CN111129377A - 电池箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池箱，其包括上箱体、下箱体、连接件以及固定件。上箱体具有第一侧壁以及沿周向突出于第一侧壁的第一檐部，下箱体具有第二侧壁以及沿周向突出于第二侧壁的第二檐部。第一檐部与第二檐部在上下方向上相对设置，且第一檐部设置有第一连接孔，第二檐部设置有第二连接孔以及与第二连接孔间隔设置的安装孔。连接件通过第一连接孔、第二连接孔固定连接上箱体与下箱体。固定件通过与第二连接孔间隔设置的安装孔将下箱体安装于外部设备，其与背景技术中涉及的传统电池箱相比，下箱体相当于取消了第三檐部的设置，简化了下箱体的结构、降低了下箱体的重量，从而提高了电池箱的成组效率和能量密度。

Description

电池箱
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池箱。
背景技术
图1是现有技术中的电池箱的立体图。参照图1，传统电池箱包括上箱体1`和下箱体2`。其中，上箱体1`是非承载部件，主要起防护作用，其厚度较小且可采用密度小的材料制成；下箱体2`是承载部件，其厚度较大且可采用密度大的材料(如金属材料)制成，且由于受成型工艺限制，下箱体2`的重量较重。
在传统电池箱中，上箱体1`具有第一侧壁11`和第一檐部12`，下箱体2`具有第二侧壁21`、第二檐部22`以及在上下方向Z`上与第二檐部22`间隔设置的第三檐部23`。其中，下箱体2`的第二檐部22`固定连接于上箱体1`的第一檐部12`以实现下箱体2`与上箱体1`之间的固定连接，而下箱体2`的第三檐部23`用于将电池箱安装于外部设备。
由于传统电池箱的下箱体2`与上箱体1`的连接部分(即第二檐部22`)与电池箱的安装部分(即第三檐部23`)彼此分离，其导致下箱体2`的第二侧壁21`的高度较大且大于上箱体1`的第一侧壁11`的高度，从而增加了下箱体2`的重量，由此降低了电池箱的成组效率。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池箱，其降低了电池箱的整体重量，极大地提高了成组效率和能量密度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池箱，其包括：上箱体、下箱体、连接件以及固定件。上箱体具有第一侧壁以及沿周向突出于第一侧壁的第一檐部，下箱体具有第二侧壁以及沿周向突出于第二侧壁的第二檐部。第一檐部与第二檐部在上下方向上相对设置，且第一檐部设置有第一连接孔，第二檐部设置有第二连接孔以及与第二连接孔间隔设置的安装孔。连接件通过第一连接孔、第二连接孔固定连接上箱体与下箱体。固定件通过安装孔将下箱体安装于外部设备。
下箱体的材料密度大于上箱体的材料密度。第一侧壁在上下方向上的高度大于第二侧壁在上下方向上的高度。
上箱体的第一侧壁在上下方向上的高度为H1，下箱体的第二侧壁在上下方向上的高度为H2，H2≤0.5H1。
第二连接孔与安装孔在纵向上间隔设置。
第二连接孔的中心轴线在横向上比安装孔的中心轴线更靠近第二侧壁。
第一檐部还设置有：开口，贯通第一檐部且使第二檐部的安装孔露出于第一檐部。
电池箱还包括：密封元件，设置于第一檐部与第二檐部之间并密封连接第一檐部与第二檐部。连接件具有：插入部，穿设于第一连接孔和第二连接孔；以及延伸部，沿周向突出于插入部。密封元件的至少一部分在周向上位于延伸部内侧，且所述至少一部分在周向上的宽度为密封元件的有效密封宽度，且有效密封宽度为W，6cm≤W≤25cm。
密封元件的所有部分在周向上均位于连接件的延伸部内侧。或者，密封元件具有：有效密封部；以及加强密封部，在周向上形成于有效密封部的靠近连接件一侧。有效密封部在周向上位于延伸部内侧，加强密封部的至少一部分被延伸部挤压在第一檐部与第二檐部之间。
固定件的最大直径为A1，固定件的中心轴线与密封元件之间的距离为A2，且A2≤1.5A1。
下箱体还具有：第一限位凸台，沿上下方向突出于第二檐部的上表面。第二连接孔贯通设置于第二檐部和第一限位凸台。密封元件在上下方向上的初始厚度大于第一限位凸台的高度。
安装孔为光孔。下箱体还具有：第二限位凸台，沿上下方向突出于第二檐部的上表面。安装孔贯通第二檐部和第二限位凸台。第二限位凸台的部分经由开口突出于第一檐部的上表面。
第一檐部的上表面与第二檐部的上表面之间的距离为h，第二限位凸台的高度为h5，h5＞h。
