CN108539078A - 电池箱及其电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电池箱及其电动汽车，其中电池箱包括：箱体外框架、密封箱体和电池模组固定件；箱体外框架设置在密封箱体的外围，包覆密封箱体的部分外表面，电池模组固定件设置在密封箱体内；箱体外框架与密封箱体连接；电池模组固定件与密封箱体连接，或者通过密封箱体与箱体外框架连接。本发明的电池箱及其电动汽车，依据各部件功能的需求分别采用不同的材料以及加工工艺，具有性能最优和重量最轻有机结合的优点；电池箱总体重量轻，密封性好，避免了采用单一材料设计造成的设计冗余和成本提升；并且对电池箱的框架焊接密封性能要求低，在提升电池系统能量密度的基础上能显著提高电池包箱体的生产效率，并可以降低生产成本。

Description

电池箱及其电动汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电池箱及其电动汽车。

背景技术

随着新能源汽车的推广，占据着电动汽车将近一半价格的电池系统其重要性自不言而喻。电池系统结构设计复杂，既要考虑整体测试强度，又要考虑轻量化降低电池系统重量，还要降低规模化生产难度以降低成本。目前，电池系统重量较重，电池箱体占到电池系统重量的15％左右，对其设计结构和成型工艺进行研究，对降低系统重量、提高整车续驶里程具有重要意义。目前，电池箱重量较重的原因，很大一部分是由箱体结构设计及制作工艺决定的，目前的电池箱绝大部分是由一种材料制作的，譬如使用金属碳钢、不锈钢、铸铝、铝型材制造，不可避免地在某些结构场合造成过度设计。例如，电池箱材料选择钣金、铝型材，利用焊接将钣金件、铝型材连接起来，或选择铸铝，利用铸造工艺实现箱体制作，容易产生过度设计、存在结构设计复杂、效率低等问题，并且也具有密封性能差、模具费用高、成本高、工艺稳定性差等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种电池箱及其电动汽车，将电池箱体的不同部位进行功能分区设计。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种电池箱，包括：箱体外框架、密封箱体和电池模组固定件；所述箱体外框架用于与车身连接，所述电池模组固定件用于与电池模组连接；所述箱体外框架设置在所述密封箱体的外围，包覆所述密封箱体的部分外表面，所述电池模组固定件设置在所述密封箱体内；所述箱体外框架与所述密封箱体连接；所述电池模组固定件与所述密封箱体连接，或者通过所述密封箱体与所述箱体外框架连接。

可选地，还包括：底部防护板；所述底部防护板设置在所述密封箱体的底部；所述底部防护板与所述密封箱体或所述箱体外框架连接，或者同时与所述密封箱体和所述箱体外框架连接。

可选地，所述箱体外框架、所述电池模组固定件和所述底部防护板的材质为金属；所述密封箱体的材质为复合材料。

可选地，所述箱体外框架和所述电池模组固定件为一体铸造成型或一体挤压成型。

可选地，所述箱体外框架和所述电池模组固定件由铸造件或型材拼接而成。

可选地，所述铸造件或所述型材的连接方式包括：螺纹连接、焊接。

可选地，所述箱体外框架和所述电池模组固定件的材质包括：铝合金、镁合金；所述复合材料包括：SMC复合材料、碳纤维复合材料、石墨烯复合材料。

可选地，所述密封箱体以所述复合材料一体成型制成。

可选地，所述电池模组固定件上设置有用于连接所述电池模组的安装孔。

可选地，所述底部防护板的材质包括：钢。

可选地，所述箱体外框架与所述密封箱体的连接方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

可选地，所述箱体外框架与所述底部防护板的连接方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

可选地，所述电池模组固定件与所述密封箱体连接以及通过所述密封箱体与所述箱体外框架连接的连接方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

可选地，还包括：安装件；所述安装件设置在所述箱体外框架侧部，并与所述箱体外框架连接。

可选地，所述安装件的材质为非金属；所述安装件与所述箱体外框架连接的方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

