CN115360469B - 一种电池包下箱体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池包技术领域，提出了一种电池包下箱体，包括底板、边梁框架、安装座、凹槽、横梁、中空支柱和密封垫圈，其中，底板上固定有边梁框架；安装座固定在边梁框架的侧部；凹槽开设在底板上；横梁固定在底板上，且凹槽和横梁呈十字交错设置；中空支柱呈竖直方向设置在横梁上，中空支柱贯穿底板；密封垫圈设置在中空支柱贯穿底板的一端，密封垫圈将中空支柱的周向面与底板之间的间隙密封；如上述结构的设置，凹槽为线束和汇流铜排留出了布设空间，使得线束和汇流铜排无需弯折从横梁的上方绕过，从而避免了弯折失效风险；中空支柱能够起到支撑上箱盖和风冷散热的作用，有效的改善了电池包水冷板散热均温性差的问题。

Description

一种电池包下箱体
技术领域
本发明涉及电池包技术领域，尤其涉及一种电池包下箱体。
背景技术
电池包是新能源电动汽车的核心部件，其用于安装电池模组，电池包主要起到防护作用以及散热作用，以保证电池模组的正常运行，由于需要集成若干管线、电池管理组件及冷却组件，因此电池包的内部布局尤为重要。
现有申请公布号为CN114361693A的发明专利申请，公开了一种动力电池下箱体，包括冷却板和固定连接于冷却板的框体，框体包括两个相对的侧壁、两个相对的端壁、连接于两个侧壁之间的横梁和纵梁，两个端壁分别设于侧壁的两端，多个横梁相互平行间隔设置，多个纵梁相互平行间隔设置，横梁与纵梁垂直相交，从而将冷却板和侧壁、端壁围成的空间分隔为多个容纳腔，其中一个端壁上设有多个连接位。
如上述技术方中，在下箱体内设置有若干垂直相交的纵梁和横梁，纵梁和横梁是用于提高电池包的水平方向的结构强度，使电池包具有较好的防撞、防挤能力，以避免电池模组受撞击损坏导致热失控，能够保证车辆的使用安全，这是目前电池包应用较广的一种技术手段，但是，其弊端也较为明显：
由于纵梁和横梁纵横交错设置在下箱体内，会导致下箱体内的线束布设不够方便，诸如各电池模组连接用的高低压线束及汇流铜排。传统的布设方式，是在下箱体的边梁上开孔，然后通过扎带捆扎线束后，将扎带的卡扣扣接到边梁的孔内进行固定，但开孔会影响到边梁的结构强度；其次，由于线束是沿边梁布设，而汇流铜排布设在电池模组的上方，如此一来，线束和汇流铜排在布设时需要弯折越过纵梁和横梁，其弯折后存在失效的风险；
其次，现有电池包内水冷板，多为冲压成型，水冷板内的流道弯折，进水端散热快，而出水端散热慢，是由于冷却液在流通过程中吸热，越往后吸热能力越低所导致，其散热均温性较差，由于纵梁和横梁将电池包内的空间分割成了若干容纳腔，各容纳腔之间温度较难传递，会导致管路末端的局部容纳腔内温度过高。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种线束布设便利、散热性能好的电池包下箱体，以解决现有电池包下箱体管路布设不便和散热均温性差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种电池包下箱体，包括底板、边梁框架和安装座，其中，
所述底板上固定有所述边梁框架；
所述安装座固定在所述边梁框架的侧部；
还包括凹槽、横梁、中空支柱和密封垫圈，其中，
所述凹槽设置在所述底板上；
所述横梁固定在所述底板上，且所述凹槽和所述横梁呈十字交错设置；
所述中空支柱设置在所述横梁上，所述中空支柱的一端贯穿所述底板，且所述中空支柱的另一端远离所述底板；
所述密封垫圈设置在所述中空支柱贯穿所述底板的一端，所述密封垫圈将所述中空支柱的周向面与所述底板之间的间隙密封；
所述中空支柱，用于流通气流，以带走电池包传递至所述中空支柱上的热量。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述横梁包括拱形支架、第一半梁和第二半梁，其中，
所述拱形支架固定在所述凹槽的中间；
所述第一半梁和所述第二半梁相对的设置在所述拱形支架的两侧，所述第一半梁和所述第二半梁各有一端与所述拱形支架固定连接，所述第一半梁的另外一端和所述第二半梁的另外一端均与所述边梁框架固定连接；
