CN116526051A - 箱体结构及电池包 - Google Patents

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CN116526051A CN202310787185.4A CN202310787185A CN116526051A CN 116526051 A CN116526051 A CN 116526051A CN 202310787185 A CN202310787185 A CN 202310787185A CN 116526051 A CN116526051 A CN 116526051A
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Abstract

本申请提供一种箱体结构及电池包，所述箱体结构包括下箱体；上盖，盖设于下箱体，并与下箱体之间形成用于容纳电池模组的容纳腔，所述电池模组包括多个电池单元；多个横梁，间隔设置于所述下箱体的内底壁上并与所述下箱体相对的两个侧壁连接，所述多个横梁将所述下箱体分隔为多个容腔，每一所述容腔用于放置一所述电池单元，所述横梁内设有供冷却液流通的流道，电池单元的冷却面靠近流道设置，至少两个所述横梁的宽度不同，所述横梁的宽度方向为所述电池模组的长度方向。通过设置集成了加固及冷却功能的横梁对电池单元侧面进行冷却，可以在不降低电池能量密度的前提下，同时提高动力电池的结构稳定性和散热性，并且散热效果良好。

Description

箱体结构及电池包
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种箱体结构及电池包。
背景技术
为确保电池运行稳定，通常会在电池箱体内设置水冷和加固结构，以分别提高电池的散热效果和结构强度。然而，受限于传统电池结构设计缺陷，在满足散热和结构强度需求下，导致箱体整体空间利用率过低，降低电池能量密度，严重影响电池性能。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种箱体结构及电池包。
基于上述目的，本申请第一方面提供了一种箱体结构，包括：
下箱体；
上盖，盖设于所述下箱体，并与所述下箱体之间形成用于容纳电池模组的容纳腔，所述电池模组包括多个电池单元；
多个横梁，间隔设置于所述下箱体的内底壁上并与所述下箱体相对的两个侧壁连接，所述多个横梁将所述下箱体分隔为多个容腔，每一所述容腔用于放置一所述电池单元，所述横梁内设有供冷却液流通的流道，所述电池单元的冷却面靠近所述流道设置，至少两个所述横梁的宽度不同，所述横梁的宽度方向为所述电池模组的长度方向。
可选地，多个所述横梁中，第一横梁的宽度最宽，沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向，后横梁的宽度小于或等于前横梁的宽度，所述后横梁为相邻两个横梁中远离第一横梁的横梁，所述前横梁为相邻两个横梁中靠近第一横梁的横梁，所述第一横梁为与所述下箱体在电池模组宽度方向上的中轴线距离最小的横梁。
可选地，多个所述横梁中，第一横梁的宽度最宽，其他横梁的宽度沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向逐渐减小。
可选地，多个所述横梁中，第一横梁内流道的进流口横截面积最大，沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向，后横梁的进流口横截面积小于或等于前横梁的进流口横截面积。
可选地，多个所述横梁中，第一横梁内流道的进流口横截面积最大，其他横梁的进流口的横截面积沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向逐渐减小。
