CN113839133A - 电池箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池箱，电池箱包括箱体和设于箱体内的电池组件，箱体包括由复合材料制成的下箱体，复合材料为SMC复合材料、SMC复合材料和气凝胶的混合物、PCM复合材料、PCM复合材料和气凝胶的混合物、碳纤维材料中的一种，箱体的内部空间还填充有导热胶。导热胶能够使箱体内部的热量扩散，拉平箱体内部的各区域的温度。箱体内部温度较高处的热量在导热胶的作用下向温度较低处扩散，以此来降低电池组件之间的温差，保证电池组件各部分的温度尽可能相同，提高电池组件的使用寿命，使电池箱的效率最大化。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种电池箱。
背景技术
随着社会发展以及科技进步，电动汽车越来越受到消费者的欢迎，电池箱作为电动汽车的动力源，其受环境温度的影响较大，电池箱内的温度过高和过低都会对电池芯产生影响，而且根据电池芯在电池箱内的位置不同，不同位置的电池芯受热和产生的热量都会存在区别，从而导致各个电池芯之间的温差较大，电池芯的温度过高和过低都会对对电动汽车的供电情况产生影响，因此需要平衡多个电池芯之间的温度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电池箱内部的多个电池芯温度差较大的缺陷，提供一种电池箱。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种电池箱，所述电池箱包括箱体和设于所述箱体内的电池组件，所述箱体包括由复合材料制成的下箱体，所述复合材料为SMC复合材料、SMC复合材料和气凝胶的混合物、PCM复合材料、PCM复合材料和气凝胶的混合物、碳纤维材料中的一种，所述箱体的内部空间还填充有导热胶。
在本方案中，导热胶能够使箱体内部的热量扩散，拉平箱体内部的各区域的温度。箱体内部温度较高处的热量在导热胶的作用下向温度较低处扩散，以此来降低电池组件之间的温差，保证电池组件各部分的温度尽可能相同，提高电池组件的使用寿命，使电池箱的效率最大化。
较佳地，所述箱体的内部还设有调温件，所述调温件的周围被所述导热胶填充，所述调温件用于对所述箱体内的温度变化进行调整。
在本方案中，调温件能够根据箱体内部的温度进行吸热或放热，以此对箱体内的温度变化进行调整，从而能够将箱体内部的温度控制在适宜的范围之内，使电池箱的效率最大化。
较佳地，所述调温件均匀设置在所述箱体的内部。
在本方案中，在箱体的内部均匀设置调温件，使箱体内的各个部分都能够接受调温件的吸热放热，以此来保证箱体内部的温度均衡。
较佳地，所述调温件的材料为相变材料或相变材料和气凝胶材料的混合物。
在本方案中，相变材料是目前常见的可用于吸收和释放热量的物质，容易获取，制造成本低。
较佳地，所述相变材料的质量的计算公式为C平mΔT＝kI2Rt+m相H相，其中，C平为系统平均比热容[kJ/(kg·K)]，m为系统总质量(kg)，ΔT为系统变化温度(K)，k为修正参数，I为系统工作电流(A)，R为电池总电阻(MΩ)，t为系统工作时间(h)，m相为相变材料的质量(kg)，H相为相变潜热(kJ/kg)。
在本方案中，根据电池芯和箱体规格，可以计算出大致需要的相变材料的质量，从而合理分配调温件的数量何布局，提高制造效率。
较佳地，所述SMC复合材料和气凝胶的混合物中的所述气凝胶和所述SMC复合材料的质量比为(0.5:99.5)～(1.5:98.5)；所述PCM复合材料和气凝胶的混合物中的所述气凝胶和所述PCM复合材料的质量比为(0.5:99.5)～(1.5:98.5)。