所述中空支柱在所述第一半梁和所述第二半梁上均有设置。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述拱形支架包括架体和端板，其中，
所述架体朝向所述第一半梁的一侧和朝向所述第二半梁的一侧均设置有一个所述端板；
所述第一半梁和所述第二半梁各与一个所述端板固定连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一半梁的两端上和所述第二半梁两端上均设置有支撑架，所述支撑架远离所述底板的端面上固定有板座，所述板座上开设有螺纹孔。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述支撑架的中间设置有通孔。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述拱形支架、所述第一半梁和所述第二半梁均为铸造件，所述拱形支架、所述第一半梁和所述第二半梁上均设置有加强肋板。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述凹槽内固定有若干连接架。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述底板包括水冷板和连接板，其中，
所述水冷板在所述连接板的两侧各设置有两个；
所述连接板比所述水冷板薄以形成所述凹槽；
所述水冷板及所述连接板与所述边梁框架固定连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述水冷板包括纵板和流道板，其中，
所述水冷板为中空结构，且所述水冷板的两端贯通；
所述纵板沿所述水冷板的贯通方向在其内部设置有若干个，若干个所述纵板相平行，以将所述水冷板分隔出若干空腔；
所述流道板在每个所述空腔内均有设置，所述流道板呈U形弯折，所述流道板与所述空腔的顶面固定连接形成流道，所述流道板与所述纵板相互平行并间隔设置。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述底板的底面上涂覆有PVC胶。
本发明的电池包下箱体相对于现有技术具有以下有益效果：
（1）通过在底板上设置有一处凹槽，且凹槽与横梁呈十字交错设置，如此一来，在进行线束和汇流铜排布设时，线束和汇流铜排可布设在凹槽内，依靠凹槽穿过横梁，能够避免线束和铜排弯折，方便将横梁两侧电池模组进行连接，其在不影响下箱体边梁结构强度的同时，有效的降低了线束及汇流铜排的失效风险，以提高本下箱体在应用时的安全性；同时由于设置有中空支柱，其在具体安装时，一端贯穿下箱体，另一端则贯穿上箱盖，贯穿点安装密封垫圈，以将中空支柱的周向面与下箱体或上箱盖的接触点密封，如此一来，中空支柱不但可对下箱体和上箱盖进行支撑，其内部还可流通空气，在电池包内容纳腔热量传递到中空支柱上后，便会被中空支柱内流通的气流带走，起到风冷作用，提高了电池包整体散热均温性；
（2）本装置中的横梁，包括拱形支架、第一半梁和第二半梁，其可适应下箱体的内部空间大小，在三部分连接时，由于拱形支架两侧设置有端板，可先将两个半梁的一端抵持到边梁框架上，另一端再与端板进行连接，端板起到安装误差补偿作用，能够保证横梁与边梁框架形成有效连接，其次，由于横梁可拆分，各部分相较传统横梁较短，因此物料的存储较为便利；
（3）通过在第一半梁和第二半梁上设置有支撑架，其用于固定上箱盖，以对上箱盖进行支撑，且支撑架的中部设置有通孔，部分抗弯折性能好或者次要的线束可经通孔穿过进行布设，支撑架能够起到限位的作用，其不但提高了本下箱体与上箱盖的连接强度，还使得线束布设便利；
（4）通过在水冷板中设置有纵向隔板，其能够提高水冷板的结构强度，水冷板中，纵板将水冷板分隔出若干空腔，流道板与空腔顶面连接形成流道，因此，空腔能够包裹流道实现隔热的作用，以防止外部热量向电池包内传递；且由于边梁框架是固定在水冷板上，水冷板两端不受其限制，方便连接水冷总成，使得水冷管路无需经过电池包内部，进一步的优化了电池包内部空间，且可避免漏液造成电池包失效风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明的电池包下箱体的立体图；