可选地，所述下箱体包括相对设置的第一纵梁和第二纵梁，所述第一纵梁和第二纵梁均与所述横梁连接，所述第一纵梁和所述第二纵梁内均设有流道型腔，其中一个流道型腔的一端开有进液口，另一个流道型腔的一端开有出液口，所有所述流道均与两个所述流道型腔连通，以形成供冷却液流通的通路。
可选地，沿着第一方向，后横梁的进流口横截面积大于或等于前横梁的进流口横截面积，所述后横梁为相邻两个横梁中远离进液口的横梁，所述前横梁为相邻两个横梁中靠近进液口的横梁，所述第一方向为沿着所述电池模组长度方向远离所述进液口的方向。
可选地，所述多个横梁内流道的进流口横截面积沿着第一方向逐渐增大。
可选地，所述多个横梁中，靠近所述下箱体侧壁的两个横梁均为第二横梁，所述第二横梁内设有一条所述流道，该流道靠近所述电池单元设置，和/或，所述第二横梁内还设有第一空气腔，所述第一空气腔设于所述流道远离电池单元的一侧。
可选地，所述多个横梁中，除所述第二横梁外的其他所有横梁内均设有两条所述流道，两条所述流道沿着所述电池模组的长度方向并行设置，和/或，两条所述流道之间设有第二空气腔。
可选地，所述流道型腔的四周均设有空气型腔。
可选地，所述横梁与所述第一纵梁和第二纵梁均连接，所述横梁的流道与所述第一纵梁和第二纵梁内的流道型腔均连通。
可选地，还包括中间纵梁，所述中间纵梁与多个所述横梁及所述下箱体内底壁均连接。
本申请第二方面提供了一种电池包，包括电池模组及上述第一方面任一项所述的箱体结构。
可选地，还包括电芯端板，所述电芯端板设置于所述电池单元的非冷却面上，所述电芯端板包括接触板和安装座，所述接触板与所述电池单元连接，所述安装座上设有安装通孔，所述安装通孔沿所述电池模组的高度方向贯通所述安装座。
从上面所述可以看出，本申请提供的箱体结构及电池包，在下箱体内设置多个横梁，横梁内设有供冷却液流通的流道，使得横梁不仅起到传统横梁的保护支撑箱体作用，也同样作为液冷装置使用，横梁集成了加固及冷却的功能，可以同时提高电池模组的结构稳定性和散热性；流道与电池单元的侧面导热配合，相较于传统的底面液冷，侧面液冷的方式一方面可以增大电池模组在箱体的z向高度，增大电池单元的容量，从而增大电池包的能量密度，另一方面增大了冷却面积，可以减小控温时间，同时还可以缩短到电池单元顶部的传热路径，对电池单元顶部散热起到更好的作用，有效的降低电池单元顶部区域的温度，降低电池单元顶部和底部的温度差，散热效果良好；同时，至少两个横梁的宽度不同，通过设置不同宽度的横梁，可以进一步提升整个箱体的结构稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的实施例，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为本申请实施例的箱体结构的结构示意图；
图2为本申请实施例的下箱体的爆炸示意图；
图3为本申请实施例的多个不同宽度的横梁的示意图；
图4为本申请实施例的多个横梁内部流道的第一种结构示意图；
图5为本申请实施例的多个横梁内部流道的第二种结构示意图；
图6为本申请实施例的箱体第一/第二纵梁内部的第一种结构示意图；
图7为本申请实施例的冷却液流通通道示意图；
图8为本申请实施例的箱体第一/第二纵梁内部的第二种结构示意图；
图9为本申请实施例的多个横梁内部流道的第三种结构示意图；
图10为本申请实施例的多个横梁内部流道的第四种结构示意图；
图11为本申请实施例的横梁的结构示意图；
图12为本申请实施例的下箱体内放置电池模组后的俯视图；
图13为本申请说明书附图12中N的局部放大示意图；
图14为本申请说明书附图12中M的局部放大示意图；
