CN109817856A - 一种箱体结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池包技术领域，公开了一种箱体结构包括上盖，底板和框架，上盖，底板和框架连接围拢形成密闭空间，框架包括固定筋和边框，所述固定筋和边框连接组成网格状框架，所述边框和底板焊接，所述底板从上到下依次为内层板，连接部件和外层板，螺栓贯穿所述的固定筋及内层板并与连接部件连接，所述连接部件连接固定在外层板上。通过连接件实现板与板的连接固定，提高了箱体结构强度，减少底板制造中使用焊接导致底板产生气密性问题。

Description

一种箱体结构

技术领域

本发明涉及电池包技术领域，具体涉及一种箱体结构。

背景技术

随着环境保护的重要性日益提升，环保节能的电动汽车越来越符合社会的需求。在电动汽车的技术研发过程中，电池包作为动力来源，其重要性不言而喻。

现有的电池包结构大都采用钣金件拼接或者低压铸铝结构，钣金拼接结构强度低，焊接工作量大，导致焊接失效点增大，影响电池包整体气密性，而且重量大，降低电池包整体能量密度。铸铝结构电池包模具成本高，加工效率差，且通用性差。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种通用性好，箱体整体结构强度高，气密性好且轻量化的箱体结构。

为了解决上述问题，本发明提供的具体方案如下：一种箱体结构，包括上盖，底板和框架，所述上盖，底板和框架连接围拢形成密闭空间，所述框架包括固定筋和边框，所述固定筋和边框连接组成网格状框架，所述边框和底板连接，所述底板从上到下依次为内层板，连接部件和外层板，螺栓贯穿所述的固定筋及内层板并与连接部件连接，所述连接部件连接固定在所述外层板上。

进一步地，所述内层板包括与所述固定筋对应设置的连接部，所述固定筋带有螺栓孔，所述螺栓贯穿所述固定筋的螺栓孔及内层板的连接部并与连接部件连接。

进一步地，所述连接部件由冲压板和螺母块集成一体，所述冲压板与所述螺母块连接，所述螺栓贯穿固定筋、内层板、冲压板并与螺母块连接。

进一步地，所述螺母块上带有螺纹孔，所述螺纹孔凸出螺母块部分形成凸台，所述凸台向上贯穿与其对应的冲压板通孔和连接部通孔。

进一步地，所述冲压板还设置有铆钉孔，所述外层板设置有与所述铆钉孔相对应且向上凸起的凸块，铆钉贯穿所述冲压板上的铆钉孔及所述外层板上的凸块，实现所述连接部件与所述外层板的固定。

进一步地，所述内层板和外层板之间设有保温层，所述保温层与所述内层板以及外层板贴合。

进一步地，所述内层板还包括在所述连接部以外部分设置的功能部，所述的一种箱体结构还包括上层板，所述上层板带有与内层板连接部对应设置的镂空部，所述上层板覆盖在所述内层板的功能部上形成温度调节空间。

进一步地，所述的温度调节空间为冷却空间，所述内层板的功能部设置有紊流块，所述上层板为金属板，所述上层板与所述功能部连接形成冷却空间。

进一步地，所述的温度调节空间为加热空间，所述上层板为加热板，所述上层板与所述功能部连接形成加热空间。

进一步地，还包括设置在网格状框架内的电池模组，所述电池模组通过连接部件与底板固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：箱体底板中分开设计连接部件和外层板，两者之间通过铆钉连接，减少了在外层板上的焊接工艺，提高外层板结构的完整性，进而保证了箱体整体气密性；底板内层板和外层板之间预留有空间放置保温棉，提高箱体保温能力，以及可防止箱体外部冲击力损坏电池模组；箱体框架通过螺栓与底板连接固定，提高了箱体整体结构强度；箱体采用拼接件集成，可自由根据电池包容量设计；箱体实现了轻量化设计，提高了电池包整体能量密度；箱体底板中的内层板上不仅可以用于加强底板结构强度，还可以在内层板上集成液冷或加热功能，对箱体内的电池模组进行冷却或加热，实现一板多用的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的箱体结构爆炸示意图；

