CN111942133A - 电池包及具有其的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包及具有其的车辆，所述电池包包括：箱体；盖体，所述盖体盖合于所述箱体以在所述箱体与所述盖体之间限定出容纳空间；电池模组，所述电池模组设于所述容纳空间内；所述盖体上设有抗振件，至少所述盖体的振型最大区域处设有所述抗振件。根据本发明的电池包，通过在至少盖体的振型最大区域处设有抗振件，有利于提高盖体的一阶模态，减小盖体的振幅与异响，且不改变盖体的形貌，不影响电池包的气密性。

Description

电池包及具有其的车辆
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池包及具有其的车辆。
背景技术
相关技术中，整车在行驶过程中，车轮不平衡及路面不平整引起的激振，一般情况下频率在1-30Hz之间。而在车速小于150km/h时，因车轮不平衡所引起的激振频率则小于21Hz。当外界激振力频率与电池包一阶固有频率接近时，电池包系统会发生共振现象，从而增大了电池包系统的故障发生频率。为避免整车行驶过程中引发共振，需要将电池包的一阶固有频率控制在35Hz以上。
因电池包系统一阶模态及振型大都在箱盖上，当电池包系统一阶模态较低时，传统的优化方法有两种：其一，在箱盖中心位置开孔，与箱体之间设置螺栓连接，增加固定点。该方法可提高一阶模态，但箱盖气密性难以得到满足，而且箱盖强度有所降低。其二，在箱盖上增加加强筋或进行形貌优化，但此种方法对箱盖一阶模态提高程度较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池包，所述电池包可较显著提高一阶模态，减小盖体振幅与异响，且不改变盖体形貌，不影响电池包的气密性。
本发明的一个目的在于提出一种车辆，所述车辆包括上述所述的电池包。
根据本发明第一方面实施例的电池包，包括：箱体；盖体，所述盖体盖合于所述箱体以在所述箱体与所述盖体之间限定出容纳空间；电池模组，所述电池模组设于所述容纳空间内；所述盖体上设有抗振件，至少所述盖体的振型最大区域处设有所述抗振件。
根据本发明实施例的电池包，通过在至少盖体的振型最大区域处设有抗振件，有利于提高盖体的一阶模态，减小盖体的振幅与异响，且不改变盖体的形貌，不影响电池包的气密性。
另外，根据本发明上述实施例的电池包还具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述抗振件被构造成只受压缩不受拉伸。
根据本发明的一些实施例，所述抗振件与所述盖体粘接相连。
根据本发明的一些实施例，在所述电池包的高度方向上，所述盖体的内表面与所述电池模组的上表面之间间隔开预定距离。
进一步地，所述抗振件设于所述盖体的内表面与所述电池模组的上表面之间。
更进一步地，所述抗振件的厚度大于所述预定距离。
根据本发明的一些实施例，所述盖体的振型最大区域位于所述盖体的中部位置。
根据本发明的一些实施例，所述抗振件为泡棉。
根据本发明的一些实施例，所述抗振件为非线性弹簧。
根据本发明第二方面实施例的车辆，包括上述所述的电池包。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的电池包的一个示意图；
图2是根据本发明实施例的电池包中盖体的一个立体图；
图3是根据本发明实施例的电池包中盖体的另一个立体图；
图4是根据本发明实施例的电池包中盖体的一个示意图；
图5是根据本发明实施例的电池包中盖体的另一个示意图；
图6是根据本发明实施例的电池包中盖体的再一个示意图；
图7是根据本发明一种实施例的电池包中抗振件的一个示意图；
图8是根据本发明一种实施例的电池包中抗振件的另一个示意图；
图9是根据本发明一种实施例的电池包中抗振件的再一个示意图；
图10是根据本发明另一种实施例的电池包中抗振件的一个示意图；
图11是根据本发明另一种实施例的电池包中抗振件的另一个示意图；
图12是根据本发明另一种实施例的电池包中抗振件的再一个示意图；
图13是根据本发明再一种实施例的电池包中抗振件的一个示意图；
图14是根据本发明再一种实施例的电池包中抗振件的另一个示意图；
图15是根据本发明再一种实施例的电池包中抗振件的再一个示意图；
附图标记：
电池包100，箱体1，盖体2，电池模组3，抗振件4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的电池包100。
参照图1，根据本发明第一方面实施例的电池包100，包括：箱体1、盖体2以及电池模组3。
具体而言，盖体2盖合于箱体1，这样可以在箱体1与盖体2之间限定出容纳空间；电池模组3可以设于所述容纳空间内；盖体2上可以设有抗振件4，至少盖体3的振型最大区域处设有所述抗振件4。
图2至图6示出了根据本发明实施例的电池包100中盖体2的示意图，在本发明的一些实施例中，通过对盖体2进行有限元分析，可以确定盖体2的振型最大区域，通过在至少盖体2的振型最大区域处设置抗振件4，可以有效提高电池包100(例如盖体2)的一阶模态，从而有利于降低电池包系统故障发生频率。
例如，在本发明的一些可选的实施例中，不仅可以在盖体2的振型最大区域处设置抗振件4，还可以在盖体2的除振型最大区域外的位置处设置抗振件4，本发明对抗振件4的具体设置方式不作具体限定。
根据本发明实施例的电池包100，通过在至少盖体3的振型最大区域处设有抗振件4，有利于提高盖体2的一阶模态，减小盖体2的振幅与异响，且不改变盖体2的形貌，不影响电池包100的气密性。
根据本发明的一些实施例，抗振件4被构造成只受压缩不受拉伸。由此，通过将抗振件4构造成只受压缩不受拉伸的形式，当电池包100应用于车辆上时，有利于降低车辆在行车过程中盖体2的振幅与异响，优化整车的NVH。