图15为本申请实施例的电池包的结构示意图；
图16为本申请实施例的电池单元安装电芯端板后的结构示意图；
图17为本申请实施例的电芯端板的结构示意图。
图中，1、下箱体；11、第一纵梁；111、进液嘴；112、出液口；113、进液口；115、流道型腔；116、空气型腔；1161、子型腔；12、箱体第一端板；13、第二纵梁；131、出液嘴；14、箱体第二端板；15、绝缘条；2、上盖；3、电池模组；31、电池单元；4、横梁；40、流道；401、子流道；41、第一横梁；42、第二横梁；43、A横梁；44、B横梁；45、C横梁；46、D横梁；461、第二空气腔；47、E横梁；48、F横梁；49、G横梁；491、第一空气腔；5、中间纵梁；6、隔热垫；7、加强件；8、电芯端板；81、接触板；82、安装座；821、安装通孔。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
随着动力电池的广泛应用，其性能稳定一直是研发人员所致力于追求的，包括电池的结构稳定性和散热性等。
为了提高电池的散热性，一般需要设计散热结构，对电池内的多个电芯进行快速的散热降温。目前在电池的热管理系统设计中，主要使用空气冷却、风冷及液冷等三种方式进行电芯的散热。其中，空气冷却以空气作为介质进行热交换，通过空气的流通对发热的锂电池组进行降温处理，其结构设计简单、成本较低，但是其散热效率低，也无法适应大功率充放电冷却。风冷系统的结构设计简单、可快速将有害气体带走且成本较低，但是在电池的温度控制方面比较随机，可能使电池包的温度处于一种极端的环境，从而影响电池的性能和寿命。液冷相对来说散热更加的可控和均匀，电芯温差小，可以更好的保证电池系统稳定性和寿命同时也能满足大功率的充放电散热要求。
现有的液冷系统大多布置在电池底部，但是电池的最高温度一般发生于电池的极柱位置，而现在主流的底部液冷方案的冷却路径需要从电芯底部传导到电芯顶部，以致冷却路径会很长，容易造成电芯底部和电芯顶部之间的温差较大，导致电芯温度不均衡。
对动力电池结构稳定性的改进，通常是在电池组的箱体内部设置加强筋等结构，提高其内部抗压能力，保证结构不易形变。但是，由于箱体内部各个位置的强度不同，仅简单地在箱体内部设置加强筋无法对箱体各个部位进行有效地加固，以致整个箱体的结构稳定性提升效果不够显著。
通常，为了同时提高动力电池的结构稳定性和散热性，需要同时在电池组箱体内分别设置加强筋结构及液冷结构，但是，对于空间有限的电池组箱体而言，分别设置加强筋结构及液冷结构势必会导致留给电池组的空间变少，进而导致电池能量密度降低。
基于此，本申请提供了一种箱体结构及电池包，通过设置集成了加固及冷却功能的横梁对电池单元侧面进行冷却，可以在不降低电池能量密度的前提下，同时提高动力电池的结构稳定性和散热性，并且散热效果良好。
具体地，参见图1和图2，本申请第一方面提供了一种箱体结构，包括：
下箱体1；
上盖2，盖设于所述下箱体1，并与所述下箱体1之间形成用于容纳电池模组3的容纳腔，所述电池模组3包括多个电池单元31；
多个横梁4，间隔设置于所述下箱体1的内底壁上并与所述下箱体相对的两个侧壁连接，所述多个横梁4将所述下箱体1分隔为多个容腔，每一所述容腔用于放置一所述电池单元31，所述横梁4内设有供冷却液流通的流道40，所述电池单元31的冷却面靠近所述流道40设置，至少两个所述横梁4的宽度不同，所述横梁4的宽度方向为所述电池模组3的长度方向。
具体地，所述下箱体1可以为一端开口的空心结构，所述下箱体1包括底板，及位于底板顶部且依次连接的第一纵梁11、箱体第一端板12、第二纵梁13和箱体第二端板14，所述底板、第一纵梁11、箱体第一端板12、第二纵梁13和箱体第二端板14合围形成所述一端开口的空心结构。
