CN113437391A - 箱体结构及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开一种箱体结构及电池。本发明的箱体结构包括第一板体、第二板体和箱盖，第一板体设置有第一容纳槽，箱盖凹陷设置有第二容纳槽，第一容纳槽和第二容纳槽组成容纳电芯的容纳腔，箱盖与第一板体固定设置，第二板体设置在第一板体背离箱盖的一侧，第一板体朝向第二板体的一侧凹陷设置有多个间隔设置的第一凹槽，第一凹槽能够容纳冷却液，第一板体的边缘设置有第一连接板，每相邻两个第一凹槽之间设置有第二连接板，第一连接板和第二连接板分别与第二板体通过搅拌摩擦焊固定连接，每相邻两个第一凹槽之间连通设置有第二凹槽。本发明的箱体结构体积小，冷却液泄漏风险低，冷却效果好，还能够提高电池的能量密度。

Description

箱体结构及电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种箱体结构及电池。
背景技术
目前大部分电池厂商的液冷电池包的电池箱体制作工艺中，液冷流道一般是通过多块板材拼接或焊接而成。然而拼接的液冷流道存在拼接口，而焊接液冷流道的焊接厚度难以保证，可能存在缺口漏洞，均存在冷却液流入电池包内部的风险，同时也冷却效果差。而且，设置有液冷流道的电池箱体结构强度要求高，导致电池箱体的体积较大，降低电池的能量密度。
发明内容
本发明实施例的一个目的在于，提供一种箱体结构，其体积小，冷却液泄漏风险低，冷却效果好。
本发明实施例的另一个目的在于，提供一种电池，其能量密度高，冷却液泄漏风险低，冷却效果好。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，提供一种箱体结构，包括第一板体、第二板体和箱盖，所述第一板体设置有第一容纳槽，所述箱盖凹陷设置有第二容纳槽，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽组成容纳电芯的容纳腔，所述箱盖与所述第一板体固定设置，所述第二板体设置在所述第一板体背离所述箱盖的一侧，所述第一板体朝向所述第二板体的一侧凹陷设置有多个间隔设置的第一凹槽，所述第一凹槽能够容纳冷却液，所述第一板体的边缘设置有第一连接板，每相邻两个所述第一凹槽之间设置有第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板分别与所述第二板体通过搅拌摩擦焊固定连接，每个所述第一凹槽之间连通设置有第二凹槽，所述第二凹槽能够改变所述冷却液在所述第一凹槽的流动方向，以使所述冷却液流经每个所述第一凹槽的槽壁。
作为箱体结构的一种优选方案，所述第一凹槽的槽底凸出设置有加强筋。
作为箱体结构的一种优选方案，所述加强筋包括交错设置的第一筋体和第二筋体，至少一个所述第一筋体与至少一个所述第二筋体交汇于同一点。
作为箱体结构的一种优选方案，所述第一板体沿所述第二凹槽的长度方向的两端分别贯穿设置有流通孔，所述流通孔连通所述第一凹槽的槽底，所述流通孔与所述第一容纳槽间隔设置。
作为箱体结构的一种优选方案，两个所述流通孔位于所述第一板体的同一侧。
作为箱体结构的一种优选方案，所述流通孔背离所述第一凹槽的一侧连通设置有液体输送口，所述液体输送口用于输入或输出所述冷却液。
作为箱体结构的一种优选方案，所述第一板体为压铸成型结构。
作为箱体结构的一种优选方案，所述第一板体的边缘设置有吊装槽。
作为箱体结构的一种优选方案，所述箱盖背离所述第一板体的一侧凸出设置有多个凸块，每个所述凸块间隔设置。
作为箱体结构的一种优选方案，所述第二连接板的其中一个端部设置有所述第二凹槽，每相邻两个所述第二连接板之间的所述第一凹槽在长度方向的两端分别设置有所述第二凹槽。
第二方面，提供一种电池，包括电芯及所述箱体结构，所述电芯设置在所述箱体结构的容纳腔中。
本发明实施例的有益效果为：
通过设置第一板体、第二板体和箱盖来形成箱体结构，其中，第一板体设置有第一容纳槽，箱盖凹陷设置有第二容纳槽，第一容纳槽和第二容纳槽组成容纳电芯的容纳腔，箱盖与第一板体固定设置，从而将电芯完全包裹，并由第一板体作为电芯的主要承载，能够减少箱盖的厚度和体积，从而提高电池的能量密度。再者，第二板体设置在第一板体背离箱盖的一侧，第一板体朝向第二板体的一侧凹陷设置有多个间隔设置的第一凹槽，第一凹槽能够容纳冷却液，通过第二板体来封闭第一凹槽，形成用于容纳冷却液的液冷流道，利用冷却液来吸收电芯传递给第一板体的热量。另外，第一板体的边缘设置有第一连接板，每相邻两个第一凹槽之间设置有第二连接板，第一连接板和第二连接板分别与第二板体通过搅拌摩擦焊固定连接，封堵第一凹槽和第二板体之间的间隙，利用搅拌摩擦焊密封性好的特点，避免液冷流道的边缘存在缺口漏洞，进而避免冷却液从液冷流道中泄露到电芯中，提高本发明实施例的箱体结构的安全性。同时，每个第一凹槽之间连通设置有第二凹槽，第二凹槽能够改变冷却液在第一凹槽的流动方向，以使冷却液流经每个第一凹槽的槽壁，提高冷却液与第一板体的换热效率和换热均衡度，进一步提升箱体结构的冷却效果。因此，本发明实施例的箱体结构体积小，冷却液泄漏风险低，冷却效果好，还能够提高电池的能量密度。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明一实施例提供的箱体结构的分解结构示意图。
