CN110323381A - 壳体、动力电池包以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池包制备技术领域，特别涉及一种壳体、动力电池包以及车辆。所述壳体包括上壳体(1)、下壳体(2)和边梁(3)，所述边梁(3)具有上开口(4)和下开口，上壳体(1)盖设在所述上开口(4)处，所述下壳体(2)安装于所述下开口处，以使得所述上壳体(1)、下壳体(2)和边梁(3)能够共同形成用于容纳模组(7)的腔室(6)，所述上壳体(1)包括上水冷板(11)，所述下壳体(2)包括下水冷板(21)。所述壳体通过采用双层水冷板同时对模组进行降温和保温处理，解决了模组的上下温差大的问题，延长了模组的使用寿命和可靠性，同时将上水冷板和下水冷板分别设置在腔室外，避免水冷板占用所述腔室的内部空间。

Description

壳体、动力电池包以及车辆

技术领域

本发明涉及动力电池包制备技术领域，特别涉及一种壳体、动力电池包以及车辆。

背景技术

目前，汽车产业正在发生革命性的变化，即传统燃油汽车正在逐步被新能源汽车所代替，其中，纯电动汽车作为新能源汽车正在兴起，以动力电池包结构作为动力源来替代原有的发动机结构，绿色环保，节约能源。

但是，为了提高动力电池包的循环寿命和充放电性能，利用有限的电池数量实现更高的充放电效率，需要提高动力电池包的热管理性能。目前，动力电池包的热管理技术一般采用风冷的方式，即，自然冷却的方式，效果不佳；为了进一步改善动力电池包的热管理技术，可以采用单层水冷板的方式，具体的，在模组的底部布置单层水冷板，以使得动力电池包在使用过程中保持恒温，进而保持良好的充放电性能，但是，这种设置单层水冷板的方式直接导致动力电池包单侧冷却，造成电池的上、下温差大，影响电池寿命，并且由于水冷板需要布置在电池包内部占用电池包内部空间，成组效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种壳体、动力电池包以及车辆，以解决现有技术中因采用单层水冷板导致的电池包上下温差大、寿命低、占用电池包内部空间等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种壳体，所述壳体包括上壳体、下壳体和边梁，所述边梁具有上开口和下开口，所述上壳体盖设在所述上开口处，所述下壳体安装于所述下开口处，以使得所述上壳体、下壳体和边梁能够共同形成用于容纳模组的腔室，所述上壳体包括上水冷板，所述下壳体包括下水冷板。

可选的，所述下壳体包括下底板，所述下底板安装于所述下开口处并且设置为能够用于承载所述模组，所述下水冷板安装于所述下底板的底壁。

可选的，所述下底板包括下底板本体以及贴合所述下底板本体的底壁设置的横梁，所述下底板本体安装于所述下开口处以形成所述腔室的底壁，所述横梁横跨所述下开口设置并且两端分别安装于所述边梁的内壁。

可选的，所述横梁的两端形成有暴露在所述下底板本体之外的凸起，所述边梁设置有与所述凸起配合的卡槽。

可选的，所述下壳体包括多个所述下水冷板以及平行并间隔设置的多个所述横梁，每个所述下水冷板设置在相邻两个所述横梁之间并且贴合安装于所述下底板本体的底壁。

可选的，所述壳体包括以下形式中的至少一种：

形式一：所述下底板本体焊接于所述边梁的内周壁；

形式二：所述壳体包括设置在所述腔室内的下密封条，所述下密封条安装于所述下底板本体和所述边梁的连接交界处；

形式三：所述壳体包括设置在所述下水冷板下方的下进水管和下出水管，所述下进水管的一端用于与外部水源连通，所述下水管的另一端设置有分别与多个所述下水冷板的进水口连通的多个出水口，所述下出水管的一端设置有分别与多个所述下水冷板的出水口连通的多个进水口，所述下出水管的另一端用于与外部进水装置连通；

