CN109671890A - 电池箱箱体及电池箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池箱箱体及电池箱。该电池箱包括电池箱箱体和设置在电池箱箱体内的电池模组，电池箱箱体包括密封连接的下箱体和上箱盖，下箱体包括边框和密封连接在边框下侧的底板，边框的内壁上具有向内延伸的周向凸沿，下箱体还包括至少两个平行间隔设置的加强梁，所述加强梁的两端分别搭接在凸沿的上端面上，所述加强梁长度方向的两侧分别具有向外延伸的翻沿，所述翻沿的上端面与所述凸沿的上端面共面，以形成用于支撑电池模组的支撑面。本发明的电池箱的箱体中的凸沿和翻沿形成用于支撑电池模组的支撑面；下箱体中的边框与底板之间设置有三道密封防线。相比于现有技术，本发明的电池箱力学性能和密封性更好，且具有轻量化意义。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电池箱箱体及电池箱。
背景技术
随着我国汽车保有量的急剧增加，节能环保变得越来越重要。为此，我国当前正重点推动电动汽车的发展。电池箱作为电动汽车重要的组成部分，其安全性至关重要。
据统计，在电动汽车自燃事故中，90％以上是由电池箱在密封性能和耐碰撞性能方面的缺陷引起的。因此，各大汽车企业把电池箱的密封性能和力学性能作为电动车整车安全和轻量化设计的重要环节。
GB/T31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》对于电池箱有着严格要求：第一是气密性要求，气密性测试时需将电池箱以实车装配状态与整车线束相连，然后置于3.5％Nacl溶液(质量分数，模拟常温下的海水)中2h，水深要足以淹没测试对象。观察2h，要求电池箱或系统无着火或爆炸等现象；企业一般要求电池箱密封性达到IP67等级。第二是振动疲劳的要求，电池箱应进行15min正弦波振动测试，振动频率从7Hz增加至50Hz再回至7Hz。此循环应按照制造商规定的电池箱安装位置的垂直方向在3h中重复12次，要求试验结构完好，电池箱无泄漏、外壳破裂、着火或爆炸等现象。第三是耐挤压的要求，电池箱耐挤压测试时，用半径75mm的半圆柱体沿着x和y方向对电池箱进行挤压，要求试验后电池箱无着火、爆炸现象。因此，一款安全可靠的电池箱必须具有较好的密封性能和力学性能。
申请公布号为CN108461685A的发明专利申请中公开的一种电池包及其电池箱体，该电池箱体包括底板，多个第一横梁和多个第二横梁，固定在底板上以形成容置腔，各第一横梁具有第一空腔，各第二横梁具有第二空腔，多个角连接件，每个角连接件具有第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部成第一角度，每个角度连接件的第一连接部位于第一横梁的第一空腔内并与第一横梁固定连接，多个固定梁，固定在底板上，位于容置腔内，每个固定梁的两端分别连接第二横梁以及多个固定梁连接件。但是，该电池箱内的电池模组的重力直接作用在底板上，底板与横梁连接处所受应力较大，在振动载荷下底板与横梁连接结构易发生疲劳失效，进而降低了电池箱的力学性能和密封性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种电池箱箱体及电池箱，以解决现有技术中的电池箱箱体的力学性能和密封性能差的技术问题。本发明的目的还在于提供一种使用上述电池箱箱体的电池箱，以解决现有技术中的电池箱的力学性能和密封性能差的技术问题。
本发明的电池箱箱体的技术方案是：
