CN108417751A - 一种钣金冲压电箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钣金冲压电箱，安装在电动汽车的底部；包括上盖、用于安装电池模组的若干模组固定梁以及底壳，所述上盖和底壳分别采用钣金冲压一体成型；所述上盖可拆卸连接在所述底壳上并与所述底壳之间形成一用于容纳电池模组的安装空间，所述模组固定梁位于所述安装空间内并与所述底壳焊接固定。本发明将电箱的各个部件采用钣金冲压工艺配合焊接的方式进行组装，钣金冲压形成的各个组件，能够有效控制箱体质量的一致性及强度，有利于提高电箱的整体结构强度；另外，相较于现有的钣金折弯方式，上盖和底壳都是一体结构冲压成型，不需要焊接，气密性好，可有效防止雨水进入。

Description

一种钣金冲压电箱

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种钣金冲压电箱。

背景技术

当前全球汽车工业面临着能源与环境问题的巨大挑战；能量利用率高，对环境无污染的纯电动汽车日益成为未来汽车工业发展的方向。作为纯电动汽车的核心部件，动力电池的性能将直接影响到纯电动汽车的整车性能。电动汽车的电池系统包含电池包箱体、动力电池模组、模组连接部分及电池管理系统等几部分组成，电池包的结构强度直接影响着整个电池系统的安全性，直接影响电动汽车的安全性。而且传统的动力电池包多采用钣金折弯方式，通过人工下料，手动折弯而成，产品的一致性低，且产能和效率也伴随着降低，很难实现量产的供给；另外传统动力电池包多采用二保焊接，焊接变形大，极其容易影响成型质量及电箱的密封效果。因此，为了保证电动汽车的正常行驶及驾驶人员的安全，设计开发一种结构强度高，生产效率高的动力电池包很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种钣金冲压电箱。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种钣金冲压电箱，安装在电动汽车的底部；包括上盖、用于安装电池模组的若干模组固定梁以及底壳，所述上盖和底壳分别采用钣金冲压一体成型；所述上盖可拆卸连接在所述底壳上并与所述底壳之间形成一用于容纳电池模组的安装空间，所述模组固定梁位于所述安装空间内并与所述底壳焊接固定。

本发明的有益效果是：本发明将电箱的各个部件采用钣金冲压工艺配合焊接的方式进行组装，钣金冲压形成的各个组件，能够有效控制箱体质量的一致性及强度，有利于提高电箱的整体结构强度；另外，相较于现有的钣金折弯方式，上盖和底壳都是一体结构冲压成型，不需要焊接，气密性好，可有效防止雨水进入。

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，还包括支撑梁，所述支撑梁焊接在所述底壳的底面上且两端延伸出所述底壳一部分，所述支撑梁两端分别焊接有导套，所述支撑梁通过导套与所述电动汽车可拆卸连接以将所述钣金冲压电箱托住并安装在所述电动汽车的底部。

采用上述进一步方案的有益效果是：将支撑梁吊点位置与电动汽车的底部通过导套进行螺栓连接，导套通过CNC机加工成型，有效提升了支撑梁吊点与电动汽车连接强度和可靠性。

进一步，所述支撑梁靠近两端的位置分别形成有对称布置的连接段，所述连接段上冲压形成有安装孔，所述连接段上适配焊接有一个支撑件，所述支撑件中部向上拱起形成一平台，所述平台上开设有一定位孔，所述定位孔与所述安装孔上下对应布置；

所述导套由下至上依次穿过并焊接在所述安装孔和定位孔内，所述导套一端设有一圈外沿，所述导套的外沿压接在所述支撑梁的底面上，所述导套上端与所述平台的上表面平齐，所述导套上沿其轴向开设有用于与所述电动汽车连接的连接孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在连接段上焊接一个支撑件，并将导套焊接在连接段和支撑件之间，连接段、导套和支撑件相互焊接形成吊点支撑结构，使得电箱与电动汽车的连接强度更高，稳定性更强。

进一步，所述支撑梁靠近两端的位置分别向上延伸后再向外水平弯折形成所述连接段，所述支撑件焊接在所述连接段水平弯折的部分上；所述连接段上侧面向下冲压形成有至少一个沿所述支撑梁长度方向布置的凹槽，所述凹槽的底面两端分别连接所述连接段的两端并与所述连接段共同形成三角形支撑结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：连接段是支撑梁吊点的主要受力部位，结构强度要求高，在连接段上设置三角形支撑结构，使得支撑梁吊点位置的结构强度高，可有效防止电箱与整车脱离。

