CN115295944B - 一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体，包括前梁，前梁上下两侧均连接斜梁，且前梁与斜梁连接处设有侧边注胶机构，斜梁另一端均连接边梁；边梁另一端连接后梁，且边梁与后梁连接处设有相同的侧边注胶机构；底板与前梁、斜梁、边梁和后梁均适配连接，且底板与上述适配连接板连接位置处均设有底边注胶机构，底板由多个铝合金板组合形成，铝合金板之间的连接处也设有相同的底边注胶机构，整个新能源汽车托盘的榫胶接使得生产出来的托盘外观比焊接要美观，稳固性与品质大大提高，而且拼接变形量减小，无铝屑。

Description

一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体

技术领域

本发明涉及新能源电池托盘电池包下箱体生产技术领域，尤其涉及一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体。

背景技术

现有技术中，新能源汽车电池托盘的生产主要有两种，其一是搅拌摩擦焊加正弧焊生产技术，该技术生产中变形量大，尺寸不好控制，工件在生产过程中容易产生大量铝屑，不易清理，设备投资大，运行成本高，其次是铆接胶封加亚弧焊生产技术，该技术虽然降低了摩擦焊生产设备中的运行成本，但是铆接胶封密封性能不稳定，产品成品率低下，致使生产成本大幅提高。

授权公告号CN201720762160.9公开了一种榫接墙板快装件，通过采用模块化组合安装方案，将每个部件尺寸模数固定，任意两块榫接件都可以随意榫接咬合，解决了安装配件占用空间过大、现场安装进度缓慢的问题；同时最大限度的减少了配件，利用榫接件这种同模块旋转之后即可直接配合使用，且在结构上进行优化，使材料用量大大减少，并且利用率得到了极大的提高，减少了快装件的重量，而且安装简便，既能够满足性能要求，而可以拆卸可以更换，社会效益好，空间利用率高，但是该专利存在以下问题：其一，设置的内部为了紧固的部件多而繁杂，其次，将紧固件设置在内部，相当于铆接工艺，使得组装好的平面受力不均匀，组装出来的墙板快装件精度不高；

授权公告号CN201820150095.9公开了一种胶接模具，其通过胶接模具上形成用于放置金属结构胶接件的成型空间，在加工过程中，可以将蒙皮的放置在成型空间中，从而限定了成型后的金属结构胶接件边缘的位置，以避免金属结构胶接件蒙皮发生位移，保证金属结构胶接件的加工效果，但是该模具存在以下问题：其一，金属结构胶在于蒙皮胶接过程中，无法确保胶接的均匀性，其次，金属结构胶的放置的容积比无法做到精确，后续长时间使用后补胶过程困难，无法实现。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过前梁、斜梁等上端铝型材与底板进行榫胶接，利用凹槽和卡块实现完美连接，解决连接处抗压受力不均匀的技术问题，而且在连接处设置注胶机构，解决托盘密封性和上胶均匀性的技术问题，也能解决后续保养注胶问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体，包括前梁，前梁上下两侧均连接斜梁，且前梁与斜梁连接处设有侧边注胶机构，斜梁另一端均连接边梁；

边梁，边梁另一端连接后梁，且边梁与后梁连接处设有相同的侧边注胶机构；

底板，底板与前梁、斜梁、边梁和后梁均适配连接，且底板与上述适配连接板连接位置处均设有底边注胶机构，底板由多个铝合金板组合形成，所述铝合金板之间的连接处也设有相同的底边注胶机构。

作为一种优选，前梁左右两侧均设有相同的凹块，且斜梁与前梁连接处设有凸块，凸块与凹块相适配连接，凹块内侧上下端均设有斜边注胶机构，侧边注胶机构包括储胶槽，储胶槽为3/4圆形结构，且位于上端的储胶槽上端顶点与凹块向内凹陷的上表面齐平，位于下端的储胶槽下端顶点与凹块向内凹陷的下表面齐平，凸块凸出位置侧边设有实心半圆板，实心半圆板的直径小于储胶槽开口的直径，且实心半圆板正好卡入储胶槽内。