第一檐部包括第一平板部、第二平板部以及连接于第一平板部和第二平板部的加强连接部第一平板部的下表面高于第二平板部的下表面。第一连接孔贯通设置于第一平板部，密封元件设置于第一平板部的下表面与第二檐部之间。
本发明的有益效果如下：
在本发明的电池箱中，由于下箱体通过第二檐部上的第二连接孔连接于上箱体、通过第二檐部上的安装孔安装于外部设备，与背景技术中涉及的传统电池箱相比，下箱体相当于取消了第三檐部的设置，简化了下箱体的结构、降低了下箱体的重量，从而提高了电池箱的成组效率和能量密度。
附图说明
图1是现有技术中的电池箱的立体图。
图2是本发明的电池箱的立体图。
图3是图2的主视图。
图4是在一实施例中的电池箱的锁紧连接部分(即设置有连接件的部分)的截面示意图。
图5是在另一实施例中的电池箱的锁紧连接部分的截面示意图。
图6是在又一实施例中的电池箱的锁紧连接部分的截面示意图。
图7是电池箱的非锁紧连接部分(即未设置有连接件的部分)的截面示意图。图8是图2中的圆圈部分的放大图。
图9是图8中的上箱体的结构示意图。
图10是图8中的下箱体的结构示意图。
图11是本发明的电池箱与外部设备的一安装示意图。
图12是本发明的电池箱与外部设备的另一安装示意图。
其中，附图标记说明如下：
1上箱体 23第一限位凸台
11第一侧壁 24第二限位凸台
12第一檐部 3密封元件
121第一连接孔 31有效密封部
122开口 32加强密封部
12A第一平板部 4连接件
12B第二平板部 41插入部
12C加强连接部 42延伸部
2下箱体 5固定件
21第二侧壁 6螺母
22第二檐部 S外部设备
221第二连接孔 Z上下方向
222安装孔
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
参照图2至图12，本发明的电池箱包括上箱体1、下箱体2、密封元件3、连接件4、固定件5以及螺母6。
参照图2至图7，上箱体1可具有第一侧壁11以及沿周向突出于第一侧壁11的第一檐部12，下箱体2可具有第二侧壁21以及沿周向突出于第二侧壁21的第二檐部22。
上箱体1的第一檐部12与下箱体2的第二檐部22在上下方向Z上相对设置，参照图9，第一檐部12可设置有第一连接孔121；参照图10，第二檐部22可设置有第二连接孔221。第一连接孔121与第二连接孔221在上下方向Z上连通并用于通过连接件4固定连接上箱体1与下箱体2，如图4至图6所示。
参照图10，下箱体2的第二檐部22还设置有：安装孔222(可为光孔或螺纹孔)，与第二连接孔221间隔设置。安装孔222用于通过固定件5将电池箱安装于外部设备S，如图11和图12所示。具体地，当电池箱应用于电动汽车中时，外部设备S为电动汽车车体上的安装梁。
在本发明的电池箱中，由于下箱体2通过第二檐部22上的第二连接孔221连接于上箱体1、通过第二檐部22上的安装孔222安装于外部设备S，因而其与背景技术中涉及的传统电池箱相比，下箱体2相当于取消了第三檐部的设置，由此简化了下箱体2的结构、降低了下箱体2的重量，从而提高了电池箱的成组效率和能量密度。
为了避免上箱体1的第一檐部12干扰下箱体2通过安装孔222安装于外部设备S，安装孔222需露出于第一檐部12。在一实施例中，下箱体2的第二檐部22的宽度大于第一檐部12的宽度，安装孔222设置在第二檐部22的边缘部分且使安装孔222露出于第一檐部12。在另一实施例中，参照图8和图9，第一檐部12设置有开口122，开口122贯通第一檐部12且使安装孔222露出于第一檐部12，此时下箱体2的第二檐部22的宽度可不大于第一檐部12的宽度，由此有助于降低下箱体2的重量。
下箱体2的材料密度大于上箱体1的材料的密度。参照图2和图3，上箱体1的第一侧壁11在上下方向Z上的高度大于下箱体2的第二侧壁21在上下方向Z上的高度。与背景技术中涉及的传统电池箱相比，电池箱的这种结构大大降低了下箱体2的第二侧壁21的高度。
由于上箱体1是非承载部件，其厚度较小且可采用密度小的材料制成(如塑料、SMC复合材料、玻璃纤维增强树脂、碳纤维增强树脂)。下箱体2是承载部件，其厚度较大且需采用密度大的材料制成(如金属材料)，因而降低下箱体2的第二侧壁21的高度会显著降低电池箱的整体重量，从而极大地提高了电池箱的成组效率。