进一步，所述支撑梁上设置有至少一条沿其长度方向开设的出水槽，所述出水槽的底部开设有出水孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：电动汽车行车过程中，电箱位于电动汽车的底部，在积水路面，出水槽和出水孔的设计可以有效提高排水效果，防止支撑梁吊点以及支撑梁与电箱之间积水。

进一步，所述底壳底部四周边缘适配焊接有若干托梁，所述支撑梁与所述托梁焊接固定；

所述底壳上冲压形成有向下延伸的第一限位部，所述托梁上冲压形成有与所述第一限位部适配的第一冲压孔；所述第一限位部卡入所述第一冲压孔内实现托梁在底壳边缘的限位；

所述托梁上冲压形成有向下延伸的第二限位部，所述支撑梁上冲压形成有与所述第二限位部适配的第二冲压孔，所述第二限位部卡入所述第二冲压孔内实现支撑梁在所述托梁上的限位。

采用上述进一步方案的有益效果是：在底壳底部四周边缘焊接若干托梁，有利于提高电箱整体的强度；在底壳和托梁上分别冲压形成有限位部，焊接时方便定位，有利于提高各个部件安装焊接时的位置精度。

进一步，所述托梁上一体冲压形成有若干加强筋。

采用上述进一步方案的有益效果是：在托梁上一体冲压形成若干加强筋，结构强度高，防止电箱与电动汽车相连后脱落。

进一步，所述模组固定梁呈阶梯型结构，所述阶梯型结构的每个台阶都沿所述模组固定梁的长度方向设置；所述模组固定梁两端的台阶面或/和台阶侧壁上一体垂直设置有折片，所述折片焊接在所述底壳的内侧壁上。

采用上述进一步方案的有益效果是：将模组固定梁设置成阶梯型结构，并在模组固定梁两端设置折片，模组固定梁可与电箱通过折片进行连接，有效增大了焊接面积，增大了电箱的受力面积，降低了电箱所受应力，提高了整个电池箱体的强度。

进一步，所述上盖四周通过钣金冲压形成有一圈法兰边，所述法兰边的外周边沿向上延伸形成一圈折边结构，所述折边结构与所述上盖周侧围成有一圈上端敞口的环形槽，所述法兰边上开设有与所述环形槽连通的排水口。具体设置在折边结构上。

采用上述进一步方案的有益效果是：在上盖四周冲压形成一圈法兰边，并在法兰边上设计折边结构，法兰边的平面度较高，折边结构提升了法兰边的强度与刚度，通过螺栓固定上盖和底壳时可以减小变形量。

进一步，所述上盖与所述底壳上分别通过冲压形成有若干回字形加强筋。

采用上述进一步方案的有益效果是：在上盖和底壳上通过冲压形成若干回字形加强筋，能够有效提升电箱上盖与底壳的强度与刚度。

附图说明

图1为本发明的钣金冲压电箱的立体爆炸结构示意图；

图2为图1中C部的放大结构示意图；

图3为本发明的钣金冲压电箱的仰视结构示意图；

图4为图3中A部的放大结构示意图；

图5为图3中B部的放大结构示意图；

图6为本发明钣金冲压电箱底壳的俯视结构示意图；

图7为支撑梁的俯视结构示意图；

图8为支撑梁的主视结构示意图；

图9为支撑梁的立体结构示意图；

图10为导套的立体结构示意图；

图11为模组固定量的俯视结构示意图；

图12为模组固定量的主视结构示意图；

图13为模组固定量的立体结构示意图；

图14为模组固定量的左视结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、上盖；101、法兰边；102、折边结构；103、排水口；

200、模组固定梁；201、阶梯型结构；202、折片；203、台阶面；204、台阶侧壁；

300、底壳；301、托梁；302、第一限位部；303、回字形加强筋；

400、支撑梁；401、连接段；402、安装孔；403、凹槽；404、三角支撑结构；405、支撑件；406、平台；407、定位孔；408、出水槽；409、出水孔；410、第二限位部；411、避重孔；

