CN112531261A - 一种异种材料混合工艺电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异种材料混合工艺电池包，包括：冲压盆，其内陷形成容纳空间，所述容纳空间被钢棍梁分隔成若干子容纳空间，以装载电池模组，所述冲压盆由0.8‑1.0mm厚的高强钢一体冲压成型得到，所述钢棍梁均由780‑1180Mpa级别超高强钢辊压成型；下护板，其面贴设置于所述冲压盆底部，所述下护板由0.8‑1.0mm厚、1500‑2000Mpa级别的热成型钢冲压而成，以及铝合金型材边框，贴合于所述冲压盆的侧边设置。本发明采购多种材料混合工艺结构，将不同工艺的钢和铝合金进行结合，发挥其各自的优点，得到一个综合性良好的解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及电池包领域。更具体地说，本发明涉及一种异种材料混合工艺电池包。
背景技术
随着我国汽车保有量的持续升高，由此导致的能源紧张和环境污染问题越加突出。因此我国大力推广新能源汽车，其中重点发展电动车。
电池包是电动车的关键部件之一，用于装载动力电芯，因此电池包技术对电动车十分重要。同时电池包各项性能要求也很高，对其密封性能、阻燃性能、强度、刚度、抗冲击、抗震动、抗挤压、导热性能、防穿刺等诸多指标有很高的要求，同时为了提高整个电池PACK的能量密度，又希望电池包能够做到重量最轻，因此电池包的结构和设计十分复杂。
传统电池包主要是钢板冲压或铝合金焊接结构，钢的结构在强度、防护性能、成本等方面有优势，但在重量、刚度、导热等方面不足；而铝合金焊接结构则相反，在重量等方面有优势，但在成本和防护性能等方面不足。
发明内容
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种异种材料混合工艺电池包，包括：
冲压盆，其内陷形成容纳空间，所述容纳空间被钢棍梁分隔成若干子容纳空间，以装载电池模组，所述冲压盆由0.8-1.0mm厚的高强钢一体冲压成型得到，所述钢棍梁均由780-1180Mpa级别超高强钢辊压成型；
下护板，其面贴设置于所述冲压盆底部，所述下护板由0.8-1.0mm厚、1500-2000Mpa级别的热成型钢冲压而成，以及
铝合金型材边框，贴合于所述冲压盆的侧边设置。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述下护板和所述冲压盆之间采用涂胶方式进行连接。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述钢棍梁包括纵横交错的多个横向钢棍和多个纵向钢棍。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述冲压盆和所述钢棍梁之间采用电阻点焊工艺进行连接。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述子容纳空间呈立方体状，所述子容纳空间的四个侧壁均为中空结构；
在所述子容纳空间的相对的两个侧壁的中空空间内分别设置两个限位凸起，且所述限位凸起通过第一弹簧连接于所述侧壁的外壁，且该侧壁的内壁上设有限位孔，以供所述限位凸起通过；
两个L型板，其分别通过第二弹簧竖向设置在所述子容纳空间内，且所述L型板的竖直面贴附所述侧壁的内壁设置；
当所述第一弹簧处于自然伸长状态时，所述限位凸起伸出所述侧壁的内壁表面的限位孔，当所述第一弹簧被压缩到预设程度时，所述限位凸起被缩回所述侧壁的中空内部；
且所述第二弹簧也同时处于自然伸长状态，所述L型板的竖直面恰好覆盖所述限位孔，当所述第二弹簧被压缩到预设程度时，所述L型板的竖直面将不覆盖所述限位孔；
当电池模组被向下放置进所述子容纳空间内时，所述电池模组将下压所述L型板的水平面，所述L型板将下行，当其下行至预设位置，则所述L型板的竖直面将不覆盖所述限位孔，所述第一弹簧将恢复形变，将所述限位凸起沿着所述限位块推送出，将对所述电池模组进行限位。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述冲压盆的底部中空，用于灌充冷却液，且所述冲压盆的底部中空空间设置有进液口、出液口，沿着冷却液的流动方向，所述冲压盆的底部中空空间内沿其高度方向间隔设置若干分隔板，每个所述分隔板一端密封连接于所述冲压盆内部空间的内壁，另一端与所述冲压盆内部空间的内壁相隔一定距离形成供冷却液流通的通道，且对于任意相邻两个所述分隔板，其与所述冲压盆内部空间的内壁形成通道交错错开设置。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述分隔板的两面均间隔设置若干柔性板。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述柔性板由可形变的橡胶制成。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述第二弹簧不少于2个。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述限位凸起上设置有卡槽，以卡设L型板的竖直面的顶端。
本发明至少包括以下有益效果：
一、使用一体冲压盆体结构，能够完美的解决焊接结构电池包最大的难点，密封性的问题。同时减少产线在气密检测、密封问题返修上的投资和建设，减少生产成本；