作为一种优选，底板与前梁、斜梁、边梁和后梁连接处均设有凹槽和卡块，凹槽和卡块相适配，且凹槽设置在底板侧边，卡块设置在前梁、斜梁、边梁和后梁的下端。

作为一种优选，底边注胶机构包括第二储胶槽，第二储胶槽设置在凹槽内部上下端，且与其适配的卡块前端设有球形金属球，球形金属球突出卡块左侧。

作为一种优选，凹槽上下端均为倾斜状，且卡块上下段与凹槽上下端倾斜角度相同，凹槽和卡块可拼接起来，其安装好后之间的间隙体积与球形金属球的体积相同。

作为一种优选，储胶槽与实心半圆板之间灌注金属结构胶，且实心半圆板的体积与各个板块连接处间隙体积一致。

作为一种优选，储胶槽一端开口开在各个铝合金板块外侧，另一端在内侧为封闭式。

作为一种优选，前梁、斜梁、边梁、后梁和底板均为铝合金材质，且其内部均为中空状，双层结构，内部均匀设有多个加强筋。

作为一种优选，球形金属球的直径小于第二储胶槽开口的直径，且球形金属球的最上端和设置在下端的球形金属球最下端的高度与其接触的卡块最左侧的高度一致。

作为又一种优选，第二储胶槽前后两端均为封闭式，且底板上端设有加胶孔，加胶孔直通位于上端的第二储胶槽。

本发明的有益效果：

(1)本发明中通过设置侧边注胶机构，当凹块和凸块进行相适配组装过程中，首先在储胶槽内加注满金属结构胶，然后凸块卡入凹块的过程中，实心半圆板卡入储胶槽，将内部的金属结构胶挤出，使得金属结构胶溢出在外侧的连接空隙中，使得金属结构胶在铝型材之间的连接均匀性更佳。

(2)本发明中通过设置底边注胶机构，利用凹槽和卡块的相适配，首先在处于下侧的第二储胶槽内加满金属结构胶，然后将凹槽和卡块进行适配连接，球形金属球将下侧的第二储胶槽内的金属结构胶挤压出来，该金属结构胶顺着倾斜的线路缝隙填满整个连接处，然后上端的第二储胶槽可以利用加胶孔进行加胶操作，使得上端的间隙也能均匀填满，而且加胶孔的设置使得后续电池托盘的保养更加方便，整个托盘组的使用寿命更长。

(3)本发明中通过设置金属结构胶，其用于刚性材料的粘结，是一种高性能多用途粘剂，其具有高兴度，粘结效果好，耐冲击，抗震动的作用，而且具有较强的拉伸能力，拜托了汽车电池托盘行业的焊接和铆接，从根本上解决了连接处受力均匀问题。

综上所述，该设备具有连接处受力均匀，注胶过程简单方便，内部胶体分布均匀的优点，尤其适用于新能源汽车电池托盘技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明中整体新能源电池托盘的结构示意图。

图2为本发明中侧边注胶机构的结构局部放大示意图。

图3为本发明中凹块与凸块连接和储胶槽位置的结构示意图。

图4为本发明中底边注胶机构的结构局部放大示意图。

图5为铝合金板相互连接组成底板的平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1至图5所示，本发明提供了一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体，包括前梁1，前梁1上下两侧均连接斜梁2，且前梁1与斜梁2连接处设有侧边注胶机构3，斜梁2另一端均连接边梁4；

边梁4，边梁4另一端连接后梁5，且边梁4与后梁5连接处设有相同的侧边注胶机构3；

底板6，底板6与前梁1、斜梁2、边梁4和后梁5均适配连接，且底板6与上述适配连接板连接位置处均设有底边注胶机构7，底板6由多个铝合金板61组合形成，铝合金板61之间的连接处也设有相同的底边注胶机构7。

