱还包括与所述箱本体及所述箱盖相匹配的密封件，所述密封件设置在所述箱本体与所述箱盖的盖合处。
3.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述电池箱还包括用于固定所述箱本体与所述箱盖的固定件。
4.根据权利要求3所述的电池箱，其特征在于，所述固定件包括设置在所述箱本体、所述箱盖中的一个上的锁扣，及设置在所述箱本体、所述箱盖中的另一个上与所述锁扣相匹配的扣具，所述锁扣与所述扣具相配合形成搭扣锁。
5.根据权利要求3所述的电池箱，其特征在于，所述箱本体与所述箱盖分别设置有用于相互连接的耳边，所述固定件固定设置在所述箱本体与所述箱盖的所述耳边上，所述固定件包括螺钉、螺栓、螺柱中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述卡槽设置有多个用于承载所述热交换组件的垫件，所述垫件包括垫片、垫条、垫板中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述热交换组件包括至少一个散热扁管及与所述至少一个散热扁管连通的连接管，每个所述散热扁管与所述连接管形成供冷却液流通的通道。
8.根据权利要求7所述的电池箱，其特征在于，所述散热扁管的管道内设置有至少一个用于将所述管道划分为多个子管道的隔条。
9.一种电池箱制造方法，其特征在于，应用于箱体制造系统以压铸如权利要求1-8中任意一项所述的电池箱，所述箱体制造系统包括第一压铸设备及第二压铸设备，所述方法包括：
所述第一压铸设备接收并响应第一控制命令，并对至少两层第一待压铸板材进行压铸，以形成箱本体；
所述第二压铸设备接收并相应第二控制命令，并对至少一层第二待压铸板材进行压铸，以形成箱盖，其中，所述箱盖与所述箱本体相匹配。
10.一种电池系统，其特征在于，包括多个串联和/或并联的单体电池、电源管理装置及如权利要求1-8中任意一项所述的电池箱，所述电源管理装置及多个所述单体电池容置于所述电池箱中，其中：
所述电源管理装置包括处理器、与所述处理器连接的用于采集单体电池的参数的传感组件、及与所述处理器连接的报警单元，所述处理器输出基于所述传感组件采集的参数超过预设阈值时生成的报警信号至所述报警单元，所述报警单元基于所述报警信号发出警报提示。
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