其中，NRH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。
根据本发明的一些实施例，抗振件4与盖体2粘接相连。由此，通过使抗振件4与盖体2粘接相连，便于实现抗振件4与盖体2连接，且有利于保证连接的可靠性。
根据本发明的一些实施例，在电池包100的高度方向上，盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间可以间隔开预定距离。不同型号的电池包中的所述预定距离可能会存在差异，本发明对所述预定距离不作具体限定，这对本领域的技术人员来说是可以理解的。
例如，在本发明的一些具体实施例中，在电池包100的高度方向上，盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间间隔开的所述预定距离可以为4.5mm。
进一步地，抗振件4设于盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间。由此，通过在盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间设置抗振件4，有利于提高盖体2的一阶模态。
更进一步地，抗振件4的厚度大于所述预定距离。由此，通过使抗振件4的厚度大于所述预定距离，使得抗振件4在盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间处于压缩状态，这样有利于提高电池包100的一阶模态，降低电池包系统故障发生频率。
例如，在本发明一些具体实施例中，在电池包100的高度方向上，盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间间隔开的所述预定距离可以为4.5mm，此时，抗振件4的厚度可以为例如5mm等。图7至图15是几种不同实施例的抗振件4的示意图，本发明对抗振件4的形状以及厚度不作具体限定，实际应用中可以根据需要而适应性选择或设置。
根据本发明的一些实施例，盖体2的振型最大区域可以位于所述盖体2的中部位置。例如，在本发明的一些具体实施例中，盖体2的振型最大区域可以位于所述盖体2的中部位置，可以选择在盖体2的中部位置处设置抗振件4，也可以选择在盖体2的中部位置以及中部位置附近的位置处设置抗振件4，还可以大整个盖体2上均设置抗振件4等。
根据本发明的一些实施例，所述抗振件4可以为泡棉，所述泡棉可以为例如弹性泡棉等。
根据本发明的一些实施例，所述抗振件4可以为非线性弹簧。
下面结合附图描述根据本发明的电池包的具体实施例。
参照图1，根据本发明第一方面实施例的电池包100，包括：箱体1、盖体2以及电池模组3。
具体而言，盖体2盖合于箱体1，这样可以在箱体1与盖体2之间限定出容纳空间；电池模组3可以设于所述容纳空间内；盖体2上可以设有抗振件4，至少盖体3的振型最大区域处设有所述抗振件4。
在本发明的一些实施例中，通过对盖体2进行有限元分析，可以确定盖体2的振型最大区域，通过在至少盖体2的振型最大区域处设置抗振件4，可以有效提高电池包100(例如盖体2)的一阶模态，从而有利于降低电池包系统故障发生频率。
例如，在本发明的一些可选的实施例中，不仅可以在盖体2的振型最大区域处设置抗振件4，还可以在盖体2的除振型最大区域外的位置处设置抗振件4，本发明对抗振件4的具体设置方式不作具体限定。
根据本发明实施例的电池包100，通过在至少盖体3的振型最大区域处设有抗振件4，有利于提高盖体2的一阶模态，减小盖体2的振幅与异响，且不改变盖体2的形貌，不影响电池包100的气密性。
根据本发明的一些实施例，抗振件4被构造成只受压缩不受拉伸。由此，通过将抗振件4构造成只受压缩不受拉伸的形式，当电池包100应用于车辆上时，有利于降低车辆在行车过程中盖体2的振幅与异响，优化整车的NVH。
其中，NRH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。
根据本发明的一些实施例，抗振件4与盖体2粘接相连。由此，通过使抗振件4与盖体2粘接相连，便于实现抗振件4与盖体2连接，且有利于保证连接的可靠性。
根据本发明的一些实施例，在电池包100的高度方向上，盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间可以间隔开预定距离。不同型号的电池包中的所述预定距离可能会存在差异，本发明对所述预定距离不作具体限定，这对本领域的技术人员来说是可以理解的。
例如，在本发明的一些具体实施例中，在电池包100的高度方向上，盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间间隔开的所述预定距离可以为4.5mm。
进一步地，抗振件4设于盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间。由此，通过在盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间设置抗振件4，有利于提高盖体2的一阶模态。
更进一步地，抗振件4的厚度大于所述预定距离。由此，通过使抗振件4的厚度大于所述预定距离，使得抗振件4在盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间处于压缩状态，这样有利于提高电池包100的一阶模态，降低电池包系统故障发生频率。
例如，在本发明一些具体实施例中，在电池包100的高度方向上，盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间间隔开的所述预定距离可以为4.5mm，此时，抗振件4的厚度可以为例如5mm等。图7至图15是几种不同实施例的抗振件4的示意图，本发明对抗振件4的形状以及厚度不作具体限定，实际应用中可以根据需要而适应性选择或设置。