在本方案中，气凝胶的保温效果较好，在SMC复合材料和PCM符合材料中混合一定比例的气凝胶，能够保证下箱体具有一定强度的情况下，提高下箱体的保温隔热防火作用，避免电池组件因温度过高而起火燃烧。
较佳地，所述箱体还包括加强筋，所述加强筋设置在所述下箱体上并且与所述下箱体一体注塑成型。
在本方案中，加强筋用于加强下箱体的强度，解决了复合材料的下箱体强度不够的问题，提高了电池箱整体的刚性，满足了电池箱的使用要求。
较佳地，所述箱体还包括壳体，所述下箱体设置在所述壳体的内壁上。
在本方案中，壳体用于加强下箱体的强度，使下箱体能够更稳定地承载电池组件。
较佳地，所述下箱体包括外层箱体和内层箱体，所述外层箱体和所述内层箱体之间压接有气凝胶层。
在本方案中，下箱体采用多层箱体的结构，能够加强下箱体的强度，气凝胶层起到隔热作用，避免外界的高温或低温对电池箱内部的影响，也能够减少由箱体内部散发至外界的热量，保证箱体内部的温度。
较佳地，所述电池箱还包括至少一个安装条，所述安装条固定在所述下箱体的外周面上，所述安装条用于安装至少一个功能件；所述功能件为导向机构、锁轴和电连接器中的一种，所述导向机构用于对所述电池箱更换过程中的导向，所述锁轴用于与固定在电动车上的锁止机构相配合以锁止所述电池箱，所述电连接器用于与车端电连接器或站端电连接器实现电连接。
在本方案中，电池箱通过各个功能件实现电池箱的移动导向、锁定以及电连接。
较佳地，所述电池箱还包括热交换管路，所述热交换管路安装在所述箱体内并且与所述电池组件相对应设置，所述热交换管路用于供流体循环流通以实现与所述电池组件之间进行热量交换。
在本方案中，热交换管路用于供流体循环流通以实现与电池组件之间进行热量交换。
本发明的积极进步效果在于：导热胶能够使箱体内部的热量扩散，拉平箱体内部的各区域的温度。箱体内部温度较高处的热量在导热胶的作用下向温度较低处扩散，以此来降低电池组件之间的温差，保证电池组件各部分的温度尽可能相同，提高电池组件的使用寿命，使电池箱的效率最大化。
附图说明
图1为本发明实施例1的电池箱的结构示意图。
图2为本发明实施例1的电池箱的内部结构示意图。
图3为图1所示的电池箱的上箱体的结构示意图。
图4为图1所示的电池箱的隐去上箱体的结构示意图。
图5为图4所示的电池箱的局部放大图。
图6为图1所示的电池箱的下箱体的结构示意图。
图7为图6所示的下箱体的另一角度的结构示意图。
图8为图1所示的电池箱的壳体的结构示意图。
图9为图1所示的电池箱的剖视图。
图10为图9所示的电池箱的局部放大图。
图11为图1所示的电池箱的安装条、导向机构和锁轴的结构示意图。
图12为图11所示的导向机构的结构示意图。
图13为图12所示的导向机构的剖面示意图。
图14为图11所示的锁轴的结构示意图。
图15为图14所示的锁轴的剖面示意图。
图16为本发明实施例2的电池箱的内部结构示意图。
图17为本发明实施例3的电池箱的壳体与加强筋的结构示意图。
图18为本发明实施例4的电池箱的内部结构示意图。
图19为图18所示的电池箱的隐去电池芯的内部结构示意图。
图20为本发明实施例5的电池箱的结构示意图。
图21为图20所示的电池箱的隐去上箱体的结构示意图。
图22为图20所示的电池箱的底部示意图。
图23为图20所示的电池箱的下箱体、加强筋的结构示意图。
图24为图20所示的电池箱的下箱体、加强筋、外框的结构示意图。
图25为图20所示的电池箱的下箱体、加强筋、外框和底护板的结构示意图。
图26为图20所示的电池箱的剖视图。
图27为图26所示的电池箱的局部放大图。
图28为本发明实施例6的下箱体的剖面示意图。
附图标记说明：
上箱体1
凸起11
下箱体2
栅格结构21
外层箱体22
内层箱体23
气凝胶层24
导热胶3
壳体4
加强筋5
密封条6
连接螺栓7
安装条8