图2为本发明的电池包下箱体的俯视图；
图3为本发明的电池包下箱体的侧视图；
图4为本发明的电池包下箱体的横梁纵剖结构图；
图5为本发明的电池包下箱体的底板纵剖结构图；
图6为本发明的电池包下箱体的底板横剖结构图；
图7为本发明的电池包下箱体的横梁结构图；
图8为本发明的电池包下箱体的拱形支架结构图；
图9为本发明的电池包下箱体的第二半梁结构图；
图10为本发明的电池包下箱体的A点结构图；
图11为本发明的电池包下箱体的B点结构图；
图中：底板1、水冷板101、纵板1011、流道板1012、空腔1013、流道1014、连接板102、边梁框架2、安装座3、凹槽4、横梁5、拱形支架501、架体5011、端板5012、第一半梁502、第二半梁503、加强肋板504、中空支柱6、密封垫圈7、支撑架8、板座801、通孔802、连接架9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在传统的电池包中，设置若干横梁和纵梁，以提高下箱体的结构强度，但也因此导致线束和汇流铜排布设不便利，横梁和纵梁交错设置还会导致电池包内部空气不流通，局部容纳腔内易温度过高，冲压成型的水冷板流道弯折，散热均温性差，不利于排出电池包内的热量，为此，本技术方案予以改良。
如图1~11所示，本发明的电池包下箱体，包括底板1、边梁框架2、安装座3、凹槽4、横梁5、中空支柱6、密封垫圈7、支撑架8和连接架9。
其中，如图1及图11所示，底板1上固定有边梁框架2；安装座3固定在边梁框架2的侧部；凹槽4设置在底板1上；横梁5固定在底板1上，且凹槽4和横梁5呈十字交错设置；
如上述结构，由于在底板1上设置有一处凹槽4，凹槽4与横梁5相互交叉设置，如此一来，在横梁5的两侧布设电池模组后，用于电池模组连接用的线束及汇流铜排可经凹槽4穿过，以将两侧电池模组进行连接，线束及汇流铜排无需弯折越过横梁5，可降低弯折失效的风险；进一步的，凹槽4内固定有若干连接架9，连接架9既可用于线束和汇流铜排固定使用，也可用于其它组件的安装使用，以提高组件稳定性。
由于电池模组连接用线束及汇流铜排是经凹槽4内穿过横梁5进行布设，其无需依靠扎带固定至边梁框架2，因此无需在边梁框架2上开孔，也就不会影响到边梁框架2的结构强度，有利于保证本下箱体的结构稳定性。
具体的，如图7所示，横梁5包括拱形支架501、第一半梁502和第二半梁503，其中，拱形支架501固定在凹槽4的中间；第一半梁502和第二半梁503相对的设置在拱形支架501的两侧，第一半梁502和第二半梁503各有一端与拱形支架501固定连接，第一半梁502的另外一端和第二半梁503的另外一端均与边梁框架2固定连接；
如上述结构，将横梁5设置为拱形支架501、第一半梁502和第二半梁503三部分，使得横梁5可拆分，其各部分较短，便于物料的存放，也便于生产拿取使用；
进一步的，如图8所示，拱形支架501包括架体5011和端板5012，其中，架体5011朝向第一半梁502的一侧和朝向第二半梁503的一侧均设置有一个端板5012；第一半梁502和第二半梁503固定在端板5012上；
上述结构的设置，主要是为了提高横梁5的安装便利性，由于边梁框架2是由多个梁焊接形成，焊接精度会有一定的浮动，因此难以保证一体式横梁的两端能够连接至边梁框架2，而本下箱体中横梁5设置为分体结构，在生产组装时，可先将第一半梁502和第二半梁503与边梁框架2进行固定连接，再将两个半梁的另一端与拱形支架501的端板5012进行连接即可，端板5012可补偿焊接造成的边梁框架2的间距误差；端板5012和两个半梁的连接结构采用常规的螺栓连接即可，第一半梁502和第二半梁503的端部开设圆孔，端板5012上开设长圆孔，如此在安装螺栓时，就具有一定的浮动量，可补偿安装误差，该种螺栓连接结构为现有技术。