图2为本发明一实施例提供的第一板体和第二板体的分解结构示意图。
图3为本发明一实施例提供的第一板体的俯视结构示意图。
图4为本发明一实施例提供的电池的分解结构示意图。
图中：
1、箱体结构；11、第一板体；111、第一容纳槽；112、第一凹槽；113、第二凹槽；114、加强筋；1141、第一筋体；1142、第二筋体；115、流通孔；116、液体输送口；117、吊装槽；118、第一连接板；119、第二连接板；
12、第二板体；13、箱盖；131、第二容纳槽；132、凸块；2、电芯。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参考图1和图2，本发明实施例提供一种箱体结构1，包括第一板体11、第二板体12和箱盖13，第一板体11设置有第一容纳槽111，箱盖13凹陷设置有第二容纳槽131，第一容纳槽111和第二容纳槽131组成容纳电芯2的容纳腔，箱盖13与第一板体11固定设置，第二板体12设置在第一板体11背离箱盖13的一侧，第一板体11朝向第二板体12的一侧凹陷设置有多个间隔设置的第一凹槽112，第一凹槽112能够容纳冷却液，第一板体11的边缘设置有第一连接板118，每相邻两个第一凹槽112之间设置有第二连接板119，第一连接板118和第二连接板119分别与第二板体12通过搅拌摩擦焊固定连接，每相邻两个第一凹槽112之间连通设置有第二凹槽113，第二凹槽113能够改变冷却液在第一凹槽112的流动方向，以使冷却液流经每个第一凹槽112的槽壁。
本发明实施例通过设置第一板体11、第二板体12和箱盖13来形成箱体结构1，其中，第一板体11设置有第一容纳槽111，箱盖13凹陷设置有第二容纳槽131，第一容纳槽111和第二容纳槽131组成容纳电芯2的容纳腔(如图4所示)，箱盖13与第一板体11固定设置，从而将电芯2完全包裹，并由第一板体11作为电芯2的主要承载，能够减少箱盖13的厚度和体积，从而提高电池的能量密度。再者，第二板体12设置在第一板体11背离箱盖13的一侧，第一板体11朝向第二板体12的一侧凹陷设置有多个间隔设置的第一凹槽112，第一凹槽112能够容纳冷却液，通过第二板体12来封闭第一凹槽112，形成用于容纳冷却液的液冷流道，利用冷却液来吸收电芯2传递给第一板体11的热量。
另外，第一板体11的边缘设置有第一连接板118，每相邻两个第一凹槽112之间设置有第二连接板119，第一连接板118和第二连接板119分别与第二板体12通过搅拌摩擦焊固定连接，封堵第一凹槽112和第二板体12之间的间隙，利用搅拌摩擦焊密封性好的特点，避免液冷流道的边缘存在缺口漏洞，进而避免冷却液从液冷流道中泄露到电芯2中，提高本发明实施例的箱体结构1的安全性。同时，每相邻两个第一凹槽112之间连通设置有第二凹槽113，第二凹槽113能够改变冷却液在第一凹槽112的流动方向，以使冷却液流经每个第一凹槽112的槽壁，提高冷却液与第一板体11的换热效率和换热均衡度，进一步提升箱体结构1的冷却效果。因此，本发明实施例的箱体结构1体积小，冷却液泄漏风险低，冷却效果好，还能够提高电池的能量密度。
具体地，本实施例的搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样，也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个焊头伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。在焊接过程中，焊头边高速旋转，边沿工件的接缝与工件相对移动，焊头前面的材料发生强烈塑性变形。焊头的突出段伸进材料内部进行摩擦和搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦生热，并用于防止塑性状态材料的溢出，同时可以起到清除表面氧化膜的作用。本实施例通过在层叠的第一板体11和第二板体12上插入摩擦焊焊头，通过摩擦焊焊头的旋转将第一板体11和第二板体12的接触面融化和搅拌，在驱使摩擦焊焊头沿焊接路径移动，能够将第一凹槽112、第二凹槽113和第二板体12形成密封的液冷流道，且由于摩擦焊焊头不进入第一凹槽112和第二凹槽113，能够避免液冷流道产生漏洞和缺口。
在一个实施例中，参考图2，第一凹槽112的槽底凸出设置有加强筋114，加强筋114能够增强第一凹槽112的结构强度，降低第一凹槽112破损的风险。
进一步地，参考图3，加强筋114包括交错设置的第一筋体1141和第二筋体1142，至少一个第一筋体1141与至少一个第二筋体1142交汇于同一点，通过多个第一筋体1141和第二筋体1142的相互交错连接形成网格，网格能够进一步增强第一凹槽112的槽底的结构强度，提升抗扭能力和抗冲击性能。
在另一个实施例中，参考图1和图2，第一板体11沿第二凹槽113的长度方向的两端分别贯穿设置有流通孔115，流通孔115连通第一凹槽112的槽底，流通孔115可以用作补充或更换冷却液的口。另外，流通孔115与第一容纳槽111间隔设置，能够避免冷却液与第一容纳槽111中的电芯2(如图4所示)接触，避免损坏电芯2。