导向机构9
导向块91
弹性件92
凸块93
安装空间94
锁轴10
轴固定部101
轴本体102
感应元件103
轴套104
电连接器20
电池芯30
调温件40
外框50
底护板60
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供了一种电池箱，该电池箱应用于电动汽车领域，为电动汽车提供动力。电池箱包括外部的箱体和设置在箱体内部的用于存储电力的电池组件，电池箱还包括设置于箱体的周面的用于电池箱安装、移动的部件，以及电池箱与电动汽车或充电站电连接的电连接器。
如图1-15所示，电池箱的箱体包括上箱体1和下箱体2，上箱体1盖在下箱体2上以形成箱体的内部空间，电池组件放置在该内部空间内，并通过粘合剂固定在下箱体2的内表面上。用于电池组件与下箱体2固定的粘合剂属于本领域的现有技术，在此不做赘述。
下箱体2由复合材料制成，复合材料为SMC复合材料、SMC复合材料和气凝胶的混合物、PCM复合材料、PCM复合材料和气凝胶的混合物、碳纤维材料中的一种，采用复合材料制成的下箱体2，能够降低箱体的总重量，而且由复合材料制成的下箱体2受环境温度的影响相对较小，能够更好地保持箱体内部的温度。
SMC(Sheet molding compound)复合材料可为本领域常规，是玻璃钢的一种，主要原料由GF(专用纱)、MD(填料)及各种助剂组成。使用SMC复合材料制成的下箱体2，具有优异的电绝缘性能、机械性能、热稳定性和耐化学防腐性。
PCM(Phase Change Material)复合材料可为本领域常规，其为相变材料，是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。使用PCM复合材料制成的下箱体2，熔化潜热高，使其在相变中能贮藏或放出较多的热量；相变过程可逆性好、膨胀收缩性小、过冷或过热现象少；导热系数大，密度大，比热容大。
碳纤维材料，即CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic)复合材料可为本领域常规，是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。使用碳纤维材料制成的下箱体2，强度高，具有出色的耐热性和抗热冲击性，热膨胀系数低，热容量小，比重小，抗腐蚀性强。
通过复合材料制成的下箱体2，一次成型，加工精度高，保温性好，阻燃性好，成型结构性高；复合材料的绝热性，可降低环境温度对电池箱内部的温度的影响，可有效解决电池箱内凝露的发生，有效杜绝因冷凝水造成的绝缘失效等安全风险；复合材料制成的内胆还可提高电池箱的耐腐蚀性，提高电池箱的使用寿命。
为了提高下箱体2的保温隔热的效果，可以在SMC复合材料、PCM复合材料中加入气凝胶。其中，下箱体2的复合材料为SMC复合材料和气凝胶的混合物时，气凝胶和SMC复合材料的质量比最好为(0.5:99.5)～(1.5:98.5)；下箱体2的复合材料为PCM复合材料和气凝胶的混合物时，气凝胶和PCM复合材料的质量比为(0.5:99.5)～(1.5:98.5)。气凝胶主要起阻燃、防火和保温的作用，少量的气凝胶已经能够起到很好的作用，SMC复合材料或PCM复合材料作为主要材料能够加强下箱体2的强度。上述比例的气凝胶，可以在保证下箱体2的强度的同时，提高下箱体2的保温隔热防火效果，避免电池组件因温度过高而起火燃烧。
如图2所示，箱体的内部空间填充有导热胶3，导热胶3能够使箱体内部的热量扩散，拉平箱体内部的各区域的温度。箱体内部温度较高处的热量在导热胶3的作用下向温度较低处扩散，以此来降低电池组件之间的温差，保证电池组件各部分的温度尽可能相同，提高电池组件的使用寿命，使电池箱的效率最大化。