上箱体1的第一侧壁11在上下方向Z上的高度为H1，下箱体2的第二侧壁21在上下方向Z上的高度为H2，H2≤0.5H1，即下箱体2的高度小于电池箱的整体高度的1/3，其低于电池箱的重心位置(约电池箱整体高度的1/2处)。在电池箱的整体高度和重量不变的情况下，若H2＞0.5H1，则第二檐部21距离下箱体2底部的高度增加(即安装孔222与下箱体2底部的距离增加)，当电池箱通过安装孔222与外部设备连接后，容易与外部设备之间产出间隙，在使用过程中遭受震动冲击时，容易造成安装孔222的撕裂损坏，从而导致电池箱的安装不稳固。
为了不增大第二檐部22的宽度，第二连接孔221与安装孔222在第二檐部22的周向上间隔设置，如图10所示。这是因为，在第二檐部22的宽度不变的情况下，如果第二连接孔221与安装孔222在第二檐部22的宽度方向上间隔设置，安装孔222会处于第二檐部22的边沿位置，由此当固定件5穿过安装孔222安装电池箱时，安装孔222可能会因受到较大的压力而发生撕裂；而若增大第二檐部22的宽度以在第二檐部22的宽度方向上同时设置第二连接孔221与安装孔222，则不利于降低下箱体2的重量。
进一步参照图10，第二连接孔221的中心轴线(平行于上下方向Z)比安装孔222的中心轴线更靠近第二侧壁21。换句话说，第二连接孔221与安装孔222在沿第二檐部22的周向间隔设置的同时，二者在第二檐部22的宽度方向上还有一个错位，由此保证当固定件5穿过安装孔222安装电池箱时，固定件5不会干扰密封元件3的密封。
参照图4至图7，密封元件3设置于上箱体1的第一檐部12与下箱体2的第二檐部22之间并密封连接第一檐部12与第二檐部22。其中，密封元件3可为密封垫、固化的密封胶或密封垫与密封胶的复合体。
为了避免密封元件3失效并提高密封元件3的使用寿命，参照图4至图6，下箱体2还设置有第一限位凸台23，第一限位凸台23沿上下方向Z突出于第二檐部22的上表面。第二连接孔221贯通设置于第二檐部22和第一限位凸台23。密封元件3在上下方向Z上的初始厚度(即压缩前的厚度)大于第一限位凸台23的高度。
当连接件4通过第二连接孔221固定连接上箱体1与下箱体2时，由于密封元件3的初始厚度大于第一限位凸台23的高度，所以上箱体1的第一檐部12会压缩密封元件3，压缩后的密封元件3能够保证上箱体1与下箱体2之间的可靠密封；同时，当上箱体1的第一檐部12下压到与下箱体2的第一限位凸台23接触后，第一限位凸台23能够限制上箱体1的第一檐部12的进一步下压，由此避免了上箱体1与密封元件3之间的接触压力过大而破坏密封元件3，从而防止了密封元件3失效；另外，通过调节密封元件3在压缩前的初始厚度以及第一限位凸台23的高度，能够方便的控制上箱体1与密封元件3之间接触压力的大小。
参照图4至图6，连接件4为连接螺栓，连接件4与螺母6配合以固定连接上箱体1与下箱体2。连接件4可具有：插入部41，穿设于第一连接孔121和第二连接孔221；以及延伸部42，沿周向突出于插入部41。密封元件3的至少一部分在周向上位于延伸部42内侧，且所述至少一部分在周向上的宽度为密封元件3的有效密封宽度，且有效密封宽度为W，6cm≤W≤25cm。
需要说明的是，所述延伸部42内侧是指延伸部42的靠近上箱体1的一侧；所述有效密封宽度是指密封元件3不受其他部件干涉的最小宽度，且密封元件3的有效密封宽度保证了上箱体1与下箱体2之间的密封可靠性。
在一实施例中，参照图4，密封元件3的所有部分在周向上均位于连接件4的延伸部42内侧。密封元件3的所有部分均不受连接件4的干涉，且密封元件3的所有部分均起到密封作用。为了防止密封元件3被挤偏，可预先将密封元件3粘接于第一檐部12或第二檐部22。
在另一实施例中，参照图5和图6，密封元件3可具有：有效密封部31；以及加强密封部32，在周向上形成于有效密封部31靠近连接件4的一侧。有效密封部31在周向上位于延伸部42内侧(即有效密封部31的宽度为有效密封宽度W，其不受连接件4的干涉并起到有效密封作用)，而加强密封部32的至少一部分被连接件4的延伸部42挤压在第一檐部12与第二檐部22之间。
具体地，当密封元件3的加强密封部32在周向上的宽度较小时，加强密封部32可在周向上全部位于延伸部42与插入部41之间，如图5所示；当密封元件3的加强密封部32在周向上的宽度较大时，加强密封部32上可设置与第一连接孔121和第二连接孔221对应的第三连接孔，此时连接件4的插入部41穿设于第一檐部12的第一连接孔121、加强密封部32的第三连接孔和第二檐部22的第二连接孔221以将密封元件3固定在第一檐部12与第二檐部22之间。