优选地，继续参考图2，两个流通孔115位于第一板体11的同一侧，便于同时向液冷流道输入和抽取冷却液，提高液冷流道更换冷却液的效率。
另一个优选地，参考图，流通孔115背离第一凹槽112的一侧连通设置有液体输送口116，液体输送口116用于输入或输出冷却液，本实施例的两个液体输送口116分别连接进液管和出液管时，能够实时更换液冷流道内的冷却液，起到保持冷却液能够源源不断地吸收来自第一板体11的热量的效果。
特别地，第一板体11为压铸成型结构，通过压铸成型工艺来形成第一板体11，节省了焊接和钻铣的工艺，且每个第一板体11的一致性高，成型时间短，能够提高批量生产时的生产效率。
可选地，参考图3，第一板体11的边缘设置有吊装槽117，吊装槽117能够与吊装装置连接，通过吊装装置来转移箱体结构1，便于箱体结构1的运输。
另外，参考图4，箱盖13背离第一板体11的一侧凸出设置有多个凸块132，每个凸块132间隔设置，凸块132能够增强箱盖13的结构强度，进一步降低箱盖13中的电芯2所承受的外力冲击。
特别地，参考图3，第二连接板119的其中一个端部设置有第二凹槽113，每相邻两个第二连接板119之间的第一凹槽112在长度方向的两端分别设置有第二凹槽113，使得冷却液通过第二凹槽113流经每个第一凹槽112的槽壁。具体地，冷却液沿第一个第一凹槽112的完整槽壁流动，经由第二凹槽113流经第二个第一凹槽112的槽壁，然后由第二个第一凹槽112的流动方向的末端再经由下一个第二凹槽113流经第三个第一凹槽112，如此反复，直至流动至最后一个第一凹槽112的槽壁末端，通过第二凹槽113改变冷却液在第一凹槽112的流动方向，能够延长冷却液在第一凹槽112的流动时间和流动路径，增加冷却液与第一凹槽112所在的第一板体11的换热时长和换热效果，从而提升本发明实施例的箱体结构1的冷却效果。
参考图4，本发明实施例还提供一种电池，包括电芯2及上述任一项实施例的箱体结构1，电芯2设置在箱体结构1的容纳腔中。本实施例中的箱体结构1可以与上述实施例的箱体结构1拥有同样的结构及达到同样的效果，本实施例不再赘述。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种箱体结构，其特征在于，包括第一板体、第二板体和箱盖，所述第一板体设置有第一容纳槽，所述箱盖凹陷设置有第二容纳槽，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽组成容纳电芯的容纳腔，所述箱盖与所述第一板体固定设置，所述第二板体设置在所述第一板体背离所述箱盖的一侧，所述第一板体朝向所述第二板体的一侧凹陷设置有多个间隔设置的第一凹槽，所述第一凹槽能够容纳冷却液，所述第一板体的边缘设置有第一连接板，每相邻两个所述第一凹槽之间设置有第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板分别与所述第二板体通过搅拌摩擦焊固定连接，每相邻两个所述第一凹槽之间连通设置有第二凹槽，所述第二凹槽能够改变所述冷却液在所述第一凹槽的流动方向，以使所述冷却液流经每个所述第一凹槽的槽壁。
2.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述第一凹槽的槽底凸出设置有加强筋。
3.根据权利要求2所述的箱体结构，其特征在于，所述加强筋包括交错设置的第一筋体和第二筋体，至少一个所述第一筋体与至少一个所述第二筋体交汇于同一点。
4.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述第一板体沿所述第二凹槽的长度方向的两端分别贯穿设置有流通孔，所述流通孔连通所述第一凹槽的槽底，所述流通孔与所述第一容纳槽间隔设置。
5.根据权利要求4所述的箱体结构，其特征在于，两个所述流通孔位于所述第一板体的同一侧。
6.根据权利要求4所述的箱体结构，其特征在于，所述流通孔背离所述第一凹槽的一侧连通设置有液体输送口，所述液体输送口用于输入或输出所述冷却液。
7.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述第一板体为压铸成型结构。
8.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述第一板体的边缘设置有吊装槽。
9.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述箱盖背离所述第一板体的一侧凸出设置有多个凸块，每个所述凸块间隔设置。
10.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述第二连接板的其中一个端部设置有所述第二凹槽，每相邻两个所述第二连接板之间的所述第一凹槽在长度方向的两端分别设置有所述第二凹槽。
11.一种电池，其特征在于，包括电芯及权利要求1至10任一项所述的箱体结构，所述电芯设置在所述箱体结构的容纳腔中。
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