导热胶3是在下箱体2内部的各种元件都安装好之后再进行填充，填充导热胶3时需要借助灌胶工装，灌胶工装的下端与下箱体2的上端连接，灌胶工装的内表面和下箱体2的内表面能够形成密封的灌胶空间，导热胶3从灌胶工装的灌胶孔灌入灌胶空间，电池组件和调温件40的周围都被导热胶3填充。填充的导热胶3的用量优选是至少使导热胶3的填充高度等于或略大于电池组件的高度，以使电池组件的上端也能通过导热胶3扩散热量。等导热胶3固化之后，可以将灌胶工装拆卸，之后再将上箱体1与下箱体2连接固定，实现箱体的密封。
灌入灌胶空间的导热胶3是已经计算好比热容的导热胶3，导热胶3的比热容和电池组件以及箱体的规格有关，具体计算导热胶3比热容的计算公式属于现有技术，在此不做赘述。
本实施例中电池箱还包括保温层，保温层固定在箱体的表面上，用于保持箱体内部的温度，减少由箱体内部散发至外界的热量。本实施例中的保温层通过粘合剂固定在箱体的表面上，保温层由气凝胶毡制成，气凝胶毡是一种保温隔热材料，获取方便且成本低。用于固定保温层和箱体的粘合剂属于本领域的现有技术，在此不做赘述。
保温层包括上保温层和下保温层，上保温层设置在箱体中上箱体1的内表面，下保温层包覆于下箱体2的外表面。由于电池组件是通过粘合剂固定在下箱体2的内表面上，而保温层是由气凝胶毡制成的，因此若将下保温层贴合在下箱体2的内表面，会使电池组件相对于下箱体2的固定不是很牢固，因此本实施例中将下保温层设置在下箱体2的外表面上。
如图4-6所示，下箱体2的内底面具有栅格结构21，栅格结构21形成用于容纳多个电池组件的容纳空间。将多个电池组件分别安装在栅格结构21内，便于电池组件的安装定位，提高安装精度。而且，栅格结构21的栅格条相当于下箱体2上增设的加强筋，进一步增强了下箱体2的强度。由于栅格结构21具有一定的厚度，使得电池组件之间形成一定的间隙，便于电池组件的热量的散发，避免了电池组件过热而影响电池组件的使用性能和使用寿命。电池组件可以为多个电池芯30组成的电池模组，在电池箱安装过程中，先将多个电池芯30组成电池模组，再将电池模组放入栅格结构21中。需安装的电池模组的数量较少，可以简化电池箱的安装过程，安装方式简单快速。
电池箱还包括热交换管路，热交换管路安装在箱体形成的内部空间内并且与固定在下箱体2内部的电池组件相对应设置，热交换管路用于供流体循环流通以实现与电池组件之间进行热量交换。
在下箱体2的外部还设置有壳体4，下箱体2设置在壳体4的内壁上，壳体4可以增强下箱体2的强度，弥补由复合材料制成的下箱体2的强度不高的问题，使箱体的整体强度能满足实际需求。壳体4可以为金属材质，比如铝、钢等。当壳体4为钢时，壳体4可通过冲压的方式成型；当壳体4为铝时，壳体4可通过铝型材焊接或铝浇注的方式成型。
如图8所示，箱体还包括加强筋5，加强筋5设置于壳体4上。通过加强筋5，可以增强壳体4的强度，从而增强箱体的整体强度。
其中，加强筋5可以与壳体4一体成型。当壳体4、加强筋5均为钢时，壳体4、加强筋5可通过冲压的方式一体成型；当壳体4、加强筋5为铝时，壳体4、加强筋5可通过铝型材焊接或铝浇注的方式成型。
上述箱体的一种制作方法，包括以下步骤：
S11、将粘合剂涂抹于壳体4的内表面；
S12、将下箱体2放置于壳体4内，使下箱体2的外表面与壳体4的内表面相粘合。
当壳体4与加强筋5一体成型时，下箱体2的外底面也会注塑出与加强筋5相对应的凹槽。当将壳体4与下箱体2相粘合时，加强筋5与下箱体2的凹槽相对应。
除上述制作方法以外，箱体还可以使用以下制作方法，该制作方法包括以下步骤：
S21、将壳体4放入注塑模具中，壳体4与注塑模具之间形成的型腔的形状与下箱体2的形状相对应；
S22、向型腔内加入复合材料的原材料并进行注塑成型，从而使壳体4与下箱体2直接形成一体。