根据本发明的一些实施例，盖体2的振型最大区域可以位于所述盖体2的中部位置。例如，在本发明的一些具体实施例中，盖体2的振型最大区域可以位于所述盖体2的中部位置，可以选择在盖体2的中部位置处设置抗振件4，也可以选择在盖体2的中部位置以及中部位置附近的位置处设置抗振件4，还可以大整个盖体2上均设置抗振件4等。
根据本发明的一些实施例，所述抗振件4可以为泡棉，所述泡棉可以为例如弹性泡棉等。
在本发明的一些具体实施例中，在盖体2与电池模组3之间可以放置四块具有一定压缩特性的弹性泡棉，所述弹性泡棉的设置位置可以根据未设置泡棉的一阶模态的结果确定，所用泡棉型号为YGP-200，YGP-200是一种由有机硅发泡而成的硅胶泡棉。该泡棉规格为100*100*5(mm)及150*150*5(mm)，盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间的预定距离为4.5mm，弹性泡棉通过胶粘连接在盖体2的内表面与电池模组3的上表面之间，且四块弹性泡棉在电池包100装车状态中始终处于压缩状态。根据弹性泡棉的性质，结合此种装配状态，可知该泡棉具有只受压缩不受拉伸的性质，因此相当于非线性弹簧，具有减振及提升模态作用。
运用有限元分析软件对电池包系统进行模态分析，其中定义非线性弹簧的关键字为：
*Spring,elset＝Springs/Dashpots-1-spring,NONLINEAR
-210000,-0.01
-70000,-0.004
0,0
0,10
经分析知，未设置弹性泡棉的电池包系统一阶模态为23.054Hz，振型集中在盖体2的中间位置，且振幅较大(盖体2中部的振幅相较于边缘处的振幅较大)。仿真分析中，增加了弹性泡棉的电池包100的一阶模态为37.952Hz，振型集中在电池包100的盖体前端中间部位。
实验测试中，在盖体2的不同位置分别布置加速度传感器，其中ch7号传感器布置位置为仿真分析中一阶振型所在部位。对电池包100进行Z方向扫频测试，结果显示ch7号传感器峰值在最高点，相对应的频率为40Hz左右。说明电池包一阶振型集中在盖体前端中间部位(ch7传感器布置位置)，且一阶模态为40Hz，与仿真值非常接近。
以上可知，增加了具有压缩特性的弹性泡棉的电池包系统一阶模态提升至40Hz，已达到企业要求(一阶模态35Hz以上)，振型集中处已转至盖体前端中间部位，且振幅较小。
根据本发明实施例的电池包100具有以下有益效果：其一，通过在电池包100的盖体2的内表面(和/或外表面)胶粘具有压缩特性的弹性泡棉的方式，可以有效提高电池包100(例如，盖体2)的一阶模态，有利于降低电池包系统故障发生频率。其二，当电池包100应用于车辆上时，还可以降低在行车过程中盖体2的振幅与异响，对整车NVH方面亦有优化。其三，本发明呈现的方式，不变更盖体2的形貌，无需对盖体2进行开孔设置螺栓连接，有利于保证盖体2的气密性与结构强度。
根据本发明第二方面实施例的车辆，包括上述所述的电池包100。由此，通过在所述车辆上设置上述第一方面实施例的电池包100，有利于提高所述车辆的使用舒适性，从而可以提高所述车辆的市场竞争力。
根据本发明实施例的电池包100及具有其的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：
箱体；
盖体，所述盖体盖合于所述箱体以在所述箱体与所述盖体之间限定出容纳空间；
电池模组，所述电池模组设于所述容纳空间内；
所述盖体上设有抗振件，至少所述盖体的振型最大区域处设有所述抗振件。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述抗振件被构造成只受压缩不受拉伸。
3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述抗振件与所述盖体粘接相连。
4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，在所述电池包的高度方向上，所述盖体的内表面与所述电池模组的上表面之间间隔开预定距离。
5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述抗振件设于所述盖体的内表面与所述电池模组的上表面之间。
6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述抗振件的厚度大于所述预定距离。
7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述盖体的振型最大区域位于所述盖体的中部位置。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池包，其特征在于，所述抗振件为泡棉。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的电池包，其特征在于，所述抗振件为非线性弹簧。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电池包。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113224452A (zh) * 2021-03-26 2021-08-06 厦门海辰新能源科技有限公司 电池包
DE102021114312A1 (de) 2021-06-02 2022-12-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrischer Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Kraftwagen
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