CN116394737A - 一种高强度ctc架构的新能源汽车集成电池包箱体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，包括纵梁、横梁、液冷板和底板，所述纵梁与横梁围合构成了框体结构，所述框体结构的底部设置有底板，所述框体结构的顶部设置有液冷板，且所述液冷板构成车身地板，所述框体结构、底板和液冷板共同构成了容纳电池包的电池腔。通过将液冷板代替车身地板，能够进一步的减小电池箱的厚度和体积，能够提升电池箱体整体的集成化和轻量化程度。

Description

一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体

技术领域

本发明属于电池箱体领域，特别涉及一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体。

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，传统的电池箱体已经不能满足CTC对箱体的高要求标准。

具体的不足是：目前CTC箱体结构中，通常采用的方式是：省略电池箱上盖，通过车身地板作为电池箱的上盖，然后再向电池腔中设置液冷模组、电芯模组等，虽然其省略了电池箱上盖能够减轻集成电池箱的重量，但还能进一步的优化和改进，进一步的提升其轻量化程度。

因此，本方案提出了一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，能够进一步的提升电池箱体整体的集成化程度和轻量化程度。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，通过将液冷板代替车身地板，能够进一步的减小电池箱的厚度和体积，能够提升电池箱体整体的集成化和轻量化程度。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，包括纵梁、横梁、液冷板和底板，所述纵梁与横梁围合构成了框体结构，所述框体结构的底部设置有底板，所述框体结构的顶部设置有液冷板，且所述液冷板构成车身地板，所述框体结构、底板和液冷板共同构成了容纳电池包的电池腔。

进一步的，所述液冷板的底面为电池包安装面，且电池包通过连接结构垂挂式的设置在电池包安装面的下方。

进一步的，所述连接结构为粘胶层，所述电池包通过粘胶层设置在液冷板上。

进一步的，所述连接结构包括撑板和浮动组件，若干组所述撑板沿纵梁长度方向依次排列设置，各个电池分别设置在撑板的底部，所述撑板间隙设置在液冷板的下方，所述撑板的两端分别通过浮动组件架设在两组纵梁上，所述撑板通过浮动组件在竖向上相对于纵梁上下浮动；所述电池通过撑板和浮动组件悬空式的设置在电池腔内。

进一步的，所述浮动组件包括上浮子和下浮子，所述上浮子、下浮子分别对称设置在撑板的上、下两侧，且所述撑板通过上浮子和下浮子连接于纵梁上；所述上浮子、下浮子通过纵梁与撑板的相对位移而压缩或拉伸形变。

进一步的，所述上浮子、下浮子的结构相同，且为椭圆形截面的环状结构，所述上浮子、下浮子限制撑板在排列方向上的位置窜动，且同时扭动式的补偿所述撑板在架设方向上的位置窜动。

进一步的，所述纵梁上沿长度方向贯通开设有风冷通道。

进一步的，所述液冷板为封闭壳体结构，所述液冷板的内部包含有液冷腔，所述液冷腔内包含有若干流道板并形成液冷流道，所述流道板内撑液冷板的上、下板体。

进一步的，所述液冷流道的进、出液口位于电池腔的外部。

有益效果：本发明通过将液冷板代替车身地板，能够进一步的减小电池箱的厚度和体积，能够提升电池箱体整体的集成化和轻量化程度。并且由于液冷板为型腔结构设计，相对于用薄板作为CTC地板的现有方案，本方案通过液冷板作为车身地板，能够有更好的承载性，使得集成的电池箱体具有更高的强度。

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侧视图；

附图3为本发明的不包含横梁时的立体结构示意图；

附图4为本发明的图3中的侧视图；

附图5为本发明的局部A的结构放大示意图；

附图6为本发明的撑板的立体结构示意图；

附图7为本发明的局部B的结构放大示意图；

附图8为本发明的C-C向半剖示意图。

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4所示，一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，包括纵梁1、横梁2、液冷板3和底板4，两组所述纵梁1沿车身前后方向设置，两组横梁沿车身宽度方向设置，所述纵梁1与横梁2围合构成了框体结构，所述框体结构的底部设置有底板4，所述框体结构的顶部设置有液冷板3，且所述液冷板3也构成车身地板，所述框体结构、底板和液冷板共同构成了容纳电池包的电池腔100。通过将液冷板代替车身地板，同时液冷板也构成了电池箱的上盖，能够减少液冷板在电池箱内的占用空间，从而进一步的减小电池箱的厚度和体积，能够提升电池箱体整体的集成化和轻量化程度。并且由于液冷板为型腔结构设计，相对于用薄板作为CTC地板的现有方案，本方案通过液冷板作为车身地板，能够有更好的承载性，使得集成的电池箱体具有更高的强度。