根据本发明的另一方面，提供一种电动汽车，包括如上的电池箱。

本发明的电池箱及其电动汽车，电池箱包括箱体外框架、密封箱体、电池模组固定件以及底部防护板等部件；将电池箱的各组成部件进行功能区分，依据各部件功能的需求分别采用不同的材料以及加工工艺，能够在制成各部件功能的基础上，具有性能最优和重量最轻有机结合的优点；电池箱总体重量轻，密封性好，避免了采用单一材料设计造成的设计冗余和成本提升；并且对电池箱的框架焊接密封性能要求低，结构强度高，底部抗冲击能力强，模具简单，模具费用低，便于批量化生产，在提升电池系统能量密度的基础上能显著提高电池包箱体的生产效率，并可以降低生产成本。

本发明实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：

图1为根据本发明的电池箱的一个实施例的结构示意图；

图2为根据本发明的电池箱的一个实施例中的箱体外框架、电池模组固定件示意图结构示意图；

图3为根据本发明的电池箱的一个实施例中的密封箱体的轴测示意图；

图4为根据本发明的电池箱的一个实施例中的密封箱体的内部剖面示意图；

图5为根据本发明的电池箱的一个实施例中的密封箱体的底部示意图；

图6为根据本发明的电池箱的一个实施例中的密封箱体的底部防护板示意图；

图7为根据本发明的电池箱的一个实施例中的框架、箱体、防护板连接剖面示意图；

图8为根据本发明的电池箱的一个实施例中的框架、箱体、电池模组固定件、防护板连接剖面示意图；

图9为根据本发明的电池箱的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。下面结合图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致。

如图1所示，本发明提供一种电池箱，包括：箱体外框架1、密封箱体2和电池模组固定件3。箱体外框架1用于与车身连接，电池模组固定件3用于与电池模组连接。箱体外框架1设置在密封箱体2的外围，包覆密封箱体2的部分外表面。电池模组固定件3设置在密封箱体2内。

箱体外框架1与密封箱体2连接，可以采用多种连接方式。电池模组固定件3与密封箱体2连接，或者电池模组固定件3通过密封箱体2与箱体外框架1连接，可以有多种连接方式。例如，在密封箱体2的侧壁上设置有螺纹通孔，电池模组固定件3使用螺钉通过密封箱体2的侧壁上设置的螺纹通孔与箱体外框架1螺纹连接。

在一个实施例中，对于电池箱可以设置底部防护板4。底部防护板4设置在密封箱体2的底部，底部防护板4与密封箱体2或箱体外框架1连接，或者同时与密封箱体2和箱体外框架1连接，可以采用多种连接方式。

箱体外框架1、电池模组固定件3和底部防护板的材质都可以为金属，密封箱体2的材质可以为复合材料，复合材料可以是SMC(Sheet molding compound)、碳纤维、石墨烯复合材料等，以及其它的具有强度高、密度小特点的复合材料。

将电池箱的容易遭受冲击、主要受力部位、与车身接触的箱体外框架1采用铝合金或者铝型材等金属材料制作。对主要起到密封作用的密封箱体2采用复合材料制作，对主要起到固定电池模组用的电池模组固定件3采用铝合金或者铝型材等金属材料制作。对主要起到底部防护并节省高度空间的底部防护板4采用高强度钢等金属材料制作。电池箱可以利用高强度钢、铝合金、复合材料的不同材料属性去分别实现各个组成部件，利用挤压型材、铸造、焊接、铆接、热融紧固连接等连接工艺，能够实现轻量化箱体制作。

如图2所示，箱体外框架1和电池模组固定件3的材质为铝合金等，电池模组固定件3上可以设置有用于连接电池模组的安装孔。箱体外框架1和电池模组固定件3可以为一体铸造成型或一体挤压成型，箱体外框架1和电池模组固定件3可以采用铸造铝合金件或挤压铝型材等工艺一体成型。