所述上盖2可以为板状结构，也可以为一端开口的空心结构，所述上盖2与下箱体1之间相互盖合，共同限定出用于容纳电池模组3的容纳腔，上盖2与下箱体1的连接方式可为但不限于螺栓连接、卡接、铆接、焊接等。
所述下箱体1与上盖2之间形成的容纳腔用于容纳电池模组3，所述电池模组3包括多个电池单元31，多个电池单元31之间可直接串联或并联或混联在一起。电池单元31的形状可以为圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，在此不做具体限定。每个电池单元31可包括多个电芯。
多个横梁4间隔设置于所述下箱体1的内底壁上并与所述下箱体相对的两个侧壁第一纵梁11和第二纵梁13连接，具体地，所述横梁4与所述下箱体1内底壁及侧壁的连接方式可以为螺栓连接、卡接、铆接、焊接等。本实施例中，为了进一步提升整个箱体的结构稳定性，所述横梁4与所述下箱体1内底壁及侧壁均焊接。
所述横梁4为具有一定强度和刚度的材料制成，例如，横梁4可以由铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等材料制成，当然，横梁4的材料也可选取具有一定强度的塑料件等，本申请对此不作具体限定。
一个电池单元31包括四个侧面，其中相对的两个侧面为冷却面，冷却面靠近横梁4设置，以实现冷却面与横梁4内部流道40的热量交换，电池单元31其余的两个侧面为非冷却面。
所述多个横梁4将所述下箱体1分隔为多个容腔，每一所述容腔用于放置一所述电池单元31，所述横梁4内设有供冷却液流通的流道40，所述流道40与所述电池单元31的冷却面靠近，使得流道40与电池单元31的冷却面之间可以发生热量传递，以对电池单元31进行冷却或升温。
相较于传统的底面液冷，侧面液冷的方式一方面可以增大电池模组3在箱体的z向高度，增大电池单元31的容量，从而增大电池包的能量密度，另一方面增大了冷却面积，可以减小控温时间，增长了电池单元31的使用寿命，同时还可以缩短到电池单元31顶部的传热路径，对电池单元31顶部散热起到更好的作用，有效的降低电池单元31顶部区域的温度，降低电池单元31顶部和底部的温度差，散热效果良好。另外，将横梁4布置在电池单元31的两侧，降低了在温度采集时，汇流排温度场对电池单元31顶部产生温度偏差的影响，为电池控制系统对电池管理提供更准确的依据。
并且，本申请中，每一所述容腔用于放置一所述电池单元31，即，一个电池单元31的两个冷却面均与对应的横梁4内的流道40导热配合，使得两个流道40可以同时对一个电池单元31的两个冷却面起到冷却的作用，进一步提升电池单元31的散热效果。
流道40与电池单元31的冷却面靠近，即流道40与电池单元31之间的热量可在两者之间进行传递，流道40外壁即横梁4可以与电池单元31的侧面直接接触，以实现直接换热，也可以在横梁4与电池单元31侧面之间设置导热结构（例如导热胶、导热垫片等），以实现间接换热，只要能实现流道40与电池单元31之间的热量传递即可。
所述多个横梁4中，至少两个所述横梁4的宽度不同，所述横梁4的宽度方向为所述电池模组3的长度方向（图2中A所示的方向）。具体地，所述多个横梁4中，可以仅有部分横梁4的宽度不同，其他横梁4的宽度均相同；也可以是所有的横梁4的宽度均不相同，具体实施时，设置其中几个横梁4的宽度不同依据实际需求进行设定，在此不做限定。
由于不同宽度的横梁4所起到的支撑及加固作用不同，宽度较宽的横梁4起到的加固作用较强，而宽度较窄的横梁4起到的加固作用较弱。因此，具体实施时，可以针对箱体内不同部位的强度差异来合理设置对应的横梁4的宽度。示例性地，在箱体内强度较弱的位置，设置宽度较宽的横梁4，以起到较强的加固作用，同时，在箱体内强度较强的位置，设置宽度较窄的横梁4，以起到较弱的加固作用，如此可以对箱体内具有强度差异的各个部位均进行合理强度的支撑，以使得整个箱体结构的各个部位均可以得到足够的支撑加固，进而显著且均衡地提高整个箱体结构的结构稳定性。
