CN115295916A - 基于ctc架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体及制造方法 - Google Patents

基于ctc架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体及制造方法,包括液冷板主体和设置在所述液冷板主体上呈环状的侧框,所述侧框与液冷板主体之间构成用于容纳电池包的电池仓;所述液冷板主体包括依次层叠设置的基板、流道板和加强板,所述基板对应于电池仓设置,所述流道板上包含有用于冷却液循环流动的冷却液流道,所述流道板与基板之间构成包含有进、出液口的液冷通道,所述加强板承托流道板,使得构成的液冷通道扁平,能够减小液冷板主体的整体的厚度,且减少材料的用量,并通过加强板对流道板和基板的加强支撑,能够实现电池箱体具有高强度轻量化、集成液冷、气密可靠、低成本的优点。

Description

基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体及制造方法
技术领域
本发明属于电池箱制造领域,特别涉及一种基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体及制造方法。
背景技术
随着电芯技术以及pack成组技术的不断发展,电动车pack包结构设计经历了小模组、模组、CTP以及CTC的升级;而电池箱体作为pack包中最重要的结构件之一,同样也在不断升级换代,传统的电池箱体以及不能满足CTC对箱体高强度轻量化、集成液冷、低成本的要求。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体及制造方法,具有高强度轻量化的优点。
技术方案:为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,包括液冷板主体和设置在所述液冷板主体上呈环状的侧框,所述侧框与液冷板主体之间构成用于容纳电池包的电池仓;所述液冷板主体包括依次层叠设置的基板、流道板和加强板,所述基板对应于电池仓设置,所述流道板上包含有用于冷却液循环流动的冷却液流道,所述流道板与基板之间构成包含有进、出液口的液冷通道,所述加强板承托流道板。
进一步的,所述液冷板主体上对应于液冷通道的进、出液口的一侧伸出至侧框的围合区域的外侧,且所述进、出液口设置有直接连接于液冷管路的液冷接头。
进一步的,所述侧框包括对应于进、出液口所在区域段的前部侧框和对应于余下区域段的边部侧框,所述前部侧框和边部侧框首尾相连围合成环形结构,所述边部侧框对应于液冷板主体的外侧边缘设置,所述前部侧框相邻于进、出液口设置在液冷板主体的板面上。
进一步的,所述基板对应于边部侧框的板体朝向电池仓所在侧折弯并构成连接条板,所述连接条板与边部侧框的内侧壁连接固定。
进一步的,所述流道板和加强板直接连接于边部侧框的底壁上,且所述流道板和加强板通过基板间接连接于前部侧框的底壁上。
进一步的,所述前部侧框位于电池仓外部的一侧设置有侧框裙边,所述侧框裙边对应于进、出液口开设有穿孔。
进一步的,所述连接条板平行于折弯线的外缘棱边上包含有若干插片,且若干所述插片沿外缘棱边的长度方向间距分布设置,所述边部侧框朝向于电池仓的侧壁上开设有供插片匹配插入并通过的线性插槽,且所述插片穿过线性插槽后朝向于流道板折弯并贴合于边部侧框背离于电池仓的侧壁上。
进一步的,所述连接条板上沿长度方向开设有若干拉铆孔,所述插片位于两个相邻的拉铆孔之间。
进一步的,所述插片、连接条板与边部侧框之间的缝隙中设置有吸附层。
一种基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体的制造方法,包括以下步骤:
S1:根据强度需求,设计边框的型材截面,开模挤出型材,通过机械加工成所需零件外形;根据散热需求设计流道截面,开模冲压出基板、流道板、加强板;
S2:将加强板、流道板和基板依次叠放,并且分别通过钎焊构成液冷板主体;