500、导套；501、外沿；502、连接孔；

600、二层模组安装托盘。

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，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-图14所示，本实施例公开了一种钣金冲压电箱，安装在电动汽车的底部；包括上盖100、用于安装电池模组的若干模组固定梁200以及底壳300，所述上盖100和底壳300分别采用钣金冲压一体成型，模组固定梁200采用折弯形成；所述上盖100可拆卸连接在所述底壳300上并与所述底壳300之间形成一用于容纳电池模组的安装空间，所述模组固定梁200位于所述安装空间内并与所述底壳300焊接固定。

本实施例的模组固定梁的一种具体方案如图11-图14所示，所述模组固定梁200呈阶梯型结构，所述阶梯型结构201的每个台阶都沿所述模组固定梁200的长度方向设置；所述模组固定梁200两端的台阶面203或/和台阶侧壁204上一体垂直设置有折片202，所述折片202焊接在所述底壳300的内侧壁上。将模组固定梁设置成阶梯型结构，并在模组固定梁两端设置折片，模组固定梁可与电箱通过折片进行连接，有效增大了焊接面积，增大了电箱的受力面积，降低了电箱所受应力，提高了整个电池箱体的强度。本实施例的模组固定梁采用三层或两层阶梯结构均可，可以起到加强筋的作用，使得模组固定梁的强度得到较大提升。另外，由于底壳内部周侧有的是直面结构，有的是弧面结构，模组固定梁两端的结构根据底壳周侧的具体结构来进行冲压形成，而折边只需要设置在模组固定梁的端部即可。而且，需要说明的是，模组固定梁两端不同台阶的宽度可以不一样，也是根据底壳内部结构来设定的。也就是说，模组固定梁两端的结构完全是为了与底壳内侧面结构相适配的。折片可以为扁平结构，也可以为弧面结构，也是与底壳内侧面结构适配。

如图1和图2所示，本实施例的所述上盖100四周通过钣金冲压形成有一圈法兰边101，所述法兰边101的外周边沿向上延伸形成一圈折边结构102，所述折边结构102与所述上盖100周侧围成有一圈上端敞口的环形槽，所述法兰边101上开设有与所述环形槽连通的排水口103。排水口103具体设置在折边结构102上，排水口下端延伸至环形槽的内底面上，上端延伸至所述折边结构上端。在上盖四周冲压形成一圈法兰边，并在法兰边上设计折边结构，法兰边的平面度较高，折边结构提升了法兰边的强度与刚度，通过螺栓固定上盖和底壳时可以减小变形量。具体的，法兰边外周边缘向上延伸形成所述折边结构。

如图1-图6所示，所述上盖100与所述底壳300上分别通过冲压形成有若干回字形加强筋303。在上盖和底壳上通过冲压形成若干回字形加强筋，能够有效提升电箱上盖与底壳的强度与刚度。

如图1所示，本实施例冲压电箱的上盖100一侧设置容纳空间高于另一侧，内部可容纳两侧电池模组，为了更好的安装电池模组，还在底壳300上设置一个二层模组安装托盘600，在底壳300上和该二层模组安装托盘600上各安装一层电池模组。

本实施例将电箱的各个部件采用钣金冲压工艺配合电阻焊接的方式进行组装，钣金冲压形成的各个组件，然后再将各个组件都通过电阻焊接工艺进行组装而成，能够有效控制箱体质量的一致性及强度，有利于提高电箱的整体结构强度；另外，相较于现有的钣金折弯方式，上盖和底壳都是一体结构冲压成型，不需要焊接，气密性好，可有效防止雨水进入。

实施例2

如图1-图10所示，本实施例的钣金冲压电箱除具备实施例1的技术特征外，还包括支撑梁400，所述支撑梁400焊接在所述底壳300的底面上且两端延伸出所述底壳300一部分，所述支撑梁400两端分别焊接有导套500，所述支撑梁400通过导套500与所述电动汽车可拆卸连接以将所述钣金冲压电箱托住并安装在所述电动汽车的底部。导套500通过CNC机加工制成，精度高，导套的厚度为5mm，机械强度和耐剪切强度高，以此连接电箱和电动汽车，可靠性高。本实施例将支撑梁吊点位置与电动汽车的底部通过导套进行螺栓连接，导套通过CNC机加工成型，有效提升了支撑梁吊点与电动汽车连接强度和可靠性。