通过这种制作方法，不再需要将壳体4与下箱体2粘合，仅需要注塑成型一道工艺，即可完成箱体下部的制作。
上箱体1设有向外凸出的凸起11，凸起11所在的位置所形成的内部空间较大，可以安装体积较大的电芯或其他部件。
上箱体1和下箱体2之间设置有密封条6，密封条6将上箱体1和下箱体2之间的间隙进行密封。由于本实施例中下箱体2的外部还设置有壳体4，下箱体2设置在壳体4的内壁上，密封条6可以实现上箱体1、下箱体2、壳体4三者之间的密封连接。
如图10所示，下箱体2的边缘向外延伸至贴合在壳体4的边缘上，密封条6设置与下箱体2的边缘和上箱体1的边缘之间。箱体还具有若干连接螺栓7，若干连接螺栓7环绕密封条6的周向设置，连接螺栓7依次贯穿上箱体1的边缘、密封条6、下箱体2的边缘和壳体4的边缘。通过上述连接结构，仅使用连接螺栓7即可将上箱体1、密封条6、下箱体2和壳体4固定在一起，而不需要其他连接部件，连接方式简单有效。
如图11所示，电池箱还包括若干安装条8，安装条8固定在下箱体2的外周面上，由于本实施中下箱体2设置在壳体4的内壁上，因此安装条8进一步是固定在壳体4的外周面上，安装条8用于安装功能件，比如导向机构9、锁轴10和电连接器20等。导向机构9用于对电池箱更换过程中的导向，锁轴10用于与固定在电动汽车上的锁止机构相配合以锁止电池箱，电连接器20用于与车端电连接器20或站端电连接器20实现电连接。
电连接器20设置于下箱体2的端面，电连接器20用于与车端电连接器或站端电连接器实现电连接。
如图12-13所示，导向机构9包括导向块91，导向块91固定在安装条8上，导向块91用于与换电设备上的导向叉相配合从而对电池箱的位置进行导向，并用于导向叉的移动带动电池箱移动。另外，导向机构9还包括弹性件92和凸块93，导向块91内形成用于放置弹性件92、凸块93的安装空间94，弹性件92向凸块93施加一作用力，该作用力使凸块93在不受外力的情况下始终凸出至导向块91的外部。
当电池箱安装到电动汽车中时，凸块93会受到与电池箱相邻的部件施加的外界的压力。在弹性件92的作用下，凸块93会抵接到相邻的部件上，从而使电池箱在该电池汽车中的位置能相对固定。
如图14-15所示，锁轴10包括轴固定部101和轴本体102，轴固定部101固定在安装条8上，轴本体102固定在轴固定部101上且伸出至电池箱的侧面并且用于与锁止机构相配合。轴本体102可以在电池箱的移动过程中，与电动汽车的锁止机构相配合，实现电池箱与电池汽车的锁止。
锁轴10还包括感应元件103，感应元件103设置在轴本体102上，感应元件103用于在轴本体102进入锁止机构的锁凹槽过程中感应轴本体102的位置。在将电池箱安装于电池固定座上时，电池固定座上的传感器通过检测感应元件103的信号来判断轴本体102是否已到位，从而确保电池箱安装已到位。
轴本体102的外部还设有轴套104，轴套104套在轴本体102的外部，轴套104可绕轴本体102旋转，轴套104在与其它部件相接触时可滚动，从而抵消部分摩擦力，延长了锁轴10的寿命。
实施例2
本实施中的电池箱的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：
如图16所示，箱体的内部设有调温件40，调温件40用于对箱体内的温度变化进行调整。调温件40能够根据箱体内部的温度进行吸热或放热，当箱体内部的温度过高时，调温件40进行吸热，当箱体内部的温度过低时，调温件40进行放热，从而能够将箱体内部的温度控制在适宜的范围之内，使电池箱的效率最大化。
调温件40在箱体的内部均匀设置，使箱体的各个部分都能够接受调温件40的吸热放热，以此来保证箱体内部的温度均衡。