形式四：所述下水冷板和所述下底板本体之间通过导热胶粘合连接。

可选的，所述上水冷板设置为一片式结构。

可选的，所述壳体包括以下形式中的至少一种：

形式一：所述上壳体设置为一体化加工成型的所述上水冷板；

形式二：所述壳体包括设置在所述腔室内的上密封条，所述上密封条安装于所述上壳体和所述边梁的连接交界处；

形式三：所述壳体包括设置在所述上水冷板上方的上进水管和上出水管，所述上进水管的一端用于与外部水源连通，所述上水管的另一端设置有与所述上水冷板的进水口连通的出水口，所述上出水管的一端设置有与所述上水冷板的出水口连通的进水口，所述上出水管的另一端用于与外部进水装置连通。

相对于现有技术，本发明所述的壳体具有以下优势：

所述壳体通过采用双层水冷板同时对模组进行降温和保温处理，代替了传统测模组依靠单一水冷板的模式，有效减小电芯上下温差，使电芯温度分布均匀，解决了模组的上下温差大的问题，延长了模组的使用寿命和可靠性，并且，不同于现有技术中将单层水冷板设置在电池包的腔室内，本发明提供的壳体将上水冷板和下水冷板分别设置在腔室外，避免水冷板占用所述腔室的内部空间，提高了模组的成组效率。

本发明的另一目的在于提出一种动力电池包，以解决现有技术中电池包因采用单层水冷板导致的电池包上下温差大、寿命低、占用电池包内部空间等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种动力电池包，所述动力电池包设置有模组以及所述的壳体，所述模组容纳并且安装于所述腔室内。

所述动力电池包与上述壳体相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的又一目的在于提出一种车辆，以解决现有技术中电池包因采用单层水冷板导致的电池包上下温差大、寿命低、占用电池包内部空间等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，所述车辆包括车身以及所述的动力电池包，所述车身包括底护板，所述下壳体可拆卸地连接于所述底护板的上方。

所述车辆与上述壳体相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施方式所述的动力电池包的爆炸图；

图2为图1所示的动力电池包拆除上壳体后的结构示意图；

图3为图1所示的动力电池包拆除上壳体和模组后的结构示意图；

图4为图3所示的边梁和下底板之间进行装配的结构示意图；

图5为图1所示的边梁、下进水管、下出水管和底护板之间装配的俯视图；

图6为图1所示的动力电池包在拆除底护板之后，用来显示边梁、下进水管、下出水管和下壳体之间装配关系的俯视图；

图7为图6所示的下进水管、下出水管和下水冷板之间装配关系的俯视图；

图8为图1所示的动力电池包中的上壳体与上进水管、上出水管之间的装配关系以及下壳体与下进水管、下出水管之间的装配关系的结构示意图。

附图标记说明：

1、上壳体；11、上水冷板；2、下壳体；21、下水冷板；22、下底板；23、下底板本体；24、横梁；25、凸起；3、边梁；31、卡槽；4、上开口；6、腔室；7、模组；81、上密封条；82、上进水管；83、上出水管；91、下密封条；92、下进水管；93、下出水管；10、底护板；101、螺栓。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

另外，在本发明的实施方式中所提到的内、外，是指壳体轮廓的内、外，在本发明的实施方式中所提到的上、下，是指壳体的上、下。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供了一种壳体，如图1-8所示，所述壳体包括上壳体1、下壳体2和边梁3，所述边梁3具有上开口4和下开口，所述上壳体1盖设在所述上开口4处，所述下壳体2安装于所述下开口处，以使得所述上壳体1、下壳体2和边梁3能够共同形成用于容纳模组7的腔室6，所述上壳体1包括上水冷板11，所述下壳体2包括下水冷板21。