箱体外框架1和电池模组固定件3也可以由铸造件或型材拼接而成，铸造件或型材的连接方式包括螺纹连接、焊接等。例如，箱体外框架1使用铸造件或型材并采用螺栓连接或者焊接等形成整体框架；箱体外框架1与密封箱体2、底部防护板4之间可以采用螺栓连接、自冲铆接、热融紧固连接等；电池模组固定件3与密封箱体2以及箱体外框架1采用螺栓连接、铆接、热融紧固连接等连接方式。

如图3－5所示，密封箱体2可以通过复合材料一体成型制成。密封箱体2可以采用模压工艺或者真空闭膜导入工艺等进行一体成型。如图4所示，底部防护板4的材质采用钢等技术材料，例如，底部防护板4可以采用高强度钢制作。

在一个实施例中，电池箱由箱体外框架1、一体成型的密封箱体2、电池模组固定件3和底部防护板4等几部分组成，金属制成的箱体外框架1起到保护作用，能够抗冲击、抗挤压、抗振动等，以及与车身连接固定。密封箱体2起到密封、绝缘、保温等作用。电池模组固定件3起到固定电池模组的作用。底部防护板4起到保护电池系统底部安全的作用。

金属的箱体外框架1可以采用轻质合金铸造或者挤压型材工艺，不仅结构强度好、重量轻，而且由于不承担箱体的密封功能，故对型材焊接密封工艺要求低，不仅能降低生产成本、还能提高生产效率。密封箱体2采用复合材料一体成型工艺制作，不仅重量轻，而且密封性能好，便于大批量生产。电池模组固定件3采用轻质合金铸造或者挤压型材等工艺制作，结构强度好、重量轻。底部防护板4可以采用高强度钢制作，既能有效防护电池底部又节省了电池高度方向的空间，并且强度好。

如图7、8所示，箱体外框架1与密封箱体2的连接方式包括螺栓连接、铆接、热融连接等。箱体外框架1与底部防护板4的连接方式包括螺栓连接、铆接、热融连接等。电池模组固定件3与箱体外框架1连接以及通过密封箱体2与箱体外框架1连接的连接方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接等。

如图9所示，电池箱还可以设置安装件5。安装件5设置在箱体外框架1的侧部，并与箱体外框架1连接。例如，可在箱体外框架1前端或后端增加一个安装件5，用于安装其他部件。安装件5的材质为非金属，例如树脂等，安装件5与箱体外框架1连接的方式包括螺栓连接、铆接、热融连接等。

电池箱的组成部件之间的连接采用螺栓连接、铆接、热融紧固连接等连接方式，既保证了连接的可靠性又保证了关键部件的密封性能；部件之间的连接，没有焊接，能显著提高生产效率，降低变形量。

在一个实施例中，本发明提供一种电动汽车，包括如上任一实施例中的电池箱。

上述实施例中的电池箱及其电动汽车，电池箱包括箱体外框架、密封箱体、电池模组固定件以及底部防护板等部件；将电池箱的各组成部件进行功能区分，依据各部件功能的需求分别采用不同的材料以及加工工艺，能够在制成各部件功能的基础上，具有性能最优和重量最轻有机结合的优点；电池箱总体重量轻，密封性好，避免了采用单一材料设计造成的设计冗余和成本提升；并且对电池箱的框架焊接密封性能要求低，结构强度高，底部抗冲击能力强，模具简单，模具费用低，便于批量化生产，在提升电池系统能量密度的基础上能显著提高电池包箱体的生产效率，并可以降低生产成本。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

本发明的实施例提供了A1、一种电池箱，包括：箱体外框架、密封箱体和电池模组固定件；所述箱体外框架用于与车身连接，所述电池模组固定件用于与电池模组连接；所述箱体外框架设置在所述密封箱体的外围，包覆所述密封箱体的部分外表面，所述电池模组固定件设置在所述密封箱体内；所述箱体外框架与所述密封箱体连接；所述电池模组固定件与所述密封箱体连接，或者通过所述密封箱体与所述箱体外框架连接。

