CN112234289A - 一种电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包，安装在新能源车上，涉及电动汽车电池包技术领域，包括下壳体、电池底板、上壳体，电池底板设置在下壳体内，下壳体的顶端固定设置有上壳体，上壳体包括壳盖、结构加强板和散热孔，下壳体的顶端与壳盖螺接，壳盖的顶部设置有若干结构加强板和若干散热孔。其使用时，电池底板上安装有若干单体电池，单体电池并联或串联的方式连接，上壳体起到支撑固定的作用，而散热孔起到散热的作用，所述下壳体为空心结构，不仅可以降低结构重量，同时还可以进行保温及空气循环冷却，从而保证电池包的温度控制，避免电池过热出现故障。本发明在保障电池包结构强度的情况下，有效降低了电池包的重量，从而提高电动车的性能。

Description

一种电池包

技术领域

本发明实施例涉及电动汽车电池包技术领域，具体涉及一种电池包。

背景技术

电池包系统作为新能源汽车的重要组成部分，为电动汽车的行驶提供全部 的能源，其通常由一个或多个电池模组以及控制系统组成，由于电池包系统是 安装在汽车上，会遇到各种使用工况，所以电池包系统整体的安全性、可靠性 是很重要的设计参考因素，电池包系统在新能源车中一般会达到30％左右的占 重比，而电池包上壳体和电池包下壳体占电池包总重的30％以上，难以使用。

传统的电池包上壳体为钢制，采用钣金冲压工艺，成型制件重量大，且由 于工艺原因易产生隐秘缺陷，如开裂、褶皱等，这些缺陷难以靠目视检验，但 其对电池包的防护性能造成严重影响，传统的下箱体为钢制，采用钣金冲压焊 接工艺，焊接形变会导致尺寸误差，影响电池包的装配和密封性能，同时焊接 的常见缺陷会严重影响电池包安全，造成密封失效。

目前现有的复合材料轻量化技术在电池包系统的应用限于电池包上壳体， 限于短切玻璃纤维增强树脂或SMC材料，在满足刚度和强度要求的前提下， 其减重效果有限，而下壳体现应用的轻量化方式以铝合金代替钣金为主，且目 前一些复合材料在下壳体的应用技术明显未考虑电池包的安全性和可靠性，忽 略了复合材料的可设计性和性能的优缺点；针对这些缺陷，设计一种高强度轻 量化电池包壳体是很有必要的。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种电池包，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明公开了一种电池包，安装在新能源车上，包括下壳体、电池底板和 上壳体，所述电池底板上安装有若干单体电池，所述电池底板设置在下壳体内， 所述下壳体的顶端固定设置有上壳体。

进一步的，所述上壳体包括壳盖、结构加强板和散热孔，所述下壳体的顶 端与壳盖螺接，所述壳盖的顶部设置有若干所述结构加强板和若干所述散热 孔。

进一步的，所述壳盖包括第一碳纤维织物层、第一玻璃纤维织物层、第二 碳纤维织物层、第二玻璃纤维织物层、第三碳纤维织物层和绝缘层，所述第一 碳纤维织物层、第一玻璃纤维织物层、第二碳纤维织物层、第二玻璃纤维织物 层、第三碳纤维织物层和绝缘层由上至下依次层叠布置。

进一步的，所述下壳体包括下壳外壁、内侧围板和外侧连接件，所述壳盖 固定设置在下壳外壁上，所述下壳外壁内设置有内侧围板，所述下壳外壁外侧 设置有若干所述外侧连接件。

进一步的，所述内侧围板包括板体、通道内腔、进气口、出气口和加强筋， 所述下壳外壁内设置有板体，所述板体设置有通道内腔，所述通道内腔与进气 口连通，所述通道内腔还与出气口连通，所述内腔内设置有加强筋。

进一步的，所述电池底板包括夹芯结构底板和碳纤维横梁，所述内侧围板 底端设置有夹芯结构底板，所述夹芯结构底板上设置有若干所述碳纤维横梁， 若干所述碳纤维横梁上设置有若干单体电池；

所述夹芯结构底板包括上蒙皮、杜邦纸蜂窝和下蒙皮，所述内侧围板底端 固定设置有上蒙皮，所述上蒙皮固定设置在杜邦纸蜂窝的顶端，所述杜邦纸蜂 窝的底端设置有下蒙皮。

进一步的，所述外侧连接件包括碳纤维壁板、闭孔泡沫芯材和预埋套筒， 所述下壳外壁外侧通过螺丝固定有若干所述纤维壁板，所述纤维壁板上固定设 置有闭孔泡沫芯材，所述闭孔泡沫芯材上设置有预埋套筒。

进一步的，还包括有抽风管，所述抽风管包括主管道和支路管道，任意一 个所述散热孔均与一个支路管道连通，所述主管道与若干支路管道连通，所述 主管道的端部与抽风机连接。