进一步，如图3所示，前梁1左右两侧均设有相同的凹块11，且斜梁2与前梁1连接处设有凸块21，凸块21与凹块11相适配连接，凹块11内侧上下端均设有斜边注胶机构3，侧边注胶机构3包括储胶槽31，储胶槽31为3/4圆形结构，且位于上端的储胶槽31上端顶点与凹块21向内凹陷的上表面齐平，位于下端的储胶槽31下端顶点与凹块21向内凹陷的下表面齐平，凸块21凸出位置侧边设有实心半圆板22，实心半圆板22的直径小于储胶槽31开口的直径，且实心半圆板22正好卡入储胶槽31内，前梁1和斜梁2均为双层结构，内侧中空，外侧的铝型材板块完好，内侧开设凹块11或凸块21，利用开设的凹块11和凸块21相适配进行安装连接，连接处不需要用铆钉等进行加固操作，不存在其他装置结构，使得连接处强度和其本身铝型材强度一致，不会发生形变等情况，破坏其整体的美观性能；

所述凹块11和凸块21内设有斜边注胶机构3，其中斜边注胶机构3就是在连接处内侧设置储胶槽31进行储胶然后等安装完成后，实心半圆板22进入到储胶槽31内，使得内部金属结构胶被实心半圆板22挤压，然后溢出进入到连接的缝隙处进行粘合，而且金属结构胶具有一定时间内才会固化成型的特点，结构强度也高，故拼接后还需要对两个结构安装后进行夹紧等待金属结构胶固化完成，就可能得到一个实际样品，简单方便。

进一步，底板6与前梁1、斜梁2、边梁4和后梁5连接处均设有凹槽62和卡块63，凹槽62和卡块63相适配，且凹槽62设置在底板6侧边，卡块63设置在前梁1、斜梁2、边梁4和后梁5的下端，凹槽62和卡块63的适配连接将底板6与前梁1、底板6与斜梁2，底板6与边梁4和底板6与后梁5连接起来，形成一个电池托盘的造型，设置的凹槽62和卡块63是为了连接件之间的连接更加稳固，而且利用突出的一块卡块63进入到与其相适配的凹槽62内，连接方式简单，连接能摆脱常规用焊接的破坏型材表面或铆接时受力不均匀，密封性差的问题，凹块11与凸块21是内侧面两边设置多个相同的适配位置来实现整体的连接，而且连接角度较多，适用于360度铝型材之间的连接，适用范围更广。

进一步，如图5所示，底边注胶机构7包括第二储胶槽71，第二储胶槽71设置在凹槽62内部上下端，且与其适配的卡块63前端设有球形金属球631，球形金属球631突出卡块63左侧，第二储胶槽71的特点是处在下方的额第二储胶槽71在安装前已经加注满金属结构胶，利用两块铝板之间的连接，球形金属球631进入到第二储胶槽71内，这样被加注满的金属结构胶因为被球形金属球631的挤压而溢出，溢出到其余连接缝隙处，使得缝隙处的胶体填充更加均匀，固化后更加牢固，抗压效果更好。

进一步，凹槽62上下端均为倾斜状，且卡块63上下段与凹槽62上下端倾斜角度相同，凹槽62和卡块63可拼接起来，其安装好后之间的间隙体积与球形金属球631的体积相同，将凹槽62和卡块63连接的上下端设置成倾斜状，是为了预留处可控的缝隙空间，相对比其直线形式的上下两端，可能造成缝隙之间不流通，胶体注胶不均匀的情况，预留出的倾斜缝隙体积与球形金属球631的体积相同，当球形金属球631进入到第二储胶槽71内时，溢出的胶体体积能正好注入到缝隙中，减少胶体溢出到铝型材连接板的外侧，减少一道固化后人工铲除多余胶体的工序，减少人工成本，提高生产效率。

进一步，如图3所示，储胶槽31与实心半圆板22之间灌注金属结构胶，且实心半圆板22的体积与各个板块连接处间隙体积一致，同样的，凹块11和凸块21之间的适配连接也需要金属结构胶的固化，利用实心半圆板22不仅能增加该储胶槽31内的结构强度，而且能挤出多余的金属结构胶，使得连接处也不会有胶体溢出，减少工序，降低成本，而且凹块11和凸块21通常都是根据其自身的高度，竖直方向上设置相同的多个凹块11或者凸块21来进行适配连接，能适应多角度的连接，而且不影响连接的紧密度，和整体抗压能力。