通过上述方案，本发明提供了一种壳体，所述壳体通过采用双层水冷板同时对模组进行降温和保温处理，代替了传统测模组依靠单一水冷板的模式，有效减小电芯上下温差，使电芯温度分布均匀，解决了模组7的上下温差大的问题，延长了模组7的使用寿命和可靠性，并且，不同于现有技术中将单层水冷板设置在电池包的腔室6内，本发明提供的壳体将上水冷板11和下水冷板21分别设置在腔室6外，避免水冷板占用所述腔室6的内部空间，增加了壳体内部的空间利用率，提高了模组7的能量密度和成组效率。

为了保证壳体的使用强度，避免壳体因车辆行驶时出现的颠簸、振荡等导致的模组7出现下坠等异常情况，所述下壳体2包括下底板22，所述下底板22安装于所述下开口处并且设置为能够用于承载所述模组7，所述下水冷板21安装于所述下底板22的底壁，在保证下壳体2具有足够的承载能力的前提下，使得下底板22能够与边梁、上壳体共同形成所述腔室，以使得下水冷板21设置在腔室外，大大降低了因温差产生的凝露在腔室内滴落的风险，保证了模组7的安全使用。

进一步的，所述下底板22包括下底板本体23以及贴合所述下底板本体23的底壁设置的横梁24，所述下底板本体23安装于所述下开口处以形成所述腔室6的底壁，所述横梁24横跨所述下开口设置并且两端分别安装于所述边梁3的内壁，在下底板22通过横梁24提供足够的承载能力和使用强度的前提下，还能够有效地减小下底板本体23的厚度，降低壳体的整体重量。值得一提的是，壳体设置为用于安装如图1和2所示的平行并间隔设置的多个模组7，相邻两个模组的底壁的相邻边界部分均对应设置在同一个所述横梁24的正上方，这样，下壳体设置有与模组的安装孔连通的开孔，该开孔设置为能够沿竖直方向依次贯穿所述横梁和下底板本体23，通过使用紧固件依次贯穿所述开孔以及模组的安装孔，以使得模组安装在下底板上。此外，为了优化壳体的降温效果，可以将下水冷板设置在模组的正下方并且安装在所述下底板本体23的避让横梁24的底壁处，以提高安装模组和下水冷板之间的下底板本体23的导热效率。

如图4所示，所述横梁24的两端形成有暴露在所述下底板本体23之外的凸起25，所述边梁3设置有与所述凸起25配合的卡槽31，便于横梁24和下底板23本体之间的搭接，操作简单，安装精度高。

如图6所示，所述下壳体2包括多个所述下水冷板21以及平行并间隔设置的多个所述横梁24，每个所述下水冷板21设置在相邻两个所述横梁24之间并且贴合安装于所述下底板本体23的底壁，以便于每个下水冷板21都能够通过厚度较薄的下底板本体对模组进行水冷降温处理，优化了下壳体的降温效果。此外，每个横梁均与相邻两个模组之间的间隙以及该相邻两个模组的底壁的相邻边界部分对应设置，每个下水冷板21设置在每个模组的正下方；进一步的，下水冷板可以设置为各种合理的形状，例如，如图6和7所示，下水冷板设置为横截面与所述下底板本体的位于相邻两个横梁之间的底壁保持一致，以强化下壳体对模组的降温效果；更进一步地，为了加强下壳体的降温效果，所述下水冷板21和所述下底板本体23之间通过导热胶粘合连接，和/或，下底板本体23与模组之间通过导热胶粘合连接，通过使用导热胶来代替了现有的导热垫和泡棉，将下水冷板集成在下底板的底壁，提高了热交换效率，使得模组内部的单体电芯之间的温度差异最小化，使得电芯和电芯之间以及模组与模组之间的温度更为均衡，以便于壳体内的绝对温度控制在合理范围内。此外，下底板本体和横梁可以采用一体式铝型材挤压的形式制作而成，则下底板设置为一体件，结构简单，便于加工与安装；下水冷板与下底板本体之间还可以采用焊接的方式进行安装，提高了壳体的刚度和安全性能，还能使得模组与下水冷板之间更为紧密地接触。