进一步的，所述上蒙皮的材质为已固化的碳纤维板。

进一步的，所述杜邦纸蜂窝通过环氧胶膜与上蒙皮粘接，所述杜邦纸蜂窝通过 环氧胶膜与下蒙皮粘接，杜邦纸蜂窝通过聚氨酯发泡胶与内侧围板粘接。

本发明实施例具有如下优点：

1.与现有技术相比，本发明所提出的一种电池包壳体具有结构简单，操作 方便，高强度轻量化的优点，利用连续纤维增强复合材料轻质以及超高比强度 的特性，可以在保证电池包强度和安全性的前提下，非常有效的降低上壳体与 下壳体外板重量；依照连续复合材料的特性，提高结构的刚度和强度；

2.该上壳体结构一阶模态45Hz以上，可满足GB31467.3力学性能要求和 IP68防护性能要求，满足IP68水下压力对于上壳体结构刚度和强度的要求； 该下壳体外板针对复合材料特性进行了提高刚度强度的内部夹层式结构设计， 以及外部的夹芯结构设计，满足GB31467.3安全性要求中的挤压、机械冲击、 碰撞、振动等工况；该下壳体外板采用分开成型加强结构，然后集成一体化成 型的方式制作，可以保证箱体的密封性，满足IP68的防护等级，同时加快生 产节拍，提高生产效率；

3.利用下壳体外板侧围的中空结构，实现电池包内部的温度控制；利用热 固性复合材料不溶不熔、耐酸碱腐蚀、耐候、耐疲劳的特性，完美适用于汽车 底部湿热环境，避免环境腐蚀对电池包的损害，该高强度轻量化电池包壳体结 构强度可靠，防护等级高，生产节拍快，易于实现的轻量化电池包，同时提供 了可用于模块化设计的内测加强结构和外侧连接结构，解决了因复合材料特性 导致的其在电动汽车电池包上的应用时刚度低、安全性差，连接困难的限制， 有效的降低电池包重量，降低整车能耗，增加电动汽车续航里程，极大的提高 了产品性能和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下 面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内 容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条 件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调 整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明 所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的一种电池包的立体图；

图2为本发明提供的一种电池包的内侧围板立体图；

图3为本发明提供的一种电池包的下壳体立体图；

图4为本发明提供的一种电池包的壳盖结构示意图；

图5为本发明提供的一种电池包的上壳体立体图；

图6为本发明提供的一种电池包外侧连接件立体图；

图7为本发明提供的一种电池包夹芯结构底板结构示意图；

图8为本发明提供的一种电池包的电池底板立体图；

图中：1下壳体；11下壳外壁；12内侧围板；121板体；122通道内腔； 123进气口；124出气口；125加强筋；13外侧连接件；131碳纤维壁板；132 闭孔泡沫芯材；133预埋套筒；2电池底板；21夹芯结构底板；211上蒙皮； 212杜邦纸蜂窝；213下蒙皮；22碳纤维横梁；3上壳体；31壳盖；311第一 碳纤维织物层；312第一玻璃纤维织物层；313第二碳纤维织物层；314第二 玻璃纤维织物层；315第三碳纤维织物层；316绝缘层；32结构加强板；和33 散热孔；4抽风管；41主管道；42支路管道；

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由 本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的 实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种电池包，安装在新能源车上，包括下壳体1、电池底板 2和上壳体3，所述电池底板2上安装有若干单体电池，若干单体电池通过串 联或并联的方式连接，从而集中为电动车供电。所述电池底板2设置在下壳体 1内，以起到支撑防潮的目的。所述下壳体1的顶端固定设置有上壳体3，主 要起到保护单体电池的作用。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述上壳体3包括壳盖31、结构加 强板32和散热孔33，所述下壳体1的顶端与壳盖31螺接，从而防止壳盖31 脱落。所述壳盖31的顶部设置有若干所述结构加强板32和若干所述散热孔 33，用于排出热量。通过力学仿真模拟计算在壳盖31的顶部设置有若干结构 加强板3，可以有效提高壳盖31的结构强度，从而延长壳盖31的使用寿命。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述壳盖31包括第一碳纤维织物层 311、第一玻璃纤维织物层312、第二碳纤维织物层313、第二玻璃纤维织物层 314、第三碳纤维织物层315和绝缘层316，所述第一碳纤维织物层311、第一 玻璃纤维织物层312、第二碳纤维织物层313、第二玻璃纤维织物层314、第 三碳纤维织物层315和绝缘层316，由上至下依次层叠布置。由此通过采用碳 纤维织物增强环氧树脂基复合材料和玻璃纤维织物增强环氧树脂基复合材料 制作壳盖31可以有效的降低电池包整体的重量，从而提高电动车的性能，同时还可以保证壳盖31的韧性和强度相比较现有技术不会降低。