进一步，储胶槽31一端开口开在各个铝合金板块外侧，另一端在内侧为封闭式，储胶槽31开设成为板封闭式，主要是考虑到在后续电池托盘维修保养过程中，工人人员方便对该电池托盘组的密封性和牢固性进行加固，在外侧就能对内部进行注胶，而且也为了在生产过程中，使得其加胶的灵活性更高。

进一步，前梁1、斜梁2、边梁4、后梁5和底板6均为铝合金材质，且其内部均为中空状，双层结构，内部均匀设有多个加强筋8，电池托盘主要是对新能源汽车电池进行安放和固定，双层结构，内部中空，是为了在保持整体结构强度的同时减少电池托盘的重量，减轻了重量也能对电池的损耗进行保护，而且在内部中空内可以放置一些转角处加强结构的加强筋，使得整体电池托盘的连接各处强度一致，且强度优异。

进一步，如图5所示，球形金属球631的直径小于第二储胶槽71开口的直径，且球形金属球631的最上端和设置在下端的球形金属球最下端的高度与其接触的卡块63最左侧的高度一致，球形金属球631位置的限定是为了在凹槽62和卡块63安装拼接的过程中，不会因为其凸出在卡块63之外而导致无法正常拼接，是为了安装设计的合理性。

更进一步，如图1所示，第二储胶槽71前后两端均为封闭式，且底板6上端设有加胶孔64，加胶孔64直通位于上端的第二储胶槽71，第二储胶槽71设置的位置都是在型材与底板6连接的位置还有底板6内铝合金板61相互连接的位置，所以其两侧不需要开孔，安装过程中，对第二储胶槽71内灌胶然后将卡块63卡入即可，加胶孔64的设置是为了后续加工保养过程中可以对加胶孔64内进行加胶，延长其使用寿命，而且加胶孔64的存在也能使得其散热效果更好。

工作过程：首先将底板6进行安装，利用凹槽62与卡块63之间的适配实现铝合金板61的拼接，从而形成整个底板6，在底板6安装拼接完成后将前梁1、斜梁2、边梁4和底板5分别进行安装拼接，形成一个完整的电池托盘，利用榫胶接来实现电池托盘铝型材之间的连接密封性好，外观比焊接要美观，稳固性与品质大大提高，而且拼接变形量减小，无铝屑，在原有的焊接工艺上做出了很大的改进，之前用搅拌摩擦焊的原理是利用搅拌头的高速运转使铝升温自熔，实现焊接，变形量大，不稳定，铝屑多，不易清理；

其次，凹块11和凸块21连接处设有侧边注胶机构3，侧边注胶机构3中储胶槽31是内侧密封，外侧开设有一个开口，方便后续保养的同时，也能方便对上端进行加注胶体，使得连接缝隙处胶体分布更加均匀，凹槽62和卡块63连接处设有底边注胶机构7，底边注胶机构7中设置的第二储胶槽71上端铝合金板61上开设有加胶孔64，而且两侧均为封闭式的，将凹槽62和卡块63的连接位置上下侧设置成倾斜状态，预留出来可控的缝隙，该缝隙的体积与球形金属球631的体积相同，从而使得内部加胶更加均匀，摆脱了传统加胶方式在外侧进行加胶固定的方式，改为内部进行加胶固定，使得连接更加紧密，密封性更佳；