本实施例中的调温件40由相变材料或相变材料和气凝胶材料的混合物制成，相变材料可用于吸收和释放热量的物质，容易获取，制造成本低。其中，气凝胶材料起到阻燃、防火和保温的作用，避免电池组件因温度过高而起火燃烧，气凝胶材料的用量可以根据多少质量的气凝胶能够在箱体燃烧状态下阻止箱体继续燃烧来决定。当只采用相变材料制成的调温件40时，可以在箱体内部另外放置由气凝胶材料制成的阻燃件来起到保护箱体安全的作用。
相变材料的质量的具体计算公式为C平mΔT＝kI2Rt+m相H相，其中，C平为系统平均比热容[kJ/(kg·K)]，m为系统总质量(kg)，ΔT为系统变化温度(K)，k为修正参数，I为系统工作电流(A)，R为电池组件总电阻(MΩ)，t为系统工作时间(h)，m相为相变材料的质量(kg)，H相为相变潜热(kJ/kg)。
本实施例中的系统主要是指由箱体和箱体内部的电池组件组成的系统，系统平均比热容C平是根据电池组件和箱体的规格选定的，其中，对系统平均比热容C平起主要影响作用的是电池组件的规格；系统变化温度ΔT是指系统允许的一个温度变化范围；修正参数k是考虑热量计算偏差而设计的，一般取1-1.2；系统工作电流I是指电池组件的工作电流；系统工作时间t是根据电池组件的工作电流和电池组件的电量来决定的，相变潜热H相的选择是根据系统产生的焦耳热(kI2Rt)和相变材料的质量m相的限制范围决定的，相变潜热H相越大，可以使用质量越轻的相变材料，但相变材料的成本也会越贵，因此需要合理选择具有适合相变潜热的相变材料，相变潜热H相一般取100-400kJ/kg。
实施例3
本实施中的电池箱的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：
如图17所示，加强筋5与壳体4分为两个部分。加强筋5与下箱体2一体成型，对应的箱体的制作方法，包括以下步骤：
S31、将加强筋5放入注塑模具中，注塑模具的内腔与加强筋5形成的型腔的形状与下箱体2的形状相对应；
S32、在注塑模具的内腔中加入复合材料的原材料，并进行注塑成型形成下箱体2。
通过上述制作方法，先将下箱体2与加强筋5注塑成一体，再将粘合剂涂抹于壳体4的内表面；最后将具有加强筋5的下箱体2放置于壳体4内，使下箱体2的外表面与壳体4的内表面相粘合。
实施例4
本实施中的电池箱的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：
如图18-19所示，电池箱的电池组件可以为若干个单独设置的电池芯30，由下箱体2的内底面的栅格结构21形成的容纳空间与单个电池芯30的形状相配合。对应的，栅格结构21的复数个容纳空间由多个栅格条交叉形成，这些栅格条相当于下箱体2上的加强筋，进一步加强了下箱体2以及电池箱整体的强度。通过将电池芯30单独放置，便于每个电池芯30的安装定位，提高安装精度；而且，这种方式无需存在电池芯30形成模组的中间过程，装配过程简化；而且，去除了形成模组所必须的组件，相对减轻了电池箱的重量。栅格结构21使相邻的电池芯30之间都具有相同的间隙，令每个电池芯30都具有散热空间，可改善电池箱内的多个电池芯30的散热效果，保证散热性。在本实施例中，由于采用的单个电池芯30的尺寸为70mm*108mm*150mm，因此，栅格结构21的高度设计为10mm，栅格结构21的厚度为3mm。
实施例5
本实施中的电池箱的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：
如图20-27所示，电池箱还包括外框50和底护板60，加强筋5设置于下箱体2上，外框50套在下箱体2的外周面上，外框50与下箱体2的外周面相固定，底护板60与外框50相固定，下箱体2位于底护板60与外框50围成的空间内，下箱体2的外底面与底护板60的表面相对设置。