所述电池包上壳体3采用模压成型工艺或树脂注入成型工艺进行生产实 现，可保证快速生产节拍和可靠地产品质量。

采用模压工艺成型实现具体包括以下步骤：

1.备料，将所需预浸料材料按照尺寸要求以及纤维方向进行裁剪。

2.按照附图2顺序和方式将除去保护膜的织物预浸料铺设。

3.模压机对模具预热，然后将步骤b铺设好的材料放入。

4.材料预热完成后模具合模并升温。

5.模压机加压保温固化。

6.冷却后脱模进行后处理。

采用树脂注入成型工艺实现具体包括以下步骤：

1.材料准备:将干织物按铺层信息装载至裁剪机料卷辊上，首端对齐在裁料 台面定位点进行裁剪，然后通过超声技术将裁切后的织物连接成为一个整体。

2.预成型:将所述整体织物置于加热台加热，织物表面的粘合剂熔融，取出 放入预成型压机内压制成型，裁掉边缘多余的织物得到预成型体。

3.装模:将所述预成型体放入成型模具中。

4.合模和注胶:将所述模具合模、锁紧、抽真空，并将预热后的树脂、固化 剂及内脱模剂通过混合注胶机注入模具内。所用树脂、固化剂和内脱模剂的质 量比依次为100:42:1.5。

5.固化:模具升温加热固化加工成为产品。

6.脱模:待产品固化完成，模具冷却至50℃以下后，进行脱模取出产品。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述下壳体1包括下壳外壁11、内 侧围板12和外侧连接件13，所述壳盖31固定设置在下壳外壁11上，下壳外 壁11上起到固定内侧围板12的作用。所述下壳外壁11内设置有内侧围板12， 所述内侧围板12为空心结构，因此其结构重量得到减轻。所述下壳外壁11外 侧设置有若干所述外侧连接件13，外侧连接件13用来固定整个下壳体。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述内侧围板12包括板体121、通 道内腔122、进气口123、出气口124和加强筋125，所述下壳外壁11内设置 有板体121，所述板体121为空心结构，因此在板体121设置有通道内腔122， 通道内腔122为一个通路，并且所述通道内腔122与进气口123连通，所述通 道内腔122还与出气口124连通，由此可以使进气口123与出气口124与电动 车的空调系统连接，以便于冷气可以进入到通道内腔122中，并为电池单体降 温。所述内腔122内设置有加强筋125，通过加强筋125不仅可以提高板体121 的结构强度，同时还可以将板体121连接成为一个整体，以便于组装内侧围板 12。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述电池底板2包括夹芯结构底板 21和碳纤维横梁22，所述内侧围板12底端设置有夹芯结构底板21，所述夹 芯结构底板21上设置有若干所述碳纤维横梁22，若干所述碳纤维横梁22上 设置有若干单体电池，从而避免单体电池出现位移，造成无法正常供电。

所述夹芯结构底板21包括上蒙皮211、杜邦纸蜂窝212和下蒙皮213，所 述内侧围板12底端固定设置有上蒙皮211，所述上蒙皮211固定设置在杜邦 纸蜂窝212的顶端，所述杜邦纸蜂窝212的底端设置有下蒙皮213。由此起到 防潮减震以及减重的技术效果。根据力学性能仿真结果设计的下蒙皮213为杜 邦纸蜂窝212与固化碳纤维板，上蒙皮211为固化碳纤维板，杜邦纸蜂窝212 与固化碳纤维板通过环氧胶膜粘接，杜邦纸蜂窝212与固化碳纤维板间为聚氨 酯发泡胶，预埋套筒133与车架进行装配。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述外侧连接件13包括碳纤维壁板 131、闭孔泡沫芯材132和预埋套筒133，所述下壳外壁11外侧通过螺丝固定 有若干所述纤维壁板131，所述纤维壁板131上固定设置有闭孔泡沫芯材132， 所述闭孔泡沫芯材132上设置有预埋套筒133。预埋套筒133为泡沫夹芯预埋 件，电池包上壳体3采用模压成型工艺或树脂注入成型工艺进行生产实，从而 可保证快速生产节拍和可靠地产品质量。

根据本发明提出的一个具体实施例，还包括有抽风管4，所述抽风管4包 括主管道41和支路管道42，任意一个所述散热孔33均与一个支路管道42连 通，所述主管道41与若干支路管道42连通，所述主管道41的端部与抽风机 连接。通过风机抽取主管道41的气流可有效提高电池包散热的效果，同时还 可以将湿气排出，从而避免单体电池之间出现的短路的问题。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述上蒙皮211的材质为已固化的碳 纤维板，由此可以提高与杜邦纸蜂窝212的粘合强度。