根据本发明，当下水冷板的表面温度比周围环境的温度不同，下水冷板的表面容易出现滴露现象，为了避免滴露接触到模组7而破坏电池包的使用安全性能，可以将下底板本体23与边梁3之间进行密封连接。例如，如图1所示，所述壳体包括设置在所述腔室6内的下密封条91，所述下密封条91安装于所述下底板本体23和所述边梁3的连接交界处，以隔离腔室和下水冷板；或者是，所述下底板本体23焊接于所述边梁3的内周壁，通过横梁与卡槽之间先行进行搭接配合，使得下底板本体23与边梁3之间的焊接安装更为精准，具体的，外侧采用满焊进行外密封，内侧采用段焊以减小焊接变形；当然，也可以同时采用上述两种密封方式，实现了在下底板本体和边梁之间采用双层密封结构，使得壳体的腔室能够干湿分离，提高了电池包的安全可靠性。

为了保证下水冷板能够通过流动水对模组进行冷却和加热处理，如图6和7所示，所述壳体包括设置在所述下水冷板21下方的下进水管92和下出水管93，所述下进水管92的一端用于与外部水源连通，所述下水管的另一端设置有分别与多个所述下水冷板21的进水口连通的多个出水口，所述下出水管93的一端设置有分别与多个所述下水冷板21的出水口连通的多个进水口，所述下出水管93的另一端用于与外部进水装置连通，同时，下进水管92和下出水管93还起到加强筋的作用，提高了下壳体的刚度。

如图1所示，为了提高模组的降温效果，所述上水冷板11设置为一片式结构，增加了上水冷板的冷却面积，冷却效果更优。

进一步的，所述上壳体1设置为一体化加工成型的所述上水冷板11，通过将上水冷板替代传统电池包的上壳体结构，使得上壳体(即上水冷板11)同时具有冷却功能和防护功能，减轻壳体的整体重量。可以理解的是，所述上水冷板11包括内部水流管路，上水冷板11的避让所述内部水流管路的部分可以开设螺孔，以使得上水冷板能够与边梁通过螺栓101连接。

为了优化腔室的密封性能，如图1所示，所述壳体包括设置在所述腔室6内的上密封条81，所述上密封条81安装于所述上壳体1和所述边梁3的连接交界处，避免了上水冷板的表面的滴露进入到腔室与模组7接触，使得壳体的腔室能够干湿分离，保证了电池包的使用安全性能，提高了电池包的安全可靠性。

为了保证下水冷板能够通过流动水对模组进行冷却和加热处理，所述壳体包括设置在所述上水冷板11上方的上进水管82和上出水管83，所述上进水管82的一端用于与外部水源连通，所述上水管的另一端设置有与所述上水冷板11的进水口连通的出水口，所述上出水管83的一端设置有与所述上水冷板11的出水口连通的进水口，所述上出水管83的另一端用于与外部进水装置连通，同时，上进水管82和上出水管83还起到加强筋的作用，提高了下壳体的刚度。可以理解的是，当模组温度较高时，壳体内的热量会通过上下水冷板将多余的热量经过上下水管导走，当模组温度较低时，壳体会通过上下水冷板内的热水及时给模组补充温度，保证了模组一直在恒温条件下工作，充分利用了上下双层水冷板的冷却和加热功能，使得模组内部的单体电芯之间的温度差异最小化，使得电芯和电芯之间以及模组与模组之间的温度更为均衡，以便于壳体内的绝对温度控制在合理范围内，比传统的风冷和单层水冷结构的电池包的热管理性能分别提高70％和50％，提高了电池组的循环使用寿命，大大提高了电池的可靠性和安全性能。