图2为本发明实施例提供的箱体框架爆炸示意图；

图3为本发明实施例提供的箱体内层板俯视示意图；

图4为本发明实施例提供的箱体底板和固定筋组装俯视示意图；

图5为本发明实施例提供的图4中A-A向剖视示意图；

图6为本发明实施例提供的图5中B部放大示意图；

图7为本发明实施例提供的箱体连接部件和外层板组装俯视示意图；

图8为本发明实施例提供的图7中A部放大示意图；

图9为本发明实施例提供的箱体连接部件和外层板爆炸示意图；

图10为本发明实施例提供的箱体连接部件爆炸示意图；

图11为本发明实施例提供的箱体连接部件俯视示意图；

图12为本发明实施例提供的箱体上层板和底板，固定筋组装示意图；

图13为本发明实施例提供的箱体上层板立体示意图。

附图标记说明：上盖1，底板2，框架3，固定筋31，边框32，固定耳321，固定筋螺栓孔311，内层板4，功能部41，紊流块411，连接部42，连接部通孔421，连接部件5，冲压板51，铆钉孔511，冲压板通孔512，螺母块52，螺纹孔521，外层板6，凸块61，保温层7，铆钉8，螺栓9，上层板11，镂空部111，进液管112，出液管113，电池模组12。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的阐述。

如图1~6所示，本申请实施例提供一种电池包箱体结构，包括上盖1，底板2和框架3，上盖1，底板2和框架连接围拢形成密闭空间。其中，框架3由固定筋31和边框32组成，固定筋31和边框32连接处焊接，形成网格状的框架结构。具体的，固定筋31和边框32可采用铝挤型材，铝挤压型材可根据实际电池包容量需要设计框架大小，且铝挤型材重量轻，强度优良，可有效保护箱体内的电池模组，提高电池包箱体整体的结构强度。边框32外侧焊接有固定耳321，固定耳321上带有螺栓孔，固定耳321通过连接件贯穿其螺栓孔与整车连接。固定耳321截面为网格状，当电池包受到冲撞时，固定耳321最先受到外部冲击，固定耳321内部网格塌陷吸收冲击力，减轻电池包受外部冲击的影响。边框32的上边缘带有固定孔，上盖1和边框32的上边缘对应设置有翻边，翻边同样带有固定孔，上盖1通过螺栓或者铆钉连接贯穿边框32和上盖1上的固定孔，连接上盖1和边框2。边框32和底板2焊接，上盖1，底板2和框架3连接成密闭箱体，箱体内，固定筋31分为横向固定筋和纵向固定筋，分割箱体内空间，形成可以安置电池模组的容纳部。且横、纵向固定筋可用于支撑电池箱体，提高箱体防冲撞能力。底板2从上到下依次为内层板4，连接部件5和外层板6，内层板4通过CMT焊接工艺与连接部件5连接，然后再通过螺栓9贯穿固定筋31及内层板4，与连接部件5连接。连接部件5固定在外层板6上，提高了框架3和底板2连接的牢靠性，通过设置连接部件使内层板和外层板集成为底板，并避免在外层板面上使用焊接工艺连接，保证箱体的气密性要求。具体的，内层板4，连接部件5和外层板6可以是铝制钣金件，减轻电池包箱体整体重量，提高能量密度，相比与现有技术中采用单层钢板钣金件，多层铝制钣金件集合而成的底板，提高了底板整体结构强度。在本实施例中，边框32通过搅拌摩擦焊和底板2的外层板6焊接成一体，边框32下边缘和外层板6的下表面齐平处于同一平面，使用搅拌摩擦焊将边框32下边缘和外层板6接触部分焊接成一体，提高边框32和底板2连接的牢靠性。

如图1~6所示，所述内层板4包括与固定筋31对应设置的连接部42。具体的，固定筋31的位置与相应的内层板连接部42对应设置，且固定筋31上带有螺栓孔311，螺栓9贯穿固定筋31的螺栓孔311，及内层板4的连接部42，与连接部件5连接。在本实施例中，所述连接部42还与边框32的长边对应设置，内层板4在纵向上有两列连接部，横向上有三列连接部，其中横向上的三列连接部与横向固定筋31和边框32的长侧对应，纵向上的两列连接部与固定筋31位置对应。内层板连接部42与固定筋31位置对应设置，可以将固定筋，内层板和连接部件集成为一体，进一步提高箱体的结构强度。内层板连接部42上设置有连接部通孔421，所述连接部通孔421与对应的固定筋31的螺栓孔311连通，螺栓贯穿连接部通孔。另外，连接部42上设置的连接部通孔421不仅仅用来连接固定筋31和连接部件5，还设置有其余的通孔，余下的连接部通孔用来安装固定在内层板上的电池模组，可以电池模组直接固定在集成有内层板的底板上。