根据本发明提出的一个具体实施例，所述杜邦纸蜂窝212通过环氧胶膜与 上蒙皮211粘接，所述杜邦纸蜂窝212通过环氧胶膜与下蒙皮213粘接，杜邦 纸蜂窝212通过聚氨酯发泡胶与内侧围板12粘接，由此可以降低制造成本， 提高生产效率。

本发明实施例的使用过程如下：

本发明实施例提出一种电池包，主要利用连续纤维增强复合材料轻质以及 超高比强度的特性，可以在保证电池包强度和安全性的前提下，还能有效的降 低电池包壳体重量；具体使用时，通过将单体电池固定在碳纤维横梁22上， 之后用壳盖31封装，最后通过外侧连接件13固定在电动车上，由此解决了因 复合材料特性导致的其在电动汽车电池包上的应用时刚度低、安全性差，连接 困难的限制。有效的降低电池包重量，降低整车能耗，增加电动汽车续航里程， 极大的提高了产品性能和经济效益。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述， 但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是 显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均 属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种电池包，安装在新能源车上，其特征在于，包括下壳体(1)、电池底板(2)和上壳体(3)，所述电池底板(2)上安装有若干单体电池，所述电池底板(2)设置在下壳体(1)内，所述下壳体(1)的顶端固定设置有上壳体(3)。

2.如权利要求1所述的一种电池包，其特征在于，所述上壳体(3)包括壳盖(31)、结构加强板(32)和散热孔(33)，所述下壳体(1)的顶端与壳盖(31)螺接，所述壳盖(31)的顶部设置有若干所述结构加强板(32)和若干所述散热孔(33)。

3.如权利要求2所述的一种电池包，其特征在于，所述壳盖(31)包括第一碳纤维织物层(311)、第一玻璃纤维织物层(312)、第二碳纤维织物层(313)、第二玻璃纤维织物层(314)、第三碳纤维织物层(315)和绝缘层(316)，所述第一碳纤维织物层(311)、第一玻璃纤维织物层(312)、第二碳纤维织物层(313)、第二玻璃纤维织物层(314)、第三碳纤维织物层(315)和绝缘层(316)由上至下依次层叠布置。

4.如权利要求3所述的一种电池包，其特征在于，所述下壳体(1)包括下壳外壁(11)、内侧围板(12)和外侧连接件(13)，所述壳盖(31)固定设置在下壳外壁(11)上，所述下壳外壁(11)内设置有内侧围板(12)，所述下壳外壁(11)外侧设置有若干所述外侧连接件(13)。

5.如权利要求4所述的一种电池包，其特征在于，所述内侧围板(12)包括板体(121)、通道内腔(122)、进气口(123)、出气口(124)和加强筋(125)，所述下壳外壁(11)内设置有板体(121)，所述板体(121)设置有通道内腔(122)，所述通道内腔(122)与进气口(123)连通，所述通道内腔(122)还与出气口(124)连通，所述内腔(122)内设置有加强筋(125)。

6.如权利要求5所述的一种电池包，其特征在于，所述电池底板(2)包括夹芯结构底板(21)和碳纤维横梁(22)，所述内侧围板(12)底端设置有夹芯结构底板(21)，所述夹芯结构底板(21)上设置有若干所述碳纤维横梁(22)，若干所述碳纤维横梁(22)上设置有若干单体电池；

所述夹芯结构底板(21)包括上蒙皮(211)、杜邦纸蜂窝(212)和下蒙皮(213)，所述内侧围板(12)底端固定设置有上蒙皮(211)，所述上蒙皮(211)固定设置在杜邦纸蜂窝(212)的顶端，所述杜邦纸蜂窝(212)的底端设置有下蒙皮(213)。

7.如权利要求6所述的一种电池包，其特征在于，所述外侧连接件(13)包括碳纤维壁板(131)、闭孔泡沫芯材(132)和预埋套筒(133)，所述下壳外壁(11)外侧通过螺丝固定有若干所述纤维壁板(131)，所述纤维壁板(131)上固定设置有闭孔泡沫芯材(132)，所述闭孔泡沫芯材(132)上设置有预埋套筒(133)。

8.如权利要求7所述的一种电池包，其特征在于，还包括抽风管(4)，所述抽风管(4)包括主管道(41)和支路管道(42)，任意一个所述散热孔(33)均与一个支路管道(42)连通，所述主管道(41)与若干支路管道(42)连通，所述主管道(41)的端部与抽风机连接。

9.如权利要求8所述的一种电池包，其特征在于，所述上蒙皮(211)的材质为已固化的碳纤维板。

10.如权利要求9所述的一种电池包，其特征在于，所述杜邦纸蜂窝(212)通过环氧胶膜与上蒙皮(211)粘接，所述杜邦纸蜂窝(212)通过环氧胶膜与下蒙皮(213)粘接，杜邦纸蜂窝(212)通过聚氨酯发泡胶与内侧围板(12)粘接。

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