在电池箱的设计过程中，为了避免第二连接孔221距离第二侧壁21过远而导致连接件4的连接力无法作用到或仅有部分力作用到密封元件3上，从而密封元件3无法起到有效密封作用，第二连接孔221的位置需要根据密封元件3的有效密封部31来确定，即第二连接孔221需靠近有效密封部31设置。
参照图11和图12，固定件5可为连接螺栓。基于下箱体2上的安装孔222的结构不同，下箱体2通过安装孔222安装于外部设备S的方式不同，具体说明如下。
参照图11，当安装孔222为光孔(即内表面不设置螺纹)时，固定件5穿设于下箱体2上的安装孔222以及外部设备S上的通孔并与螺母6配合以实现下箱体2与外部设备S之间的固定安装。其中，螺母6可置于外部设备S一侧，也可嵌入外部设备S上的通孔中，此时固定件5依次穿设于下箱体2上的安装孔222与外部设备S上的通孔以与螺母6配合。当然，螺母6还可置于下箱体2一侧，此时固定件5依次穿设于外部设备S上的通孔与下箱体2上的安装孔222以与螺母6配合。
参照图12，当安装孔222为螺纹孔时，固定件5依次穿设于外部设备S上的通孔与下箱体2上的安装孔222并与安装孔222螺纹配合以将下箱体2固定安装于外部设备S示。
参照图11和图12，固定件5的最大直径为A1，固定件5的中心轴线与密封元件3的加强密封部32之间的距离为A2。在固定件5与外部设备S的连接过程中，由于安装孔222及安装孔222周围受力较大，此时加强密封部32也会因较大压力而引起变形，为了防止密封元件3在固定件5的影响下发生密封失效，A1与A2需满足如下关系：A2≤1.5A1。
当固定件5通过安装孔222安装于外部设备S时，尤其当安装孔222为光孔时，由于固定件5的锁紧力较大，与固定件5接触的部位会产生一定的变形，而密封元件3对变形比较敏感，且较大的变形会导致密封元件3失效。因而为了进一步避免密封元件3失效并提高密封元件3的使用寿命，参照图8、图10和图12，下箱体2还可具有：第二限位凸台24，沿上下方向Z突出于第二檐部22的上表面。安装孔222贯通第二檐部22和第二限位凸台24。第二限位凸台24的部分经由开口122突出于第一檐部12的上表面。在固定件5与外部设备S的连接过程中，基于第二限位凸台24的设置，有效地避免了固定件5直接挤压下箱体2的第二檐部22，进而避免了固定件5挤压密封元件3。
参照图4至图6，当上箱体1与下箱体2通过连接件4固定连接后，，在上箱体1与下箱体2的锁紧连接部分，第一限位凸台23的高度为h1，第一檐部12的厚度为h2，第一檐部12的上表面(即为下文所述的第一平板部12A的上表面)与第二檐部22的上表面之间的距离为h，即h＝h1+h2。参照图11，第二限位凸台24的高度为h5，为了防止固定件5挤压密封元件3，h5＞h。
参照图7至图9，第一檐部12可包括第一平板部12A、第二平板部12B以及连接于第一平板部12A和第二平板部12B的加强连接部12C。其中，第一平板部12A的下表面高于第二平板部12B的下表面以与第二檐部22之间形成用于容纳密封元件3的容纳空间。其中，第一平板部12A的上表面可高于第二平板部12B的上表面，由此降低第一檐部的重量并提升第一檐部12的可变形性，从而有利于第一檐部12与第二檐部22的密封连接。这里，加强连接部12C与第一平板部12A、第二平板部12B整体形成为带有加强筋的结构，提高了第一檐部12的强度。
参照图8和图9，第一连接孔121贯通设置于第一平板部12A。密封元件3设置于第一平板部12A的下表面与第二檐部22之间。
参照图7，当上箱体1与下箱体2通过连接件4固定连接后，在上箱体1与下箱体2的非锁紧连接部分，第一平板部12A的下表面至第二平板部12B的下表面的之间的距离为h3，第二平板部12B与下箱体2的第二檐部22之间的间隙为h4，h4＝h1-h3。为了防止电池箱外部水分通过间隙h4直接冲刷密封元件3，在上箱体1与下箱体2的制造过程中，通过减小上箱体1与下箱体2之间的制造公差以保证h4越小越好，由此保证电池箱的密封性。

Claims (13)

1.一种电池箱，包括上箱体(1)、下箱体(2)、连接件(4)以及固定件(5)；
上箱体(1)具有第一侧壁(11)以及沿周向突出于第一侧壁(11)的第一檐部(12)，下箱体(2)具有第二侧壁(21)以及沿周向突出于第二侧壁(21)的第二檐部(22)；