其中，底护板60与下箱体2的外底面之间填充有发泡材料，发泡材料的质量轻，可充实电池箱的底部，解决了复合材料的下箱体2强度不够的问题，提高了电池箱整体的刚性，满足了电池箱的使用要求。
加强筋5与下箱体2一体注塑成型，包括以下步骤：
S41、将加强筋5放入注塑模具中，注塑模具的内腔与加强筋5形成的型腔的形状与下箱体2的形状相对应；
S42、在注塑模具的内腔中加入复合材料的原材料，并进行注塑成型形成下箱体2。
加强筋5与下箱体2一体注塑成型之后，电池箱的制备方法还包括以下步骤：
S43、将外框50套在下箱体2的外周面上，外框50与下箱体2的外周面通过胶水相粘结；
S44、将底护板60的表面与下箱体2的外底面相对设置，底护板60与外框50通过螺栓相固定，下箱体2位于底护板60与外框50围成的空间内，底护板60与下箱体2的外底面之间的间隙填充有发泡材料。
除上述制备方法以外，还可以使用以下制备方法，包括以下步骤：
S51、将加强筋5、外框50、底护板60放入注塑模具中，注塑模具的内腔、加强筋5、外框50、底护板60形成的型腔的形状与下箱体2的形状相对应；
S52、在注塑模具的内腔中加入复合材料的原材料，并进行注塑成型形成下箱体2，加强筋5位于下箱体2内，外框50、底护板60与下箱体2成一体。
通过上述制备方法，可以使下箱体2、加强筋5、外框50和底护板60直接形成一体，不再需要进行进一步的组装。
外框50和底护板60可以为金属材质，比如铝、钢等。当外框50、底护板60为钢时，外框50、底护板60可通过冲压的方式成型；当外框50、底护板60为铝时，外框50、底护板60可通过铝型材焊接或铝浇注的方式成型。
在其他的实施例中，只需要满足电池箱的强度需求，也可以不设置外框50和底护板60，单独使用复合材料制成的下箱体2。另外，也可以不设置外框50，只设置底护板60，底护板60的表面与下箱体2的外底面相贴合并固定。外框50和底护板60，是为了弥补复合材料的下箱体2的强度不高的问题，因此可根据电池箱的强度需求灵活选择是否需要设置外框50和底护板60。
安装条8可固定在外框50上。在其他的实施例中，若下箱体2的外周面不设置外框50，安装条8也可以直接固定在下箱体2的外周面上。
实施例6
本实施例的电池箱的结构和实施例1基本相同，其不同之处在于：
如图28所示，本实施例中的下箱体2为多层结构，下箱体2包括外层箱体22和内层箱体23，外层箱体22用于形成下箱体2的外表面，内层箱体23用于形成下箱体2的内表面，外层箱体22和内层箱体23之间还压接有气凝胶层24。多层结构的下箱体2相比于单层结构的下箱体2而言，强度更高，保温性能更好，而且气凝胶层24能够起到更好的隔热作用，避免外界的高温或低温对电池箱内部的影响，也能进一步减少由箱体内部散发至外界的热量，保证箱体内部的温度。
本实施例中的气凝胶层24是由气凝胶毡制成的，气凝胶层24的两侧可以通过粘合剂分别与外层箱体22和内层箱体23固定。用于固定外层箱体22、气凝胶层24和内层箱体23的粘合剂属于本领域的现有技术，在此不做赘述。在三者连接固定之后，可以再通过压紧工艺将三者进一步压紧，提高三者连接的牢固性，保证下箱体2的稳定性。
在其他可替代的实施方式中，气凝胶层24也可以由其他结构的气凝胶材料制成，例如在外层箱体22和内层箱体23之间填充液态的气凝胶，在填充完成之后，将气凝胶固化处理，并压紧外层箱体22、气凝胶层24和内层箱体23。
当采用本实施例中的下箱体2时，可以不另外设置下保温层，节省安装下保温层的时间，提高安装效率。若对电池箱的保温性能要求更高，也可以在外层箱体22的外表面，即下箱体2的外表面再设置一层下保温层。