二、使用高强度铝合金型材边框，充分发挥铝合金型材结构的优势，能有效的减少子件数量，提高零件集成程度，提高电池包总成的刚度，同时提高侧碰等工况的吸能性能。同时因为铝合金密度小，可以获得质量很轻的边框；
三、电池包内部使用超高强度辊压钢梁，用于承载电池模组。因使用超高强钢，可以在使用较薄的板材，就能够支撑模组的重量。同时使用辊压工艺，使得材料利用率可达到85％以上，而且横梁结构统一，减少工装开发成本，综合降低生产成本；
四、下护板使用热成型钢，具有高达1500Mpa的强度，若性能需要可选用2000Mpa级别的热成型钢，因此可以使用很薄的板材达到良好的防底部穿刺和底部石击的情况；
五、本发明结构电池包，大量使用钢，较传统纯铝合金结构电池包成本更低，且强度更高；
六、本发明结构电池包，因使用钢多选用超高强钢和热成型钢，因此可以选用厚度很薄的板，只用相应铝合金结构厚度的1/3-1/2，因此重量可以控制得很好；
七、本发明结构电池包总成工序，只需要4-5个工序，较传统纯铝合金或纯钢质结构电池包减少大约一半的工序，可减少设备投资，缩短生产周期，降低生产成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明一实施例中异种材料混合工艺电池包的结构示意图。
图2为本发明一实施例中异种材料混合工艺电池包的爆炸示意图。
图3为本发明一实施例中单个子容纳空间的结构示意图。
图4为本发明一实施例中冲压盆的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1-4所示，本发明的一种异种材料混合工艺电池包，包括：
冲压盆1，其内陷形成容纳空间，所述容纳空间被钢棍梁4分隔成若干子容纳空间5，以装载电池模组，所述冲压盆1由0.8-1.0mm厚的高强钢一体冲压成型得到，所述钢棍梁均由780-1180Mpa级别超高强钢辊压成型；
下护板2，其面贴设置于所述冲压盆底部，所述下护板由0.8-1.0mm厚、1500-2000Mpa级别的热成型钢冲压而成，以及
铝合金型材边框3，贴合于所述冲压盆1的侧边设置。
上述实施方案中，使用一体冲压盆体结构，能够完美的解决焊接结构电池包最大的难点，密封性的问题。同时减少产线在气密检测、密封问题返修上的投资和建设，减少生产成本；
上述实施方案中，使用高强度的铝合金型材边框3，充分发挥铝合金型材结构的优势，能有效的减少子件数量，提高零件集成程度，提高电池包总成的刚度，同时提高侧碰等工况的吸能性能。同时因为铝合金密度小，可以获得质量很轻的边框。
上述实施方案中，电池包内部使用超高强度的钢棍梁4，用于承载电池模组。因使用超高强钢，可以在使用较薄的板材，就能够支撑模组的重量。同时使用辊压工艺，使得材料利用率可达到85％以上，而且横梁结构统一，减少工装开发成本，综合降低生产成本；
上述实施方案中，下护板使用热成型钢，具有高达1500Mpa的强度，若性能需要可选用2000Mpa级别的热成型钢，因此可以使用很薄的板材达到良好的防底部穿刺和底部石击的情况；
上述实施方案中，本发明结构电池包，大量使用钢，较传统纯铝合金结构电池包成本更低，且强度更高；
上述实施方案中，本发明结构电池包，因使用钢多选用超高强钢和热成型钢，因此可以选用厚度很薄的板，只用相应铝合金结构厚度的1/3-1/2，因此重量可以控制得很好；
上述实施方案中，本发明结构电池包总成工序，只需要4-5个工序，较传统纯铝合金或纯钢质结构电池包减少大约一半的工序，可减少设备投资，缩短生产周期，降低生产成本。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述下护板2和所述冲压盆1之间采用涂胶方式进行连接。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述钢棍梁4包括纵横交错的多个横向钢棍和多个纵向钢棍。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述冲压盆1和所述钢棍梁4之间采用电阻点焊工艺进行连接。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述子容纳空间5呈立方体状，所述子容纳空间5的四个侧壁51均为中空结构；
在所述子容纳空间5的相对的两个侧壁51的中空空间内分别设置两个限位凸起52，且所述限位凸起52通过第一弹簧53连接于所述侧壁51的外壁，且该侧壁51的内壁上设有限位孔54，以供所述限位凸起52通过；
两个L型板55，其分别通过第二弹簧56竖向设置在所述子容纳空间5内，且所述L型板55的竖直面贴附所述侧壁51的内壁设置；
当所述第一弹簧53处于自然伸长状态时，所述限位凸起52伸出所述侧壁的内壁表面的限位孔54，以卡设所述L型板55的竖直面，当所述第一弹簧53被压缩到预设程度时，所述限位凸起52被缩回所述侧壁的中空内部；
且所述第二弹簧56也同时处于自然伸长状态，所述L型板55的竖直面恰好覆盖所述限位孔54，当所述第二弹簧56被压缩到预设程度时，所述L型板55的竖直面将不覆盖所述限位孔54；
当电池模组被向下放置进所述子容纳空间5内时，所述电池模组将下压所述L型板55的水平面，所述L型板55将下行，当其下行至预设位置，则所述L型板55的竖直面将不覆盖所述限位孔54，所述第一弹簧53将恢复形变，将所述限位凸起52沿着所述限位孔推送出，将对所述电池模组进行限位卡设，以将所述电池模组稳固设置，当时外界出现撞击时，所述电池模组也不会出现摇晃的情况，此时所述第二弹簧56也会随着外力发生相应形变，起到缓冲作用。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述冲压盆1的底部中空，用于灌充冷却液，且所述冲压盆1的底部中空空间设置有进液口、出液口，沿着冷却液的流动方向，所述冲压盆1的底部中空空间内沿其高度方向间隔设置若干分隔板6，每个所述分隔板6一端密封连接于所述冲压盆内部空间的内壁，另一端与所述冲压盆内部空间的内壁相隔一定距离形成供冷却液流通的通道7，且对于任意相邻两个所述分隔板，其与所述冲压盆1内部空间的内壁形成通道交错错开设置。