具体的，本实施例的所述支撑梁400靠近两端的位置分别形成有对称布置的连接段401，所述连接段401上冲压形成有安装孔402，所述连接段401上适配焊接有一个支撑件405，所述支撑件405中部向上拱起形成一平台406，所述平台406上开设有一定位孔407，所述定位孔407与所述安装孔402上下对应布置；所述导套500由下至上依次穿过所述安装孔402和定位孔407并焊接，所述导套500一端设有一圈外沿501，所述导套500的外沿501压接在所述支撑梁400的底面上，所述导套500上端与所述平台406的上表面平齐，所述导套500上沿其轴向开设有用于与所述电动汽车连接的连接孔502。通过在连接段上焊接一个支撑件，并将导套焊接在连接段和支撑件之间，连接段、导套和支撑件相互焊接形成吊点支撑结构，使得电箱与电动汽车的连接强度更高，稳定性更强。

本实施例连接段的一种优选设置方式为，如图8所示，所述支撑梁400靠近两端的位置分别向上延伸后再向外水平弯折形成所述连接段401，所述支撑件405焊接在所述连接段401水平弯折的部分上；所述连接段401上侧面向下冲压形成有至少一个沿所述支撑梁长度方向布置的凹槽403，所述凹槽403的底面两端分别连接所述连接段401的两端并与所述连接段401共同形成三角形支撑结构404。连接段是支撑梁吊点的主要受力部位，结构强度要求高，在连接段上设置三角形支撑结构，使得支撑梁吊点位置的结构强度高，可有效防止电箱与整车脱离。图8中的三角形支撑结构404实际上是由连接段竖直延伸部分、水平延伸部分以及倾斜设置的凹槽403形成，该三角形支撑结构404是直角形支撑结构，而且凹槽403可根据电箱的重量设置不同的个数，本实施例中的凹槽403个数为两个，均沿所述支撑梁400的长度方向开设，而且凹槽403也与支撑梁400上的出水槽408相连通，也就是说，凹槽403和出水槽408是一体成型的结构，只是凹槽403深度较出水槽408深，而且也是从图8主视图上看到的三角形结构，这种支撑方式可以使支撑梁的结构强度高，支撑性更好。

具体的，所述支撑件405与所述支撑梁400水平弯折部分结构相同，都是通过钣金冲压形成的片状结构。

另外，电动汽车行车过程中，电箱位于电动汽车的底部，为了防止电动汽车在行驶过程中，雨水等囤积在电箱外部，本实施例的所述支撑梁400上设置有至少一条沿其长度方向开设的出水槽408，所述出水槽408的底部开设有出水孔409。电动汽车在积水路面行驶过程中，出水槽和出水孔的设计可以有效提高排水效果，防止支撑梁吊点以及支撑梁与电箱之间积水。

本实施例支撑梁的设置使得电箱与电动汽车之间的连接更加紧密稳定可靠，而且支撑梁的个数可以根据电箱的长度设定任意个数，而且电箱底部的支撑梁设置一根或多根并排一体连接而成。本实施例中，如图1、图3和图6所示，电箱由两段组成，一段的结构重量较轻，另一段的结构重量较重(上盖高度较高)，在电箱较轻的一段底部焊接三根等间距布置的支撑梁，在电箱较重的一段底部焊接三根依次一体连接的支撑梁，这样使得对电箱重量较重的一段的支撑强度更好，整体支撑结构更加稳定牢固。

实施例3

本实施例的钣金冲压电箱除了具备实施例2的技术特征外，还在所述底壳300底部四周边缘适配焊接有若干托梁301，所述支撑梁400与所述托梁301焊接固定；所述底壳300上冲压形成有向下延伸的第一限位部302，所述托梁301上冲压形成有与所述第一限位部302适配的第一冲压孔；所述第一限位部302卡入所述第一冲压孔内实现托梁301在底壳300边缘的限位；第一限位部302实际上是底壳上向下冲压形成的限位柱；所述托梁301上冲压形成有向下延伸的第二限位部410，第二限位部410也是在托梁上冲压形成的限位柱；所述支撑梁400上冲压形成有与所述第二限位部410适配的第二冲压孔，所述第二限位部410卡入所述第二冲压孔内实现支撑梁400在所述托梁301上的限位。在底壳底部四周边缘焊接若干托梁，有利于提高电箱整体的强度；在底壳和托梁上分别冲压形成有限位部，焊接时方便定位，有利于提高各个部件安装焊接时的位置精度。另外，本实施例的支撑梁上还开设有若干避重孔411，为了防止整个电箱重量过重。