A2、如A1所述的电池箱，其中，还包括：

底部防护板；所述底部防护板设置在所述密封箱体的底部；所述底部防护板与所述密封箱体或所述箱体外框架连接，或者同时与所述密封箱体和所述箱体外框架连接。

A3、如A2所述的电池箱，其中，

所述箱体外框架、所述电池模组固定件和所述底部防护板的材质为金属；

所述密封箱体的材质为复合材料。

A4、如A3所述的电池箱，其中，

所述箱体外框架和所述电池模组固定件为一体铸造成型或一体挤压成型。

A5、如A3所述的方法，其中，

所述箱体外框架和所述电池模组固定件由铸造件或型材拼接而成。

A6、如A5所述的方法，其中，

所述铸造件或所述型材的连接方式包括：螺纹连接、焊接。

A7、如A3所述的电池箱，其中，

所述箱体外框架和所述电池模组固定件的材质包括：铝合金、镁合金。

所述复合材料包括：SMC复合材料、碳纤维复合材料、石墨烯复合材料。

A8、如A3所述的方法，其中，

所述密封箱体以所述复合材料一体成型制成。

A9、如A3所述的电池箱，其中，

所述电池模组固定件上设置有用于连接所述电池模组的安装孔。

A10、如A3所述的电池箱，其中，

所述底部防护板的材质包括：钢。

A11、如A3所述的电池箱，其中，

所述箱体外框架与所述密封箱体的连接方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

A12、如A3所述的电池箱，其中，

所述箱体外框架与所述底部防护板的连接方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

A13、如A3所述的电池箱，其中，

所述电池模组固定件与所述密封箱体连接以及通过所述密封箱体与所述箱体外框架连接的连接方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

A14、如A1所述的电池箱，其中，还包括：

安装件；所述安装件设置在所述箱体外框架侧部，并与所述箱体外框架连接。

A15、如A14所述的电池箱，其中，

所述安装件的材质为非金属；

所述安装件与所述箱体外框架连接的方式包括：螺栓连接、铆接、热融连接。

B16、一种电动汽车，其中，包括：

如A1至A15任一项所述的电池箱。

Claims (10)

1.一种电池箱，其特征在于，包括：

箱体外框架、密封箱体和电池模组固定件；所述箱体外框架用于与车身连接，所述电池模组固定件用于与电池模组连接；所述箱体外框架设置在所述密封箱体的外围，包覆所述密封箱体的部分外表面，所述电池模组固定件设置在所述密封箱体内；所述箱体外框架与所述密封箱体连接；所述电池模组固定件与所述密封箱体连接，或者通过所述密封箱体与所述箱体外框架连接。

2.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，还包括：

底部防护板；所述底部防护板设置在所述密封箱体的底部；所述底部防护板与所述密封箱体或所述箱体外框架连接，或者同时与所述密封箱体和所述箱体外框架连接。

3.如权利要求2所述的电池箱，其特征在于，

所述箱体外框架、所述电池模组固定件和所述底部防护板的材质为金属；

所述密封箱体的材质为复合材料。

4.如权利要求3所述的电池箱，其特征在于，

所述箱体外框架和所述电池模组固定件为一体铸造成型或一体挤压成型。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述箱体外框架和所述电池模组固定件由铸造件或型材拼接而成。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述铸造件或所述型材的连接方式包括：螺纹连接、焊接。

7.如权利要求3所述的电池箱，其特征在于，

所述箱体外框架和所述电池模组固定件的材质包括：铝合金、镁合金；

所述复合材料包括：SMC复合材料、碳纤维复合材料、石墨烯复合材料。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述密封箱体以所述复合材料一体成型制成。

9.如权利要求3所述的电池箱，其特征在于，

所述电池模组固定件上设置有用于连接所述电池模组的安装孔。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的电池箱。