且所述进液口设置在所述冲压盘的侧壁的下侧，所述出液口设置在所述冲压盘的侧壁的上侧。
上述实施方案中，由于所述冲压盘1使用时基本都是竖直设置的，通过在所述冲压盘1内部沿其高度方向间隔设置若干分隔板6，且对于任意相邻两个所述分隔,6，其与所述冲压盆1内部空间的内壁形成通道7交错错开设置，冷却液由下往上依次沿着所述通道7向上行走，大大延长了冷却液的行走路程，也就大大提高了冷却效率。如果没有所述分隔板6，所述冷却液即使是行下往上行走，其也是直线行走，路线很短，同样的冷却液，冷却效果却差多了。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述U型板上设置的内侧间隔连接柔性板，其可以随着所述冷却液的流动而随之摆动，进一步提高冷却液的冷却效果。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述柔性板由可形变的橡胶制成。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述第二弹簧不少于2个。
根据本发明的一优选实施例，所述的异种材料混合工艺电池包中，所述限位凸起上设置有卡槽，以卡设L型板的竖直面的顶端。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种异种材料混合工艺电池包，其特征在于，包括：
冲压盆，其内陷形成容纳空间，所述容纳空间被钢棍梁分隔成若干子容纳空间，以装载电池模组，所述冲压盆由0.8-1.0mm厚的高强钢一体冲压成型得到，所述钢棍梁均由780-1180Mpa级别超高强钢辊压成型；
下护板，其面贴设置于所述冲压盆底部，所述下护板由0.8-1.0mm厚、1500-2000Mpa级别的热成型钢冲压而成，以及
铝合金型材边框，贴合于所述冲压盆的侧边设置。
2.根据权利要求1所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述下护板和所述冲压盆之间采用涂胶方式进行连接。
3.根据权利要求1所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述钢棍梁包括纵横交错的多个横向钢棍和多个纵向钢棍。
4.根据权利要求1所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述冲压盆和所述钢棍梁之间采用电阻点焊工艺进行连接。
5.根据权利要求3所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述子容纳空间呈立方体状，所述子容纳空间的四个侧壁均为中空结构；
在所述子容纳空间的相对的两个侧壁的中空空间内分别设置两个限位凸起，且所述限位凸起通过第一弹簧连接于所述侧壁的外壁，且该侧壁的内壁上设有限位孔，以供所述限位凸起通过；
两个L型板，其分别通过第二弹簧竖向设置在所述子容纳空间内，且所述L型板的竖直面贴附所述侧壁的内壁设置；
当所述第一弹簧处于自然伸长状态时，所述限位凸起伸出所述侧壁的内壁表面的限位孔，当所述第一弹簧被压缩到预设程度时，所述限位凸起被缩回所述侧壁的中空内部；
且所述第二弹簧也同时处于自然伸长状态，所述L型板的竖直面恰好覆盖所述限位孔，当所述第二弹簧被压缩到预设程度时，所述L型板的竖直面将不覆盖所述限位孔；
当电池模组被向下放置进所述子容纳空间内时，所述电池模组将下压所述L型板的水平面，所述L型板将下行，当其下行至预设位置，则所述L型板的竖直面将不覆盖所述限位孔，所述第一弹簧将恢复形变，将所述限位凸起沿着所述限位块推送出，将对所述电池模组进行限位。
6.根据权利要求1所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述冲压盆的底部中空，用于灌充冷却液，且所述冲压盆的底部中空空间设置有进液口、出液口，沿着冷却液的流动方向，所述冲压盆的底部中空空间内沿其高度方向间隔设置若干分隔板，每个所述分隔板一端密封连接于所述冲压盆内部空间的内壁，另一端与所述冲压盆内部空间的内壁相隔一定距离形成供冷却液流通的通道，且对于任意相邻两个所述分隔板，其与所述冲压盆内部空间的内壁形成通道交错错开设置。
7.根据权利要求6所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述分隔板的两面均间隔设置若干柔性板。
8.根据权利要求7所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述柔性板由可形变的橡胶制成。
9.根据权利要求5所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述第二弹簧不少于2个。
10.根据权利要求5所述的异种材料混合工艺电池包，其特征在于，所述限位凸起上设置有卡槽，以卡设L型板的竖直面的顶端。
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