电池箱箱体包括密封连接的下箱体和上箱盖，所述下箱体包括边框和密封连接在边框下侧的底板，所述边框的内壁上具有向内延伸的周向凸沿，所述下箱体还包括至少两个平行间隔设置的加强梁，所述加强梁的两端分别搭接在凸沿的上端面上，所述加强梁长度方向的两侧分别具有向外延伸的翻沿，所述翻沿的上端面与所述凸沿的上端面共面，以形成用于支撑电池模组的支撑面。
其有益效果在于：本发明的电池箱箱体中的加强梁搭接在边框上，且在边框的内壁上设置凸沿和在加强梁上设置翻沿，凸沿和翻沿形成用于支撑电池模组的支撑面。使得电池模组的重力整体作用在边框上，而不对底板产生力的作用，大大降低了底板因受力而发生疲劳失效的可能性。边框用于支撑加强梁，解决了现有技术中的加强梁与边框对焊时因焊缝失效而导致电池箱箱体力学性能降低的问题，提高了电池箱箱体的力学性能。相比于现有技术，本发明的电池箱箱体的力学性能和密封性更好。本发明中的电池箱箱体采用轻量化材料制成，应用于车辆中，有助于车辆轻量化设计和增加车辆的续航里程。
进一步的，所述底板的端部具有向上延伸的翻边，所述底板的翻边与所述边框的外壁面通过拉铆铆钉连接。底板上设置翻边，底板通过翻边与边框固定，有助于增强底板与边框连接强度和密封性，采用拉铆铆钉连接有助于提高装配效率。
进一步的，所述边框的外壁面于翻边的上侧具有向外延伸的挡水沿。边框上设置挡水沿，有助于防止水通过边框和底板的连接处进入电池模组内。
进一步的，所述底板与边框之间设有密封圈，所述底板和边框上对应设有密封圈槽。底板与边框之间设置密封圈，增强了底板与边框之间的密封性能。
进一步的，所述密封圈包括两个平行间隔设置的密封凸部。密封圈包括两个密封凸部，进一步增强了底板与边框之间的密封性能。
进一步的，所述底板与边框之间、底板与加强梁之间设有密封胶。底板与边框之间、底板与加强梁之间设置密封胶，有助于增强底板与边框之间、底板与加强梁之间的密封性能。
进一步的，所述加强梁的下侧具有沿加强梁长度方向延伸的定位条，所述定位条的两端分别与凸沿的内侧面挡止配合。加强梁下侧具有定位条，有助于将加强梁快速、准确的装配在边框上。
进一步的，所述上箱盖与下箱体之间设有密封圈，所述边框内侧设有与密封圈向内挡止配合的凸缘。上箱盖与下箱体之间设置密封圈，有助于增强下箱体与上箱盖的密封性。
进一步的，所述底板为一体成型的冲压件。底板为一体成型的冲压件，便于加工的同时，避免了底板通过拼装而产生装配复杂、可靠性低的问题。
本发明的电池箱的技术方案是：
电池箱包括电池箱箱体和设置在电池箱箱体内的电池模组，所述电池箱箱体包括密封连接的下箱体和上箱盖，所述下箱体包括边框和密封连接在边框下侧的底板，所述边框的内壁上具有向内延伸的周向凸沿，所述下箱体还包括至少两个平行间隔设置的加强梁，所述加强梁的两端分别搭接在凸沿的上端面上，所述加强梁长度方向的两侧分别具有向外延伸的翻沿，所述翻沿的上端面与所述凸沿的上端面共面，以形成用于支撑电池模组的支撑面。
其有益效果在于：本发明的电池箱的箱体中的加强梁搭接在边框上，且在边框的内壁上设置凸沿和在加强梁上设置翻沿，凸沿和翻沿形成用于支撑电池模组的支撑面。使得电池模组的重力整体作用在边框上，而不对底板产生力的作用，大大降低了底板因受力而发生疲劳失效的可能性。边框用于支撑加强梁，解决了现有技术中的加强梁与边框对焊时因焊缝失效而导致电池箱箱体力学性能降低的问题，提高了电池箱箱体的力学性能。相比于现有技术，本发明的电池箱的力学性能和密封性更好。本发明中的电池箱箱体采用轻量化材料制成，应用于车辆中，有助于车辆轻量化设计和增加车辆的续航里程。