同时，设置不同宽度的横梁4，使得不同宽度的横梁4内的流道40宽度也可以不同，通过对流道40宽度的调节，可以对流入横梁4内部流道40内的冷却液的流量进行调控，进一步提升电池模组3的散热性。示例性地，在电池模组3内，某些位置处的电池单元31散热效果很差，那么可以将这些位置处的电池单元31两侧的横梁4内的流道40宽度设置的较宽，以使得较大流量的冷却液可以进入该流道40，以对这些位置处的电池单元31进行高效的冷却。
本申请中，通过设置集成了加固及冷却功能的横梁4对电池单元31侧面进行冷却，可以在不降低电池能量密度的前提下，同时提高动力电池的结构稳定性和散热性，并且散热效果良好。
在一些实施例中，继续参见图2和图3，多个所述横梁4中，第一横梁41的宽度最宽，沿着从第一横梁41向下箱体1侧壁的方向，后横梁的宽度小于或等于前横梁的宽度，所述后横梁为相邻两个横梁4中远离第一横梁41的横梁，所述前横梁为相邻两个横梁中靠近第一横梁41的横梁，所述第一横梁41为与所述下箱体1在电池模组3宽度方向上的中轴线距离最小的横梁。
具体地，多个所述横梁4中，第一横梁41也就是与所述下箱体1在电池模组3宽度方向（即图2中D所示的方向）上的中轴线（即图2中P所示的方向）距离最小的横梁（也就是位于下箱体1中间位置的横梁4）的宽度最宽，沿着从第一横梁41向下箱体1侧壁的方向（即从第一横梁41向箱体第一端板12的方向，或从第一横梁41向箱体第二端板14的方向，也就是从下箱体1的中间向两边的方向），后横梁的宽度小于或等于前横梁的宽度，也就是说，后横梁的宽度可以小于前横梁的宽度，也可以等于前横梁的宽度。即，第一横梁41的宽度最宽，从下箱体1的中间向两边的方向上，其他横梁的宽度逐渐减小或者个别两个横梁的宽度保持不变。如此设置，更能够提升整个箱体结构的结构稳定性。这是因为，箱体中间位置的结构强度较弱，而箱体侧边的位置结构强度较强，因此，在箱体内强度较弱的中间位置，设置宽度最宽的第一横梁41，以起到较强的加固作用，同时，在箱体内强度较强的靠近下箱体1侧边的位置，设置宽度较窄的横梁4，以起到较弱的加固作用，如此可以对箱体内具有强度差异的各个部位均进行合理强度的支撑，以使得整个箱体结构的各个部位均可以被支撑加固，进而良好且均衡地提高整个箱体结构的结构稳定性。
优选地，多个所述横梁4中，第一横梁41的宽度最宽，其他横梁4的宽度沿着从第一横梁41向下箱体1侧壁的方向逐渐减小，如此使得整个箱体结构的各个部位均可以被良好地支撑加固，进而显著且均衡地提高整个箱体结构的结构稳定性。
更优选地，以第一横梁41为对称轴，其他横梁4中，以第一横梁41为对称轴对称的两个横梁4的宽度相同。如此使得对称的两个横梁4可以对下箱体1对称的位置起到基本相同的支撑作用，进而均衡地提高整个箱体结构的结构稳定性。
示例性的，假设设有七个横梁4，如图3所示，七个横梁4依次称为A横梁43、B横梁44、C横梁45、D横梁46、E横梁47、F横梁48、G横梁49，其中，D横梁46是与所述下箱体1在电池模组3宽度方向上的中轴线距离最小的横梁，即D横梁46为第一横梁41。
所述多个横梁4中，A横梁43、B横梁44、C横梁45、D横梁46、E横梁47、F横梁48、G横梁49的宽度WA、WB、WC、WD、WE、WF、WG中，WD＞WE≥WF≥WG且WD＞WC≥WB≥WA。优选地，WD＞WE＞WF＞WG且WD＞WC＞WB＞WA。更优选地，WA=WG<WB=WF<WC=WE<WD。