如图1和图11所示，中空支柱6设置在横梁5上，中空支柱6在第一半梁502和第二半梁503上均有设置，中空支柱6的一端贯穿底板1，且中空支柱6的另一端远离底板1；密封垫圈7设置在中空支柱6贯穿底板1的一端，密封垫圈7将中空支柱6的周向面与底板1之间的间隙密封；以保证在安装上箱盖后，电池包具有良好的密封性；中空支柱6，用于流通气流，以带走电池包传递至中空支柱6上的热量。具体在安装时，中空支柱6的顶端贯穿上箱盖，结构如其与底板1的连接方式一样，如此一来，在电池包内的热量传递至中空支柱6上后，热量会被中空支柱6内的气流带走，从而解决电池包因现有水冷板结构缺陷及横梁5阻隔容纳腔导致空气不流通而造成散热均温性差的问题。
现有的电池包，虽然也设置有中空支柱，但中空支柱内用于安装连接件，例如连接杆，以提高上箱盖与下箱体的连接强度，无法实现散热功能；
在本下箱体中，是利用中空支柱6进行散热使用，同时中空支柱6如传统的中空支柱一样，也能够支撑上箱盖，由于中空支柱6不起到紧固作用，为了弥补电池包的连接结构强度，因此，如图1和图7所示，在第一半梁502的两端上和第二半梁503两端上均设置有支撑架8，支撑架8远离底板1的端面上固定有板座801，板座801上开设有螺纹孔；
如此一来，支撑架8端面上的板座801可用于连接电池包的上箱盖，以提高下箱体与上箱盖之间的连接结构强度；进一步的，如图10所示，支撑架8的中间设置有通孔802；电池模组连接用线束除了会经凹槽4布设外，部分线束也可经两侧边进行布设，此时线束可经过支撑架8中间的通孔802穿过，支撑架8能够起到对线束进行限位作用，以提高线束布设的稳固性。
在本实施例中，作为一种优选方式，如图8和图9所示，拱形支架501、第一半梁502和第二半梁503均为铸造件，拱形支架501、第一半梁502和第二半梁503上均设置有加强肋板504；
如上述结构的设置，横梁5整体采用铸造件，常规的横梁使用的铝材挤出件，强度较低，而本横梁5，具有高强度的优点，无需像传统的横梁一样布设若干根，能够提高电池包的空间利用率，且具有较高的防撞和防挤压能力。
在本实施例中，作为一种优选方式，如图5示，底板1包括水冷板101和连接板102，其中，水冷板101在连接板102的两侧各设置有两个；连接板102比水冷板101薄以形成凹槽4，水冷板101及连接板102与边梁框架2固定连接；
在传统的电池包中，下箱体的底板，是采用一体式冲压水冷铝板加热成型底护钢板组成，冲压水冷铝板安装在热成型底护钢板上，整体结构笨重；而本装置的底板1，是通过水冷板101、水冷板101、连接板102、水冷板101、水冷板101的顺序依次FSW焊接（搅拌摩擦焊）形成，不但形成了凹槽4，且整体结构轻巧；进一步的，为了提高底板1的结构强度，底板1的底面上涂覆有PVC胶，以对底板1的底面进行防护，在遭受撞击时，例如石子溅起，PVC胶可起到缓冲作用。
在本实施例中，作为一种优选方式，如图5示，水冷板101包括纵板1011和流道板1012，其中，水冷板101为中空结构，且水冷板101的两端贯通；纵板1011沿水冷板101的贯通方向在其内部设置有若干个，若干个纵板1011相平行，以将水冷板101分隔出若干空腔1013；流道板1012在每个空腔1013内均有设置，流道板1012呈U形弯折，流道板1012与空腔1013的顶面固定连接形成流道1014，流道板1012与纵板1011相互平行并间隔设置；
如上述结构的设置，使得水冷板101无需布设在下箱体的内部，而是作为下箱体的底板使用，其两端贯通，方便连接水冷总成，使得水冷管路无需经过电池包内部，进一步的优化了电池包内部空间，且可避免出现漏液造成电池包失效风险；具体在安装水冷总成时，水冷总成只与流道1014贯通，空腔1013内为空气，可起到隔热作用；由于流道板1012设置有若干个，形成了若干流道1014，流道1014相互平行，其与传统的S形弯折流道相比，具有冷却液流通性好的优点，能够快速带走热量，进一步的改善了散热均温性差的问题。
具体实施步骤：
在本装置使用过程中，将横梁5固定在底板1上，横梁5的两端与边梁框架2进行固定连接，横梁5两侧用于安装电池模组，用于连接电池模组的线束及汇流铜排则经凹槽4进行布设，部分线束也可经模组两侧沿电池包的长度方向布设，布设时，部分线束需要经过横梁5的上方，此处的线束可穿过支撑架8的通孔802进行限位。最后本下箱体需要与上箱盖进行连接，将上箱盖安装到边梁框架2上，上箱盖与边梁框架2及支撑架8的板座801通过拉卯螺栓等方式紧固连接，中空支柱6和上箱盖的连接方式，跟与底板1的连接方式相同，如此使得组成完毕后的电池包具有上下贯通的通孔，以起到风冷散热的作用；水冷板101用于连接水冷组件进行水冷使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包下箱体，其包括底板（1）、边梁框架（2）和安装座（3），其中，