本发明第二方面提供了一种动力电池包，如图1所示，所述动力电池包设置有模组7以及所述的壳体，所述模组7容纳并且安装于所述腔室6内。

本发明第三方面提供了一种车辆，所述车辆包括车身以及所述的动力电池包，所述车身包括底护板10，所述下壳体2可拆卸地连接于所述底护板10的上方。通过将动力电池包安装在底护板10上，由于底护板10不属于电池包零件，大大提高了电池包的能量密度，还提高了电池包的安全可靠性。进一步的，下壳体2和底护板10之间可以采用螺栓101连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种壳体，其特征在于，所述壳体包括上壳体(1)、下壳体(2)和边梁(3)，所述边梁(3)具有上开口(4)和下开口，所述上壳体(1)盖设在所述上开口(4)处，所述下壳体(2)安装于所述下开口处，以使得所述上壳体(1)、下壳体(2)和边梁(3)能够共同形成用于容纳模组(7)的腔室(6)，所述上壳体(1)包括上水冷板(11)，所述下壳体(2)包括下水冷板(21)。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述下壳体(2)包括下底板(22)，所述下底板(22)安装于所述下开口处并且设置为能够用于承载所述模组(7)，所述下水冷板(21)安装于所述下底板(22)的底壁。

3.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述下底板(22)包括下底板本体(23)以及贴合所述下底板本体(23)的底壁设置的横梁(24)，所述下底板本体(23)安装于所述下开口处以形成所述腔室(6)的底壁，所述横梁(24)横跨所述下开口设置并且两端分别安装于所述边梁(3)的内壁。

4.根据权利要求3所述的壳体，其特征在于，所述横梁(24)的两端形成有暴露在所述下底板本体(23)之外的凸起(25)，所述边梁(3)设置有与所述凸起(25)配合的卡槽(31)。

5.根据权利要求3或4所述的壳体，其特征在于，所述下壳体(2)包括多个所述下水冷板(21)以及平行并间隔设置的多个所述横梁(24)，每个所述下水冷板(21)设置在相邻两个所述横梁(24)之间并且贴合安装于所述下底板本体(23)的底壁。

6.根据权利要求5所述的壳体，其特征在于，所述壳体包括以下形式中的至少一种：

形式一：所述下底板本体(23)焊接于所述边梁(3)的内周壁；

形式二：所述壳体包括设置在所述腔室(6)内的下密封条(91)，所述下密封条(91)安装于所述下底板本体(23)和所述边梁(3)的连接交界处；

形式三：所述壳体包括设置在所述下水冷板(21)下方的下进水管(92)和下出水管(93)，所述下进水管(92)的一端用于与外部水源连通，所述下水管的另一端设置有分别与多个所述下水冷板(21)的进水口连通的多个出水口，所述下出水管(93)的一端设置有分别与多个所述下水冷板(21)的出水口连通的多个进水口，所述下出水管(93)的另一端用于与外部进水装置连通；

形式四：所述下水冷板(21)和所述下底板本体(23)之间通过导热胶粘合连接。

7.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述上水冷板(11)设置为一片式结构。

8.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，所述壳体包括以下形式中的至少一种：

形式一：所述上壳体(1)设置为一体化加工成型的所述上水冷板(11)；

形式二：所述壳体包括设置在所述腔室(6)内的上密封条(81)，所述上密封条(81)安装于所述上壳体(1)和所述边梁(3)的连接交界处；

形式三：所述壳体包括设置在所述上水冷板(11)上方的上进水管(82)和上出水管(83)，所述上进水管(82)的一端用于与外部水源连通，所述上水管的另一端设置有与所述上水冷板(11)的进水口连通的出水口，所述上出水管(83)的一端设置有与所述上水冷板(11)的出水口连通的进水口，所述上出水管(83)的另一端用于与外部进水装置连通。

9.一种动力电池包，其特征在于，所述动力电池包设置有模组(7)以及根据权利要求1-8中任意一项所述的壳体，所述模组(7)容纳并且安装于所述腔室(6)内。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车身以及根据权利要求9所述的动力电池包，所述车身包括底护板(10)，所述下壳体(2)可拆卸地连接于所述底护板(10)的上方。