S3:将对应于进、出液口所在区域段的前部侧框和对应于余下区域段的边部侧框首尾固定连接且围合成环形结构,前部侧框相邻于进、出液口设置在液冷板主体的板面上,并使得进、出液口位于围合成的电池仓外部;
S4:将基板对应于边部侧框的板体边缘朝向电池仓内呈垂直折弯,折弯后的板体与边部侧框通过拉铆连接;
S5:将基板与前部边框通过搅拌焊的方式焊接。
有益效果:本发明通过基板、流道板和加强板的相互叠放,使得构成的液冷通道扁平,能够减小液冷板主体的整体的厚度,且减少材料的用量,并通过加强板对流道板和基板的加强支撑,能够实现电池箱体具有高强度轻量化、集成液冷、气密可靠、低成本的优点。
附图说明
附图1为本发明的整体结构立体示意图;
附图2为本发明的整体结构爆炸示意图;
附图3为本发明的液冷板主体与前部边框的装配示意图;
附图4为本发明的液冷板主体另一实施的结构示意图;
附图5为本发明的局部A的结构放大示意图;
附图6为本发明的插片与边部侧框的半剖示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图3所示,基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,包括液冷板主体和设置在所述液冷板主体上呈环状的侧框,所述侧框与液冷板主体之间构成用于容纳电池包的电池仓;所述液冷板主体包括依次层叠设置的基板1、流道板2和加强板3,所述基板1对应于电池仓设置,所述流道板2上包含有用于冷却液循环流动的冷却液流道4,流道板2为板体结构,从加强板朝向基板的一侧冲压形成若干凸起结构,凸起结构之间的沟槽构成冷却液流道4,同时冲压呈的流道板其强度也相应提升,所述流道板2与基板1之间构成包含有进、出液口的液冷通道,流道板2与基板1的周向进行钎焊而使得液冷通道密封,然后在基板上开设进、出液口,用于使得冷却液循环流动,所述加强板3位于流道板2的底部并承托流道板2,对流道板进行防护和支撑,提升强度和安全性。
传统的集成液冷箱体进出水嘴设计箱体内侧,在对应于进出水嘴一侧的前部梁上焊接水嘴结构,两者间通过PP管连接,该传统方式既不仅增加了零配件的数量,而且也增加了接插件接触不到位而引起泄露的风险。
本方案中,所述液冷板主体上对应于液冷通道的进、出液口的一侧伸出至侧框的围合区域的外侧,且所述进、出液口设置有直接连接于液冷管路的液冷接头5。该方式中,进、出液口位于电池仓的外侧,能够避免液冷水嘴接头和液冷管路中接插件插拔不到位引起的冷却液泄露,进而导致电池漏电的风险,本方案中即使液冷接头水嘴处出现液体泄露,其泄露液体也仅存在在电池仓外部,而不会影响的仓内的电池组,能够极大提高安全性;同时也简化液冷回路,减少液冷零配件,降低成本。
所述侧框包括对应于进、出液口所在区域段的前部侧框6和对应于余下区域段的边部侧框7,所述前部侧框6和边部侧框7首尾焊接相连围合成环形结构,本实施例中,所述基板、流道板和加强板为矩形轮廓结构,所述前部侧框6为一个宽度方向上的侧框,所述边部侧框7包含另外的一个宽度方向上的侧框和另外两个长度方向上的侧框,所述边部侧框7对应于液冷板主体的外侧边缘设置,所述前部侧框6相邻于进、出液口设置在液冷板主体的板面上,从而使得进、出液口位于侧框的外部,结构简单,易于加工制造,易于装配。
所述基板1对应于边部侧框7的板体朝向电池仓所在侧折弯并构成连接条板11,相邻的连接条板端部之间通过焊接或打胶密封,所述连接条板11与边部侧框7的内侧壁贴合并通过拉铆钉连接固定,所述连接条板11上沿长度方向开设有若干拉铆孔110,侧部边框7上对应于连接条板也开设有拉铆孔。
当流道板与基板之间的连接面出现缝隙而渗液时,能够通过高出基板底面的连接条板进行阻挡保护,防止渗出的液体进入到电池仓内。
在装配时,所述流道板2和加强板3焊接呈整体后直接通过螺钉或焊接方式连接于边部侧框7的底壁上,液冷板主体通过多个位置与边框进行连接,提升其整体的连接强度。