第一檐部(12)与第二檐部(22)在上下方向(Z)上相对设置，且第一檐部(12)设置有第一连接孔(121)，第二檐部(22)设置有第二连接孔(221)以及与第二连接孔(221)间隔设置的安装孔(222)；
连接件(4)穿过第一连接孔(121)、第二连接孔(221)固定连接上箱体(1)与下箱体(2)；
固定件(5)穿过安装孔(222)将下箱体(2)安装于外部设备(S)。
2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，
下箱体(2)的材料密度大于上箱体(1)的材料密度；
第一侧壁(11)在上下方向(Z)上的高度大于第二侧壁(21)在上下方向(Z)上的高度。
3.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，上箱体(1)的第一侧壁(11)在上下方向(Z)上的高度为H1，下箱体(2)的第二侧壁(21)在上下方向(Z)上的高度为H2，H2≤0.5H1。
4.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，第二连接孔(221)与安装孔(222)在第二檐部(22)的周向上间隔设置。
5.根据权利要求4所述的电池箱，其特征在于，第二连接孔(221)的中心轴线比安装孔(222)的中心轴线更靠近第二侧壁(21)。
6.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，第一檐部(12)还设置有：开口(122)，贯通第一檐部(12)且使第二檐部(22)的安装孔(222)露出于第一檐部(12)。
7.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，
电池箱还包括：密封元件(3)，设置于第一檐部(12)与第二檐部(22)之间并密封连接第一檐部(12)与第二檐部(22)；
连接件(4)具有：插入部(41)，穿设于第一连接孔(121)和第二连接孔(221)；以及延伸部(42)，沿周向突出于插入部(41)；
密封元件(3)的至少一部分在周向上位于延伸部(42)内侧，且所述至少一部分在周向上的宽度为密封元件(3)的有效密封宽度，且有效密封宽度为W，6cm≤W≤25cm。
8.根据权利要求7所述的电池箱，其特征在于，
密封元件(3)的所有部分在周向上均位于连接件(4)的延伸部(42)内侧；或者
密封元件(3)具有：有效密封部(31)；以及加强密封部(32)，在周向上形成于有效密封部(31)靠近连接件(4)的一侧；
有效密封部(31)在周向上位于延伸部(42)内侧，加强密封部(32)的至少一部分被延伸部(42)挤压在第一檐部(12)与第二檐部(22)之间。
9.根据权利要求7所述的电池箱，其特征在于，固定件(5)的最大直径为A1，固定件(5)的中心轴线与密封元件(3)之间的距离为A2，且A2≤1.5A1。
10.根据权利要求4所述的电池箱，其特征在于，
下箱体(2)还具有：第一限位凸台(23)，沿上下方向(Z)突出于第二檐部(22)的上表面；
第二连接孔(221)贯通设置于第二檐部(22)和第一限位凸台(23)；
密封元件(3)在上下方向(Z)上的初始厚度大于第一限位凸台(23)的高度。
11.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于，
安装孔(222)为光孔；
下箱体(2)还具有：第二限位凸台(24)，沿上下方向(Z)突出于第二檐部(22)的上表面；
安装孔(222)贯通第二檐部(22)和第二限位凸台(24)；
第二限位凸台(24)的部分经由开口(122)突出于第一檐部(12)的上表面。
12.根据权利要求11所述的电池箱，其特征在于，第一檐部(12)的上表面与第二檐部(22)的上表面之间的距离为h，第二限位凸台(24)的高度为h5，h5＞h。
13.根据权利要求7所述的电池箱，其特征在于，
第一檐部(12)包括第一平板部(12A)、第二平板部(12B)以及连接于第一平板部(12A)和第二平板部(12B)的加强连接部(12C)；
第一平板部(12A)的下表面高于第二平板部(12B)的下表面；
第一连接孔(121)贯通设置于第一平板部(12A)；
密封元件(3)设置于第一平板部(12A)的下表面与第二檐部(22)之间。
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