本实施例的托梁有多根分别设置在底壳的四周，且均通过第一限位部与第一冲压孔适配进行限位后再进行电阻焊接进行固定。

具体的，所述托梁301上一体冲压形成有若干加强筋。在托梁上一体冲压形成若干加强筋，结构强度高，防止电箱与电动汽车相连后脱落。

本实施例中，托梁的设置使得对电箱从四周进行有效支撑，而且不会直接支撑底壳，起到一定的缓冲作用，而且支撑梁只需要对电箱两侧的托梁进行托住支撑，就能对整个电箱进行有效支撑，结构强度更高，稳定性更好。

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)

1.一种钣金冲压电箱，安装在电动汽车的底部；其特征在于，包括上盖、用于安装电池模组的若干模组固定梁以及底壳，所述上盖和底壳分别采用钣金冲压一体成型；所述上盖可拆卸连接在所述底壳上并与所述底壳之间形成一用于容纳电池模组的安装空间，所述模组固定梁位于所述安装空间内并与所述底壳焊接固定。

2.根据权利要求1所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，还包括支撑梁，所述支撑梁焊接在所述底壳的底面上且两端延伸出所述底壳一部分，所述支撑梁两端分别焊接有导套，所述支撑梁通过导套与所述电动汽车可拆卸连接以将所述钣金冲压电箱托住并安装在所述电动汽车的底部。

3.根据权利要求2所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述支撑梁靠近两端的位置分别形成有对称布置的连接段，所述连接段上冲压形成有安装孔，所述连接段上适配焊接有一个支撑件，所述支撑件中部向上拱起形成一平台，所述平台上开设有一定位孔，所述定位孔与所述安装孔上下对应布置；

所述导套由下至上依次穿过并焊接在所述安装孔和定位孔内，所述导套一端设有一圈外沿，所述导套的外沿压接在所述支撑梁的底面上，所述导套上端与所述平台的上表面平齐，所述导套上沿其轴向开设有用于与所述电动汽车连接的连接孔。

4.根据权利要求3所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述支撑梁靠近两端的位置分别向上延伸后再向外水平弯折形成所述连接段，所述支撑件焊接在所述连接段水平弯折的部分上；所述连接段上侧面向下冲压形成有至少一个沿所述支撑梁长度方向布置的凹槽，所述凹槽的底面两端分别连接所述连接段的两端并与所述连接段共同形成三角形支撑结构。

5.根据权利要求2至4任一项所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述支撑梁上设置有至少一条沿其长度方向开设的出水槽，所述出水槽的底部开设有出水孔。

6.根据权利要求2至4任一项所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述底壳底部四周边缘适配焊接有若干托梁，所述支撑梁与所述托梁焊接固定；

所述底壳上冲压形成有向下延伸的第一限位部，所述托梁上冲压形成有与所述第一限位部适配的第一冲压孔；所述第一限位部卡入所述第一冲压孔内实现托梁在底壳边缘的限位；

所述托梁上冲压形成有向下延伸的第二限位部，所述支撑梁上冲压形成有与所述第二限位部适配的第二冲压孔，所述第二限位部卡入所述第二冲压孔内实现支撑梁在所述托梁上的限位。

7.根据权利要求6所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述托梁上一体冲压形成有若干加强筋。

8.根据权利要求1至4、7任一项所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述模组固定梁呈阶梯型结构，所述阶梯型结构每个台阶都沿所述模组固定梁的长度方向设置；所述模组固定梁两端的台阶面或/和台阶侧壁上一体垂直设置有折片，所述折片焊接在所述底壳的内侧壁上。

9.根据权利要求1至4、7任一项所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述上盖四周通过钣金冲压形成有一圈法兰边，所述法兰边的外周边沿向上延伸形成一圈折边结构，所述折边结构与所述上盖周侧围成有一圈上端敞口的环形槽，所述法兰边上开设有与所述环形槽连通的排水口。

10.根据权利要求1至4、7任一项所述一种钣金冲压电箱，其特征在于，所述上盖与所述底壳上分别通过冲压形成有若干回字形加强筋。