值得说明的是，底板与底板的连接由原来的搅拌摩擦焊接变为榫接结构结合金属胶接来实现拼接，边框与底板由原来的CMT焊变为榫接结构结合金属胶接实现拼接，之前用搅拌摩擦焊的原理是利用搅拌头的高速运转使铝升温自熔，实现焊接，其中变形量大，不稳定，铝屑多，不易清理；然而用金属胶榫接的特点：外观比焊接要美观，稳固性与品质大大提高，而且拼接变形量减小，无铝屑，整个新能源汽车托盘拼接处受力均匀，胶体分布均匀，利用金属结构胶进行安装，更加方便，密封性更佳，成本更低，工序更加简单，从而提高生产效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”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设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”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。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体，其特征在于：包括

前梁(1)，所述前梁(1)上下两侧均连接斜梁(2)，且前梁(1)与斜梁(2)连接处设有侧边注胶机构(3)，所述斜梁(2)另一端均连接边梁(4)；

边梁(4)，所述边梁(4)另一端连接后梁(5)，且边梁(4)与后梁(5)连接处设有相同的侧边注胶机构(3)；

底板(6)，所述底板(6)与前梁(1)、斜梁(2)、边梁(4)和后梁(5)均适配连接，且底板(6)与上述适配连接的前梁(1)、斜梁(2)、边梁(4)和后梁(5)连接位置处均设有底边注胶机构(7)，所述底板(6)由多个铝合金板(61)组合形成，所述铝合金板(61)之间的连接处也设有相同的底边注胶机构(7)；

所述前梁(1)左右两侧均设有相同的凹块(11)，且斜梁(2)与前梁(1)连接处设有凸块(21)，所述凸块(21)与凹块(11)相适配连接，凹块(11)内侧上下端均设有斜边注胶机构(3)，所述侧边注胶机构(3)包括储胶槽(31)，所述储胶槽(31)为3/4圆形结构，且位于上端的储胶槽(31)上端顶点与凹块(21)向内凹陷的上表面齐平，位于下端的储胶槽(31)下端顶点与凹块(21)向内凹陷的下表面齐平，凸块(21)凸出位置侧边设有实心半圆板(22)，所述实心半圆板(22)的直径小于储胶槽(31)开口的直径，且实心半圆板(22)正好卡入储胶槽(31)内；

所述底边注胶机构(7)包括第二储胶槽(71)，所述第二储胶槽(71)设置在凹槽(62)内部上下端，且与其适配的卡块(63)前端设有球形金属球(631)，所述球形金属球(631)突出卡块(63)左侧；

所述球形金属球(631)的直径小于第二储胶槽(71)开口的直径，且球形金属球(631)的最上端和设置在下端的球形金属球最下端的高度与其接触的卡块(63)最左侧的高度一致；

所述第二储胶槽(71)前后两端均为封闭式，且底板(6)上端设有加胶孔(64)，所述加胶孔(64)直通位于上端的第二储胶槽(71)；

所述加胶孔(64)的设置是为了后续加工保养过程中可以对加胶孔(64)内进行加胶；

所述凹槽(62)上下端均为倾斜状，且卡块(63)上下段与凹槽(62)上下端倾斜角度相同，所述凹槽(62)和卡块(63)可拼接起来，其安装好后之间的间隙体积与球形金属球(631)的体积相同；

所述储胶槽(31)与实心半圆板(22)之间灌注金属结构胶，且实心半圆板(22)的体积与各个板块连接处间隙体积一致。

2.根据权利要求1所述的一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体，其特征在于，所述底板(6)与前梁(1)、斜梁(2)、边梁(4)和后梁(5)连接处均设有凹槽(62)和卡块(63)，所述凹槽(62)和卡块(63)相适配，且凹槽(62)设置在底板(6)侧边，卡块(63)设置在前梁(1)、斜梁(2)、边梁(4)和后梁(5)的下端。

3.根据权利要求1所述的一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体，其特征在于，所述储胶槽(31)一端开口开在各个铝合金板块外侧，另一端在内侧为封闭式。

4.根据权利要求1所述的一种全榫、胶接新能源汽车电池托盘电池包下箱体，其特征在于，所述前梁(1)、斜梁(2)、边梁(4)、后梁(5)和底板(6)均为铝合金材质，且其内部均为中空状，双层结构，内部均匀设有多个加强筋(8)。

Images