进一步的，所述底板的端部具有向上延伸的翻边，所述底板的翻边与所述边框的外壁面通过拉铆铆钉连接。底板上设置翻边，底板通过翻边与边框固定，有助于增强底板与边框连接强度和密封性，采用拉铆铆钉连接有助于提高装配效率。
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进一步的，所述上箱盖与下箱体之间设有密封圈，所述边框内侧设有与密封圈向内挡止配合的凸缘。上箱盖与下箱体之间设置密封圈，有助于增强下箱体与上箱盖的密封性。
进一步的，所述底板为一体成型的冲压件。底板为一体成型的冲压件，便于加工的同时，避免了底板通过拼装而产生装配复杂、可靠性低的问题。
附图说明
图1是本发明的电池箱的立体图；
图2是本发明的电池箱的正视图；
图3是沿图2中A-A向剖视图；
图4是本发明的电池箱的局部剖视图；
图5是本发明的电池箱中的下箱体的立体图；
图6是本发明的电池箱中的下箱体的俯视图；
图7是本发明的电池箱中的下箱体的仰视图；
图8是本发明的电池箱的底板的结构示意图；
图9是本发明的电池箱中的边框的结构示意图；
图10是图9中的边框的单侧截面示意图；
图11是本发明的电池箱中的加强梁的立体图；
图12是图11中的加强梁的截面示意图；
图13是本发明的电池箱中的边框的局部俯视图；
图14是本发明的电池箱中的边框的侧视图；
图15是本发明的电池箱中的底板与边框之间的密封圈的结构示意图；
图16是图15中的密封圈的截面示意图；
图17是现有技术中的一种电池箱的下箱体的俯视图；
图18是现有技术中的一种电池箱的下箱体的仰视图；
图中：1-下箱体；2-上箱盖；3-底板；31-翻边；4-边框；41-凸沿；42-翻沿；43-挡水沿；44-密封圈安装槽；45-密封胶槽；46-充电接头孔；47-吊耳孔；48-水冷接头孔；49-凸缘；5-加强梁；51-加强梁本体；52-翻沿；53-定位条；54-密封胶槽；6-密封圈；61-密封凸部；7-密封圈；03-底板；04-边框；05-加强梁；06-搅拌摩擦焊。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的电池箱的具体实施例一，如图1、图2所示，包括电池箱箱体和设置在电池箱箱体内的电池模组和水冷系统。电池箱箱体包括下箱体1和与下箱体1密封连接的上箱盖2，电池模组和水冷系统设置在下箱体1内。
参照图5，下箱体1包括边框4和密封固定连接在边框4下侧的底板3，边框4为矩形结构，矩形的边框4包括前、后、左、右四个部分。边框4的四个部分通过熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)焊接成为一体。如图9、图10所示，边框4的下侧内周壁上具有水平向内延伸的凸沿41，边框4的上侧具有水平向外延伸的翻沿42，而使边框4的单侧截面呈Z形，见图6。参照图4、图13，Z形的边框的翻沿42上设置有吊耳孔47，用于安装与车身连接的吊耳。
由图3、图4可知，为了增强上箱盖2与下箱体1之间的密封性，上箱盖2与下箱体1之间设置有密封圈7。本实施例中，密封圈7安装在边框4的翻沿42的内侧，翻沿42的内侧设置有与密封圈7挡止配合的凸缘49，用于定位密封圈7。其他实施例中，密封圈也可以安装在上箱盖上。边框4于设置密封圈7的位置处的内部设置有通孔拉铆螺母，用于与螺栓配合固定上箱盖2和下箱体1。