由于电池组件是安装固定在下箱体2上，因此为了能够使下箱体2更稳定地承载电池组件，可以在下箱体2的外侧再设置一个金属壳体4，将下箱体2设置在壳体4的内部上，以此来起到加强下箱体2强度的作用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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，除非文中另有说明。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种电池箱，其特征在于，所述电池箱包括箱体和设于所述箱体内的电池组件，所述箱体包括由复合材料制成的下箱体，所述复合材料为SMC复合材料、SMC复合材料和气凝胶的混合物、PCM复合材料、PCM复合材料和气凝胶的混合物、碳纤维材料中的一种，所述箱体的内部空间还填充有导热胶。
2.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述箱体的内部还设有调温件，所述调温件的周围被所述导热胶填充，所述调温件用于对所述箱体内的温度变化进行调整。
3.如权利要求2所述的电池箱，其特征在于，所述调温件均匀设置在所述箱体的内部。
4.如权利要求2所述的电池箱，其特征在于，所述调温件的材料为相变材料或相变材料和气凝胶材料的混合物。
5.如权利要求4所述的电池箱，其特征在于，所述相变材料的质量的计算公式为C平mΔT＝kI2Rt+m相H相，其中，C平为系统平均比热容[kJ/(kg·K)]，m为系统总质量(kg)，ΔT为系统变化温度(K)，k为修正参数，I为系统工作电流(A)，R为电池总电阻(MΩ)，t为系统工作时间(h)，m相为相变材料的质量(kg)，H相为相变潜热(kJ/kg)。
6.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述SMC复合材料和气凝胶的混合物中的所述气凝胶和所述SMC复合材料的质量比为(0.5:99.5)～(1.5:98.5)；所述PCM复合材料和气凝胶的混合物中的所述气凝胶和所述PCM复合材料的质量比为(0.5:99.5)～(1.5:98.5)。
7.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述箱体还包括加强筋，所述加强筋设置在所述下箱体上并且与所述下箱体一体注塑成型。
8.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述箱体还包括壳体，所述下箱体设置在所述壳体的内壁上。
9.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述下箱体包括外层箱体和内层箱体，所述外层箱体和所述内层箱体之间压接有气凝胶层。
10.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述电池箱还包括至少一个安装条，所述安装条固定在所述下箱体的外周面上，所述安装条用于安装至少一个功能件；所述功能件为导向机构、锁轴和电连接器中的一种，所述导向机构用于对所述电池箱更换过程中的导向，所述锁轴用于与固定在电动车上的锁止机构相配合以锁止所述电池箱，所述电连接器用于与车端电连接器或站端电连接器实现电连接。
11.如权利要求1所述的电池箱，其特征在于，所述电池箱还包括热交换管路，所述热交换管路安装在所述箱体内并且与所述电池组件相对应设置，所述热交换管路用于供流体循环流通以实现与所述电池组件之间进行热量交换。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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