如图1~11所示，连接部件5由冲压板51和螺母块52集成一体，冲压板51一部分焊接在螺母块52上，螺栓9贯穿固定筋31、内层板4和冲压板51，与螺母块52连接。在本实施例中，连接部件5设置在对应的内层板4的连接部42下，具体的，连接部件5包括三列横向连接部件和两列纵向连接部件，横、纵连接部件交叉处通过焊接的方式连成一体结构。冲压板51上带有冲压板通孔512的一部分与螺母块52焊接，冲压板通孔512与内层板连接部42上的连接部通孔421一一对应连通，冲压板通孔512除用来连接内层板和固定筋外，其余的冲压板通孔用来安装固定在内层板上的电池模组。螺栓9贯穿固定筋31后，同时贯穿内层板4和冲压板51上对应的通孔，并与螺母块52连接固定。

如图1~11所示，螺母块52上带有螺纹孔521，螺纹孔521凸出螺母块部分形成凸台，凸台向上贯穿与其对应的冲压板通孔512和连接部通孔421。螺纹孔521贯穿对应的冲压板通孔和连接部通孔后，螺栓9和固定电池模组的连接件对应的与螺母块上螺纹孔连接，将固定筋31，内层板4和连接部件5通过螺栓9连接成一体。螺纹孔521凸出形成凸台后，在组装箱体底板时，凸台贯穿对应的通孔，可以定位对应的内层板4和冲压板51，组装方便快捷，保证螺栓连接顺利进行。

如图1~11所示，连接部件5的另一部分带有铆钉孔511，外层板6上带有向上凸起的凸块61，通过铆钉8，连接部件5上带有铆钉孔511的另一部分和外层板6上的凸块61连接固定。在本实施例中，外层板6和连接部件5使用锁铆工艺连接，通过铆钉8将连接部件5和外层板6连接。外层板6上的凸块61为外层板向上侧的凸块61，凸块61向下侧对应的带有凹槽。铆钉8凸出外层板6的部分高度不超过凸块61向上凸起后留有的凹槽深度，保证了外层板的平整性。使用锁铆工艺连接外层板和中层板，物理变形程度小，不会破坏外层板形状结构，且避免了使用焊接工艺可能导致焊穿外层板6的情况发生，影响箱体气密性。外层板6通过连接部件5和内层板4连接成一体，实现了多层底板结构，提高了底板整体结构强度。

如图1所示，内层板4和外层板6之间有保温层7，且保温层7与内层板、外层板贴合。保温层不仅可以保温，保证电池箱体内部温度，并且可以吸收外部冲击能，进一步提高电池包箱体安全性。具体的，在本实施例中保温层是片状保温棉，通过胶水或者其它方式固定在内层板4和外层板6之间的空间内，且保温棉高度与连接部件5的高度保持一致，保温棉的上表面与内层板4的下表面贴合，保证保温效果良好。另外在其它实施例中，还可以在内层板4的连接部42上设注入口，通过注入口将液态发泡材料注入内层板4和外层板6之间的密闭空间中，形成保温层7，液态发泡材料能填充内层板和外层板之间除连接部件板以外的剩余空间，填充的保温层更加密集，保温效果更加良好。

如图1~13所示，内层板4上还在连接部42以外的部分设置有功能部41，箱体带有上层板11，且上层板11带有与内层板4的连接部42对应的镂空部111，上层板11覆盖在内层板的功能部41上，形成温度调节空间。具体的，通过焊接的方式使得上层板11和功能部41连接，功能部41为凹陷区域，上层板11焊接在凹陷区域上，保证上层板11和功能部41形成密闭的温度调节空间。内层板分割为功能部和连接部，一板两用，既可以使用内层板用来加强底板结构强度，还可以使用内层板作为箱体内部的温度调控装置，对箱体内的电池模组进行温度调控。

如图1~13所示，温度调节空间为冷却空间，内层板4的功能部41上设置有紊流块411，上层板11为金属板，具体可以是铝板，铜板等。具体在本实施例中，内层板4的功能部41为凹陷区，凹陷区内带有紊流块411，当冷却空间内流通冷却液时，紊流块411使得冷却液作不规则运动、互相混掺，有助于提高内层板的散热效果。铝板11上带有镂空部111并与内层板连接部42对应设置，露出连接部42，铝板和内层板连接部组成平整的底面，方便放置电池模组。铝板11上焊接有有进液管112和出液管113，进液管112和出液管113与铝板和内层板组成的冷却空间连通，进液管和出液管连通了箱体内部的冷却空间和外部冷却系统，形成闭合冷却系统。实现了内层板4即可作为底板的一部分加强箱体结构强度，还可作为冷却装置用于对放置在内层板上的电池模组进行液冷的效果，实现了内层板一板多用的设计目的。