液冷板3位置由传统靠近车身底板底面的方式改为车身地板的位置，一方面用于减小电池箱结构、厚度和重量，实现小厚度、高强度、轻量化等集成特性，另一方面，在车行驶过程中，由于液冷板3位于车的内部，有很大程度上减少了与外界气流的热交换，从而减小冷却介质的冷量损失，能有效提高冷却效率；此外，液冷板外侧贴有隔热棉，能够进一步提高电池包的保温性能。

所述液冷板3的底面为电池包安装面，用于安装电池包，且电池包通过连接结构垂挂式的设置在电池包安装面的下方，且电池包的底部间距或间隙位于底板4的上方，所述电池包的底部不接触底板4，也即底板4不受承载力，使得底板能够使用较薄较轻的材料，从而降低电池箱的重量，提升轻量化程度。底板4为钢制底薄板，相对于铝型材底板，抗石击性能更好。

本方案的连接结构的实施例包含两种：

实施例一：所述连接结构为粘胶层，所述电池包的顶部直接通过粘胶层设置在液冷板3的底面上，连接结构为导热结构胶，具有较强的粘结稳定性，且安装方式简单，电池包能够直接与液冷板接触进行热传导，快速的对电池腔内部进行降温。液冷板平面度的平整度更好，能够更好的承载电芯的重量，避免冲压钎焊冷板因为强度不够导致的承载不足塌陷的风险。

实施例二：如附图5至附图7，所述连接结构包括撑板11和浮动组件12，若干组所述撑板11沿纵梁长度方向依次排列设置，电池包包含有若干个电池，各个电池分别设置在撑板11的底部，撑板11的宽度与电池10的宽度相同或相近，撑板11的底面用于通过导热结构胶粘结电池。所述撑板11间隙设置在液冷板3的下方，提供撑板向上浮动空间，所述撑板11的两端分别通过浮动组件12架设在两组纵梁1上，所述撑板11通过浮动组件12在竖向上相对于纵梁上下浮动；所述电池通过撑板和浮动组件悬空式的设置在电池腔内。

在行驶过程中，当车身在受到颠簸而有跳跃式的振动后，电池箱、液冷板也会上下颠簸振动，而由于实施例一中电池一体式粘结在液冷板上，则电池由于其重量的原因，颠簸时有向下的惯量和运动趋势，使得部分电池容易从液冷板上脱胶，而有脱落的风险。

在实施二中，电池通过撑板浮动组件悬空在电池腔100内，在由平稳状态突然进入颠簸状态瞬时，悬空的电池由于惯性作用相对于电池箱仍保持相对静止状态，该静止态抑制车身与电池间的相对运动，从而减小车身与电池间的相对位移幅度，从而大幅度的减小电池10与撑板之间的运动趋势，进而大幅度降低电池脱胶的风险。

其中：所述浮动组件12包括上浮子13和下浮子14，所述上浮子13、下浮子14分别对称设置在撑板11的上、下两侧，且所述撑板11通过上浮子和下浮子连接于纵梁上；所述上浮子、下浮子通过纵梁与撑板的相对位移而压缩或拉伸形变，上浮子和下浮子提供撑板端部的悬浮支撑，也对撑板进行竖向的弹性缓冲，减小车身相对于电池的相对位移或位移趋势，从而防止脱胶。

所述上浮子、下浮子的结构相同，且为椭圆形截面的环状结构，且具有弹性形变能力，例如金属环、高强度的塑料环等，其长轴端为自由端，短轴两端用于分别与纵梁、撑板进行固定连接。因上浮子和下浮子为环状结构，所以所述上浮子、下浮子可以限制撑板在排列方向上的位置窜动，保证撑板在浮子轴向上的位移固定，避免相邻电池碰撞。且同时，上、下浮子还能够弹性复位式的、扭动式的补偿所述撑板在架设方向上的位置窜动，即当撑板在长度方向上位移窜动时或者撑板向下弯曲而使得上下浮子扭转时，能够使得上、下浮子在周向上相对于纵梁扭转变形，通过上下浮子的自身弹性复位作用来抑制撑板变形，并使其复位，从而降低电池下坠程度，也即极大程度的降低震动幅度，扭转支点为上/下浮子与纵梁的固定连接点。且由于其环状的特性，能够在位移补偿后进行复位。