由图5、图6可知，下箱体1还包括两个平行间隔设置的加强梁5，两个加强梁5的两端分别搭接在边框4长度方向的两个凸沿41上，加强梁5通过MIG焊接在凸沿41上，其他实施例中，加强梁也可以不与凸沿固定连接或采用同其他固定方式与边框连接，如螺纹连接、铆接。沿加强梁宽度方向延伸的部分边框4上的吊耳孔47设置在与加强梁5对应的位置处，以最大程度的实现将电池模组受到的振动载荷传递到车身上，大大减小了边框4与加强梁5之间的MIG焊缝受到的剪切应力，增加了MIG焊缝的疲劳寿命。本实施例中，边框4由铝合金材料制成，以减轻电池箱的整体重量，有助于增加车辆的续航里程。
如图11、图12所示，加强梁5包括加强梁本体51，加强梁本体51长度方向的两侧分别具有水平向外延伸的翻沿52，而使加强梁5的截面呈倒置的T形。Z形的边框4与倒T形的加强梁5使得电池箱箱体的力学性能更好。翻沿52的上端面与凸沿41的上端面共面，以形成支撑电池模组的支撑面。本实施例中，翻沿52的上端面和与翻沿52对应的沿加强梁5长度方向延伸的凸沿41的上端面形成用于支撑电池模组的支撑面；其他实施例中，沿加强梁宽度方向延伸的凸沿41的上端面也可以用于支撑电池模组。翻沿52的上端面和与翻沿52对应的沿加强梁5长度方向延伸的凸沿41的上端面上设置有用于固定电池模组的固定孔。电池模组固定在支撑面上使得电池模组振动载荷通过凸沿作用在Z形的边框4上，并传递到车身上，大大降低了电池模组对底板3产生的压力，增强了电池箱箱体的力学性能。
如图8所示，为了增强边框4与底板3之间的密封性能，底板3的端部具有向上延伸的翻边31，翻边31贴紧在边框4的外周面上并通过拉铆铆钉固定在边框4上。如图7、图8所示，本实施例中，底板3为冲压成型的一体式钢板。其他实施例中，底板还可以是采用一体式灌注工艺制成的碳纤维板，碳纤维板制作简单同时具有质量轻的优点，使用在电动车上时，有助于降低整车质量，一定程度上增加了车辆续航里程。参照图17、图18，现有技术中的一种电池箱的下箱体中的底板03为分体结构，多块底板03分别通过搅拌摩擦焊06固定在边框04和加强梁05上。搅拌摩擦焊06过多容易导致电池箱下箱体因受热变形而难以控制尺寸，搅拌摩擦焊06过少又容易降低电池箱密封性能。相比于现有技术中的电池箱，本实施例中的电池箱中的底板为一体结构，便于装配的同时大大增强了电池箱的密封性。
边框4的外壁面于底板3的翻边31的上侧具有向外延伸的挡水沿43，设置挡水沿43有助于防止水通过底板3与边框4的连接处进入电池箱内，进一步增强了电池箱的密封性能，尤其是当电池箱顶置时，挡水沿更有助于防止了雨水通过边框与底板的连接处进入电池箱内。
底板3与边框4之间设置有密封圈6，以形成第二道防线，进一步增强了底板3与边框4之间的密封性能。由图15、图16可知，密封圈6包括两个平行间隔设置的密封凸部61，以使密封圈6能够起到更好的密封效果。为了便于安装密封圈6，由图8、图10可知，底板3上具有容纳密封圈6的密封圈安装槽，对应的，边框4的下端面上也具有密封圈安装槽44。
在固定底板3与边框4之前，需在边框4和加强梁5的下端面上涂抹密封胶，以形成第三道密封防线，更进一步增强了底板3与边框4的密封性能。如图10所示，边框4的下端面上设置有密封胶槽45，用于容纳密封胶；如图12所示，加强梁5的下端面上也设置有密封胶槽54，用于涂抹密封胶。底板3与加强梁5之间涂抹密封胶有助于增强底板3的刚度与模态。
根据图11可知，加强梁5的下端具有沿加强梁5长度方向延伸的定位条53，定位条53长度方向的两个端面分别与凸沿41的内侧面挡止配合，用于在长度方向上对加强梁5起到定位和限位的作用。定位条53的下端面通过密封胶与底板3固定。
如图14所示，边框4的侧面上设置有水冷接头孔48和充电接头孔46，水冷接头孔48用于安装水冷系统的接头，充电接头孔46用于安装充电接头。