在一些实施例中，多个所述横梁4中，第一横梁41内流道40的进流口横截面积最大，沿着从第一横梁41向下箱体侧壁的方向，后横梁的进流口横截面积小于或等于前横梁的进流口横截面积。
具体地，如此设置，使得各个横梁4内的流道40的进流口横截面积的大小与横梁4宽度对应，可以在提高箱体结构的前提下，尽可能增大横梁4内流道40的面积，提升换热效果，同时利于实际制作工艺。
优选地，多个所述横梁4中，第一横梁41内流道的进流口横截面积最大，其他横梁4的进流口的横截面积沿着从第一横梁41向下箱体1侧壁的方向逐渐减小，如此可以使得各个横梁4内的流道40的进流口横截面积的大小与横梁4宽度良好适配，利于实际制作工艺。
更优选地，以第一横梁41为对称轴，其他横梁4中，以第一横梁41为对称轴对称的两个横梁4内的流道40的进流口横截面积相同，如此在实际制作工艺中，以第一横梁41为对称轴对称的两个横梁4可以采用相同的模具制作，简化制作工艺，节约制作成本。
在一些实施例中，继续参见图2，所述多个横梁4中，靠近所述下箱体1侧壁的两个横梁4均为第二横梁42，所述第二横梁42内设有一条所述流道40，该流道40远离所述下箱体1的侧壁设置，和/或，所述第二横梁42内还设有第一空气腔491，所述第一空气腔491靠近所述下箱体1的侧壁设置。
具体地，参见图4，靠近所述下箱体1侧壁的两个横梁4即A横梁43和G横梁49均为第二横梁42，所述第二横梁42内设有一条所述流道40，该流道40靠近对应的电池单元31设置。这是由于，由于第二横梁42靠近下箱体1侧壁设置，也就是说，第二横梁42仅是远离下箱体1侧壁的一侧才需与电池单元31的冷却面靠近，因此本申请中，第二横梁42内仅设置一条所述流道40，该流道40远离所述下箱体1的侧壁设置，使得该流道40可以更好地与对应的电池单元31进行热量交换，提高对电池单元31的冷却效果。
可选地，为了满足第二横梁42的宽度需求，若第二横梁42内除了流道40外还有多余的空间，那么可在多余的空间内设置第一空气腔491，第一空气腔491靠近所述下箱体1的侧壁设置，起到保温隔热的作用，进一步提高冷却效果。同样，第二横梁42内的流道40及第二空气腔461采用挤压一次成型。
示例性地，继续参见图9，图9中A横梁43和G横梁49内均设有一条流道40，并且，A横梁43和G横梁49内还设有第一空气腔491，第一空气腔491靠近所述下箱体1的侧壁设置。
本申请中，流道40的设置一方面提高了流道40与电池单元31的热量交换的效果，提高对电池单元31的冷却效果，另一方面使得流道40的进流口横截面积符合设计需求；第一空气腔491的设置，一方面使得横梁4的宽度可以符合设计需求，另一方面起到保温隔热的作用，提升冷却效果。
在一些实施例中，继续参见图2，多个所述横梁4中，除所述第二横梁42外的其他所有横梁4内均设有两条所述流道40，两条所述流道40沿着所述电池模组3的长度方向并行设置，和/或，两条所述流道40之间设有第二空气腔461。
具体地，继续参见图4，除靠近所述下箱体1侧壁的两个横梁4之外的其他横梁4内均设有两条所述流道40，两条所述流道40沿着所述电池模组3的长度方向并行设置。这是由于，这些横梁4的两侧均与对应的电池单元31的冷却面进行热量交换，因此本申请中，在这些横梁4内设置两条并行的流道40，使得每一条流道40对应一电池单元31，流道40对各个电池单元31的冷却效果均良好，提高冷却效果。
可选地，为了满足横梁4的宽度需求，若某个横梁4内除了两条流道40外还有多余的空间，那么可在多余的空间内设置第二空气腔461，第二空气腔461位于两条所述流道40之间，起到保温隔热的作用，进一步提高冷却效果。同样，横梁4内的两条流道40及第二空气腔461采用挤压一次成型。
示例性地，继续参见图4，图4中除了A横梁43和G横梁49之外的其他横梁B横梁44、C横梁45、D横梁46、E横梁47、F横梁48内均设有两条流道40，其中，C横梁45、D横梁46和E横梁47内还设有第二空气腔461。