所述流道板2和加强板3通过基板1间接式的连接于前部侧框6的底壁上,基板1与前部侧框6之间紧密贴合,使得电池仓周侧封闭,而且使得液冷板主体包含有进、出液口的部分伸出至电池仓外部。
所述前部侧框6位于电池仓外部的一侧设置有侧框裙边8,所述侧框裙边8对应于进、出液口开设有供液冷接头5通过的穿孔9,且侧框裙边8与基板通过摩擦焊的方式进行连接固定。
液冷板和边框高强度连接且满足IP67密封一直是箱体的难点。传统的结构设计为液冷板主体通过弧焊一圈来实现密封,此种工艺弧焊热输入高,容易导致液冷板焊穿泄露以及变形。本方案通过在前部侧框6上设计侧框裙边8,能够让液冷板主体和边框全部通过搅拌焊工艺连接,焊接热输出小,密封更可靠,且通过基板1的隔离,进一步的降低焊接时对液冷通道的影响,消除变形。
如附图4至附图6所示,还包含优化实施例:所述连接条板11平行于折弯线的外缘棱边上包含有若干插片12,且若干所述插片12沿外缘棱边的长度方向间距分布设置,所述边部侧框7朝向于电池仓的侧壁上开设有供插片12匹配插入并通过的线性插槽13,且所述插片12穿过线性插槽13后朝向于流道板折弯并贴合于边部侧框7背离于电池仓的侧壁上。通过插片12一方面能够提升边框与液冷板主体之间的连接强度,另一方面,通过插片能够进一步的增加连接条板与边框的贴合程度,在发生渗液时,渗出的液体能够通过弯折的插片防止渗液进入到电池仓内,在插片12穿过线性插槽13后,还可将线性插槽和插片12之间的缝隙、以及连接条板与边部侧框之间的缝隙填胶密封处理;第三方面,由于所述边部侧框7为中空结构的矩形管体状结构,还能够将渗液引出至侧部边框7内的中空腔中,防止向箱体外部溢出。
所述插片12在穿过线性插槽13贴合边部侧框的外侧壁,插片12、连接条板11分别与边部侧框7之间均设置有吸附层,如海绵垫或不与冷却液发生化学反应的纤维材料、织物材料等,用于吸附漏液时的液体。
且连接条板11与侧边边框7之间夹设有第一吸附层,所述插片12与侧边边框7之间夹设有第二吸附层,第一吸附层和第二吸附层接触设置,当液冷板主体发生漏液时,液体通过侧边边框7和连接条板之间的缝隙渗流,并通过第一吸附层进行吸附,随后通过第二吸附层吸附和导流。优选的,所述第二吸附层的厚度大于第一吸附层的厚度,从而使得第二吸附层的吸附能力大于第一吸附层的吸附能力,加速渗液的排出。
所述插片12位于两个相邻的拉铆孔110之间,加强连接条板11位于两个拉铆孔之间的板体与侧部边框的贴合性和连接强度,从而也能够限制渗液进入到电池仓内。
所述前部侧框6、边部侧框7均为中空结构的矩形管体状结构,边部侧框7贴合于连接条板11的一侧壁为安装壁,若干线性插槽13开设在安装壁上,插片12贴合在安装壁上。边部侧框为非密封中空结构,能够与外界空气进行气体交换,当吸附层吸附漏液液体时,吸附层能够与空气对流二蒸发渗液,保持其持续吸附能力。
且所述前部侧框6、边部侧框7的底部还设置有凸起的凸台结构14,液冷板主体对应于前部侧框6底部的凸台结构还开合有避空槽,凸台结构14高出于加强板,通过凸台结构进行安放支撑。
一种基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体的制造方法,包括以下步骤:
S1:根据强度需求,设计边框的型材截面,开模挤出型材,通过机械加工成所需零件外形;根据散热需求设计流道截面,开模冲压出基板、流道板、加强板;
S2:将加强板、流道板和基板依次叠放,并且分别通过钎焊构成液冷板主体;
S3:将对应于进、出液口所在区域段的前部侧框和对应于余下区域段的边部侧框首尾固定连接且围合成环形结构,前部侧框相邻于进、出液口设置在液冷板主体的板面上,并使得进、出液口位于围合成的电池仓外部;
S4:将基板对应于边部侧框的板体边缘朝向电池仓内呈垂直折弯,折弯后的板体与边部侧框通过拉铆连接;