所述底板（1）上固定有所述边梁框架（2）；
所述安装座（3）固定在所述边梁框架（2）的侧部；
其特征在于：还包括凹槽（4）、横梁（5）、中空支柱（6）和密封垫圈（7），其中，
所述凹槽（4）开设在所述底板（1）上；
所述横梁（5）固定在所述底板（1）上，且所述凹槽（4）和所述横梁（5）呈十字交错设置；
所述中空支柱（6）设置在所述横梁（5）上，所述中空支柱（6）的一端贯穿所述底板（1），且所述中空支柱（6）的另一端远离所述底板（1）；
所述密封垫圈（7）设置在所述中空支柱（6）贯穿所述底板（1）的一端，所述密封垫圈（7）将所述中空支柱（6）的周向面与所述底板（1）之间的间隙密封；
所述中空支柱（6），用于流通气流，以带走电池包传递至所述中空支柱（6）上的热量。
2.如权利要求1所述的电池包下箱体，其特征在于：所述横梁（5）包括拱形支架（501）、第一半梁（502）和第二半梁（503），其中，
所述拱形支架（501）固定在所述凹槽（4）的中间；
所述第一半梁（502）和所述第二半梁（503）相对的设置在所述拱形支架（501）的两侧，所述第一半梁（502）和所述第二半梁（503）各有一端与所述拱形支架（501）固定连接，所述第一半梁（502）的另外一端和所述第二半梁（503）的另外一端均与所述边梁框架（2）固定连接；
所述中空支柱（6）在所述第一半梁（502）和所述第二半梁（503）上均有设置。
3.如权利要求2所述的电池包下箱体，其特征在于：所述拱形支架（501）包括架体（5011）和端板（5012），其中，
所述架体（5011）朝向所述第一半梁（502）的一侧和朝向所述第二半梁（503）的一侧均设置有一个所述端板（5012）；
所述第一半梁（502）和所述第二半梁（503）各与一个所述端板（5012）固定连接。
4.如权利要求2所述的电池包下箱体，其特征在于：所述第一半梁（502）的两端上和所述第二半梁（503）两端上均设置有支撑架（8），所述支撑架（8）远离所述底板（1）的端面上固定有板座（801），所述板座（801）上开设有螺纹孔。
5.如权利要求4所述的电池包下箱体，其特征在于：所述支撑架（8）的中间设置有通孔（802）。
6.如权利要求2所述的电池包下箱体，其特征在于：所述拱形支架（501）、所述第一半梁（502）和所述第二半梁（503）均为铸造件，所述拱形支架（501）、所述第一半梁（502）和所述第二半梁（503）上均设置有加强肋板（504）。
7.如权利要求1所述的电池包下箱体，其特征在于：所述凹槽（4）内固定有若干连接架（9）。
8.如权利要求1所述的电池包下箱体，其特征在于：所述底板（1）包括水冷板（101）和连接板（102），其中，
所述水冷板（101）在所述连接板（102）的两侧各设置有两个；
所述连接板（102）比所述水冷板（101）薄以形成所述凹槽（4）；
所述水冷板（101）及所述连接板（102）与所述边梁框架（2）固定连接。
9.如权利要求8所述的电池包下箱体，其特征在于：所述水冷板（101）包括纵板（1011）和流道板（1012），其中，
所述水冷板（101）为中空结构，且所述水冷板（101）的两端贯通；
所述纵板（1011）沿所述水冷板（101）的贯通方向在其内部设置有若干个，若干个所述纵板（1011）相平行，以将所述水冷板（101）分隔出若干空腔（1013）；
所述流道板（1012）在每个所述空腔（1013）内均有设置，所述流道板（1012）呈U形弯折，所述流道板（1012）与所述空腔（1013）的顶面固定连接形成流道（1014），所述流道板（1012）与所述纵板（1011）相互平行并间隔设置。
10.如权利要求1所述的电池包下箱体，其特征在于：所述底板（1）的底面上涂覆有PVC胶。
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