所述上浮子、下浮子与纵梁的连接点为连接点P，所述上浮子、下浮子与撑板的连接点为Q，所述连接点P、连接点Q位于同一竖向垂线上，使得其在竖向上的起伏受力位于同一直线上，提升连接点处的连接强度，减少起伏振动时浮子变形受力时对连接点的扭距和扭力。另一方面，在撑板架设方向上有窜动时，也能够保证其复位到初始状态。

连接处均为点连接，例如焊点，减小焊接区域面积，相应的减小对浮子外周轮廓长度的占用，能够最大程度的保证上下浮子的最大变形量，保证其压缩或拉伸的最大行程。

所述纵梁1朝向电池腔的侧壁上凹设有活动槽15，且所述活动槽15长度方向与纵梁的长度方向一致，所述浮动组件12设置在活动槽15内，使得撑板11能够被架设。

所述撑板11为片状板体结构，且所述撑板上冲压有凸出的筋板110，筋板110的长度方向与撑板长度方向一致，通过筋板110能够增加撑板11的抗弯性能，避免被电池下坠拉弯。筋板110的凸出侧背离于电池10，也即撑板11的平面侧用于与电池胶接，而且，由于筋板对应于电池的一侧为填胶凹槽111，能够填充更多的胶液，从而增加胶体在撑板11上的附着面积，增大对电池的连接稳定性。

如附图2和附图4所示，所述纵梁1上沿长度方向贯通开设有风冷通道21，电池在放电过程中产生较大的热量，其与电池箱体的边框结构进行热交换，并通过行驶时产生的气流通过分离通道21进行散热。纵梁和横梁均为铝合金材质，有强度高、轻量化的优点。

所述液冷板3为封闭壳体结构，所述液冷板3的内部包含有液冷腔，所述液冷腔内包含有若干流道板31并形成液冷流道，所述流道板内撑液冷板的上、下板体。流道板31为与液冷板一体挤出成型，流道板能够用于提供更大的承载力，因为液冷板为型腔结构设计，相对于现有方式中用薄板作为CTC地板的方案，有更好的承载性能。

如附图8所示，液冷流道内还包含有若干条流道撑板34，用于进一步的增加液冷板的承载新能。

所述液冷流道的进、出液口位于电池腔的外部，进、出液口设置有液冷水嘴，液冷水嘴设计在箱体外侧，相对于水嘴设计在箱体内部的结构，通过PP管转接的方式，能有效避免液冷水嘴和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，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。

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 (9)

1.一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：包括纵梁(1)、横梁(2)、液冷板(3)和底板(4)，所述纵梁与横梁围合构成了框体结构，所述框体结构的底部设置有底板(4)，所述框体结构的顶部设置有液冷板(3)，且所述液冷板(3)构成车身地板，所述框体结构、底板和液冷板共同构成了容纳电池包的电池腔。

2.根据权利要求1所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述液冷板(3)的底面为电池包安装面，且电池包通过连接结构垂挂式的设置在电池包安装面的下方。

3.根据权利要求2所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述连接结构为粘胶层，所述电池包通过粘胶层设置在液冷板(3)上。

4.根据权利要求2所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述连接结构包括撑板(11)和浮动组件(12)，若干组所述撑板(11)沿纵梁长度方向依次排列设置，各个电池分别设置在撑板(11)的底部，所述撑板(11)间隙设置在液冷板(3)的下方，所述撑板(11)的两端分别通过浮动组件(12)架设在两组纵梁(1)上，所述撑板(11)通过浮动组件(12)在竖向上相对于纵梁上下浮动；所述电池通过撑板和浮动组件悬空式的设置在电池腔内。

5.根据权利要求4所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述浮动组件(12)包括上浮子(13)和下浮子(14)，所述上浮子(13)、下浮子(14)分别对称设置在撑板(11)的上、下两侧，且所述撑板(11)通过上浮子和下浮子连接于纵梁上；所述上浮子、下浮子通过纵梁与撑板的相对位移而压缩或拉伸形变。

6.根据权利要求5所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述上浮子、下浮子的结构相同，且为椭圆形截面的环状结构，所述上浮子、下浮子限制撑板在排列方向上的位置窜动，且同时扭动式的补偿所述撑板在架设方向上的位置窜动。

7.根据权利要求1所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述纵梁(1)上沿长度方向贯通开设有风冷通道(21)。

8.根据权利要求1所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述液冷板(3)为封闭壳体结构，所述液冷板(3)的内部包含有液冷腔，所述液冷腔内包含有若干流道板(31)并形成液冷流道，所述流道板内撑液冷板的上、下板体。

9.根据权利要求8所述的一种高强度CTC架构的新能源汽车集成电池包箱体，其特征在于：所述液冷流道的进、出液口位于电池腔的外部。

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