如图1~13所示，所述温度调节空间为加热空间，内层板4的功能部41上设置的上层板11为加热板，加热板与内层板功能部41连接形成加热空间，具体的加热板可以是带有加热片的金属板，通过焊接或者粘接与内层板的功能部连接成一体。加热板可以对箱体内的电池模组进行加热，且不用更改箱体底板结构，另外，在其它实施例中，温度调节空间也可以同时包括冷却空间和加热空间，一种箱体结构可以实现液冷模式和加热模式，保证了箱体的通用性。

如图1所示，固定筋31和边框32组成网格状框架结构，电池模组12通过连接部件5固定在底板上，网格状框架起到保护电池模组12的作用，减小电池模组12受到外部冲击以至发生安全事故的概率。具体的，电池模组12通过连接件，如螺栓，铆钉，贯穿对应的内层板4和连接部件5，将电池模组12与连接部件5连接，而连接部件5连接固定在外层板6上，进而实现了通过连接部件5固定电池模组于底板上的目的。防止电池模组在网格状框架内随意移动，提高电池模组的安全性能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种箱体结构，包括上盖（1），底板（2）和框架（3），所述上盖（1），底板（2）和框架（3）连接围拢形成密闭空间，其特征在于：所述框架（3）包括固定筋（31）和边框（32），所述固定筋（31）和边框（32）连接组成网格状框架（3），所述边框（32）和底板（2）连接，所述底板（2）从上到下依次为内层板（4），连接部件（5）和外层板（6），螺栓（9）贯穿所述的固定筋（31）及内层板（4）并与连接部件（5）连接，所述连接部件（5）连接固定在所述外层板（6）上。

2.如权利要求1所述的一种箱体结构，其特征在于：所述内层板（4）包括与所述固定筋（31）对应设置的连接部（42），所述固定筋（31）带有螺栓孔（311），所述螺栓（9）贯穿所述固定筋（31）的螺栓孔（311）及内层板（4）的连接部（42）并与连接部件（5）连接。

3.如权利要求2所述的一种箱体结构，其特征在于：所述连接部件（5）由冲压板（51）和螺母块（52）集成一体，所述冲压板（51）与所述螺母块（52）连接，所述螺栓（9）贯穿固定筋（31）、内层板（4）、冲压板（51）并与螺母块（52）连接。

4.如权利要求3所述的一种箱体结构，其特征在于：所述螺母块（52）上带有螺纹孔（521），所述螺纹孔（521）凸出螺母块部分形成凸台，所述凸台向上贯穿与其对应的冲压板通孔（512）和连接部通孔（421）。

5.如权利要求3所述的一种箱体结构，其特征在于：所述冲压板（51）还设置有铆钉孔（511），所述外层板（6）设置有与所述铆钉孔（511）相对应且向上凸起的凸块（61），铆钉（8）贯穿所述冲压板（51）上的铆钉孔（511）及所述外层板（6）上的凸块（61），实现所述连接部件（5）与所述外层板（6）的固定。

6.如权利要求1所述的一种箱体结构，其特征在于：所述内层板（4）和外层板（6）之间设有保温层（7），所述保温层（7）与所述内层板（4以及外层板（6）贴合。

7.如权利要求2所述的一种箱体结构，其特征在于：所述内层板（4）还包括在所述连接部（42）以外部分设置的功能部（41），所述的一种箱体结构还包括上层板（11），所述上层板（11）带有与内层板连接部（42）对应设置的镂空部（111），所述上层板（11）覆盖在所述内层板的功能部（41）上形成温度调节空间。

8.如权利要求7所述的一种箱体结构，其特征在于：所述的温度调节空间为冷却空间，所述内层板（4）的功能部（41）设置有紊流块（411），所述上层板（11）为金属板，所述上层板（11）与所述功能部（41）连接形成冷却空间。

9.如权利要求7所述的一种箱体结构，其特征在于：所述的温度调节空间为加热空间，所述上层板（11）为加热板，所述上层板（11）与所述功能部（41）连接形成加热空间。

10.如权利要求1~9任一所述的一种箱体结构，其特征在于：还包括设置在网格状框架（3）内的电池模组（12），所述电池模组（12）通过连接部件（5）与底板（2）固定连接。