本实施例中，矩形的边框4的两个对应边的结构相同，制作时，首先制作四个边，然后通过焊接固定成一体。本实施例中的两根加强梁5的尺寸略有差别，其他实施例中，加强梁的数量也可以是三个、四个、五个等其他数目，各个加强梁的尺寸也可相同。
本实施例中的电池箱装配时，首先制作电池箱箱体，将加强梁5搭接在边框4上的凸沿41上，并通过MIG焊将加强梁5与边框4固定。在加强梁5与边框4上安装密封圈6和涂抹密封胶，将底板3压紧在由边框4和加强梁5的连接整体上，压紧的密封圈6使底板3与边框4、加强梁5上的密封胶紧密贴合。待密封胶干燥后，将底板3与边框4通过拉铆的方式固定连接。然后，将电池模组和水冷系统安装在由边框4的凸沿41和加强梁5的翻沿52形成的支撑面上，通过螺栓将电池模组固定在支撑面上。最后在翻沿42上安装密封圈7，并将上箱盖2密封固定在下箱体1上。
本实施例中的电池箱的下箱体1采用铝合金边框4、加强梁5和钢质底板3，对于电池箱总体的力学性能与密封性能有了极大地提升。使用轻质材料，使得电池箱结构质量相比于传统的钢铝结构的电池箱下降很多，有利于汽车轻量化设计和降低油耗。同时相对传统电池箱而言，本实施例中的电池箱无需使用搅拌摩擦焊固定底板3，进一步降低了电池箱箱体的加工成本和难度。
本发明的电池箱的具体实施例二，与电池箱的具体实施例一的区别之处在于，本实施例中的电池箱中的底板与边框一体成型，其他与实施例一相同，不再赘述。
本发明的电池箱的具体实施例三，与电池箱的具体实施例一的区别之处在于，本实施例中的密封圈具有一个密封凸部，其他与实施例一相同，不再赘述。
本发明的电池箱箱体的具体实施例，本实施例中的电池箱箱体的结构与上述电池箱各实施例中的电池箱箱体的结构相同，不再赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.电池箱箱体，包括密封连接的下箱体和上箱盖，其特征在于：所述下箱体包括边框和密封连接在边框下侧的底板，所述边框的内壁上具有向内延伸的周向凸沿，所述下箱体还包括至少两个平行间隔设置的加强梁，所述加强梁的两端分别搭接在凸沿的上端面上，所述加强梁长度方向的两侧分别具有向外延伸的翻沿，所述翻沿的上端面与所述凸沿的上端面共面，以形成用于支撑电池模组的支撑面。
2.根据权利要求1所述的电池箱箱体，其特征在于：所述底板的端部具有向上延伸的翻边，所述底板的翻边与所述边框的外壁面通过拉铆铆钉连接。
3.根据权利要求2所述的电池箱箱体，其特征在于：所述边框的外壁面于翻边的上侧具有向外延伸的挡水沿。
4.根据权利要求1～3任一项所述的电池箱箱体，其特征在于：所述底板与边框之间设有密封圈，所述底板和边框上对应设有密封圈安装槽。
5.根据权利要求4所述的电池箱箱体，其特征在于：所述密封圈包括两个平行间隔设置的密封凸部。
6.根据权利要求1～3任一项所述的电池箱箱体，其特征在于：所述底板与边框之间、底板与加强梁之间设有密封胶。
7.根据权利要求1～3任一项所述的电池箱箱体，其特征在于：所述加强梁的下侧具有沿加强梁长度方向延伸的定位条，所述定位条的两端分别与凸沿的内侧面挡止配合。
8.根据权利要求1～3任一项所述的电池箱箱体，其特征在于：所述上箱盖与下箱体之间设有密封圈，所述边框内侧设有与密封圈向内挡止配合的凸缘。
9.根据权利要求1～3任一项所述的电池箱箱体，其特征在于：所述底板为一体成型的冲压件。
10.电池箱，包括电池箱箱体和设置在电池箱箱体内的电池模组，其特征在于：所述电池箱箱体为权利要求1～9任一项所述的电池箱箱体。
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