S5:将基板与前部边框通过搅拌焊的方式焊接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:包括液冷板主体和设置在所述液冷板主体上呈环状的侧框,所述侧框与液冷板主体之间构成用于容纳电池包的电池仓;所述液冷板主体包括依次层叠设置的基板(1)、流道板(2)和加强板(3),所述基板(1)对应于电池仓设置,所述流道板(2)上包含有用于冷却液循环流动的冷却液流道(4),所述流道板(2)与基板(1)之间构成包含有进、出液口的液冷通道,所述加强板(3)承托流道板(2)。
2.根据权利要求1所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述液冷板主体上对应于液冷通道的进、出液口的一侧伸出至侧框的围合区域的外侧,且所述进、出液口设置有直接连接于液冷管路的液冷接头(5)。
3.根据权利要求2所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述侧框包括对应于进、出液口所在区域段的前部侧框(6)和对应于余下区域段的边部侧框(7),所述前部侧框(6)和边部侧框(7)首尾相连围合成环形结构,所述边部侧框(7)对应于液冷板主体的外侧边缘设置,所述前部侧框(6)相邻于进、出液口设置在液冷板主体的板面上。
4.根据权利要求3所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述基板(1)对应于边部侧框(7)的板体朝向电池仓所在侧折弯并构成连接条板(11),所述连接条板(11)与边部侧框(7)的内侧壁连接固定。
5.根据权利要求4所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述流道板(2)和加强板(3)直接连接于边部侧框(7)的底壁上,且所述流道板(2)和加强板(3)通过基板(1)间接连接于前部侧框(6)的底壁上。
6.根据权利要求5所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述前部侧框(6)位于电池仓外部的一侧设置有侧框裙边(8),所述侧框裙边(8)对应于进、出液口开设有穿孔(9)。
7.根据权利要求4所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述连接条板(11)平行于折弯线的外缘棱边上包含有若干插片(12),且若干所述插片(12)沿外缘棱边的长度方向间距分布设置,所述边部侧框(7)朝向于电池仓的侧壁上开设有供插片(12)匹配插入并通过的线性插槽(13),且所述插片(12)穿过线性插槽(13)后朝向于流道板折弯并贴合于边部侧框(7)背离于电池仓的侧壁上。
8.根据权利要求7所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述连接条板(11)上沿长度方向开设有若干拉铆孔(110),所述插片(12)位于两个相邻的拉铆孔(110)之间。
9.根据权利要求7所述的基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体,其特征在于:所述插片(12)、连接条板(11)与边部边框(7)之间的缝隙中设置有吸附层。
10.一种基于CTC架构的新能源汽车集成液冷电池包箱体的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:根据强度需求,设计边框的型材截面,开模挤出型材,通过机械加工成所需零件外形;根据散热需求设计流道截面,开模冲压出基板、流道板、加强板;
S2:将加强板、流道板和基板依次叠放,并且分别通过钎焊构成液冷板主体;
S3:将对应于进、出液口所在区域段的前部侧框和对应于余下区域段的边部侧框首尾固定连接且围合成环形结构,前部侧框相邻于进、出液口设置在液冷板主体的板面上,并使得进、出液口位于围合成的电池仓外部;
S4:将基板对应于边部侧框的板体边缘朝向电池仓内呈垂直折弯,折弯后的板体与边部侧框通过拉铆连接;
S5:将基板与前部边框通过搅拌焊的方式焊接。
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