本申请中，两条流道40的设置一方面提高了流道40与电池单元31的冷却效果，另一方面使得流道40的进流口横截面积符合设计需求；第二空气腔461的设置，一方面使得横梁4的宽度可以符合设计需求，另一方面起到保温隔热的作用，提升散热效果。
可选地，为了保证第一空气腔491和/或第二空气腔461的密封性，可在横梁4的两端设置凹槽来安装型腔堵板，以提高第一空气腔491和/或第二空气腔461的密封性。
在一些实施例中，参见图5，为了提高横梁4的结构稳定性，所述横梁4内的流道40可包括多个子流道401，多个子流道401的进流口连通，多个子流道401沿着所述电池模组3的高度方向（即图2中的C所示的方向）并行设置。
在一些实施例中，参见图2和图6，所述下箱体1包括相对设置的第一纵梁11和第二纵梁13，所述第一纵梁11和第二纵梁13均与所述横梁4连接，所述第一纵梁11和所述第二纵梁13内均设有流道型腔115，其中一个流道型腔115的一端开有进液口113，另一个流道型腔115的一端开有出液口112，所有所述流道40均与两个所述流道型腔115连通，以形成供冷却液流通的通路。
具体地，参见图7，示例性地，所述第一纵梁11开有进液口113，进液口113可以与进液嘴111连接，所述第二纵梁13开有出液口112，出液口112可以与出液嘴131连接。具体实施时，冷却液依次经过进液嘴111、进液口113后进入第一纵梁11内的流道型腔115内。然后，冷却液从该流道型腔115依次流入与其连通的各个流道40内，依次流经各个流道40后从流道40的出流口流出，流出的冷却液均流入第二纵梁13的流道型腔115内，然后继续从该流道型腔115流至出液口112，最后从出液嘴131排出，因此，进液口113、第一纵梁11内的流道型腔115、各个流道40、第二纵梁13内的流道型腔115、出液口112形成供冷却液流通的通路。
本申请中，充分利用了下箱体1的两个侧壁作为了冷却液流道，在满足箱体的结构稳定性的前提下，合理利用了现有结构的空间，大大减少了冷却液流道对箱体内部空间的占用，提升了箱体内可容纳电池模组3的空间，进而提升了电池模组3的能量密度。
同时，各个流道40均与两端的流道型腔115连通，使得从流道型腔115进入的冷却液可以快速地流入各个流道40内，以快速地对各个电池单元31进行冷却降温，提升电池单元31的散热效率，缩短散热时间。
在一些实施例中，继续参见图6，所述流道型腔115的四周均设有空气型腔116，所述横梁4与所述第一纵梁11和第二纵梁13均连接，所述横梁4的流道40与所述第一纵梁11和第二纵梁13内的流道型腔115均连通。
具体地，所述第一纵梁11和第二纵梁13均利用挤压一次成型多个型腔（流道型腔115和位于流道型腔115四周的空气型腔116），挤压一次成型形成流道型腔115及空气型腔116时无需设置分割件，操作简便。
由于空气的传热系数为0.0267W/m2×K，铝型材金属的传热系数为237W/m2×K，可知空气的传热系数远低于金属的传热系数，因此在流道型腔115的四周设置空气型腔116，空气型腔116可以起到保温隔热的作用，避免冷却液在流道型腔115内流动时对电池单元31靠近流道型腔115一侧的温度产生较大影响，导致整个电池单元31产生温度差，不利于电池管理系统对电池温度进行采集和监测。
同时，第一纵梁11和第二纵梁13中间位置的流道型腔115为供冷却液流通的液冷通道，流道型腔115四周的空气型腔116为非液冷通道，非液冷通道的通道壁可以适当向内变形，吸收电池单元31的膨胀，避免电池受到挤压而导致损坏，同时空气型腔116内的空气可以充当隔热垫的效果。
可选地，参见图8，所述空气型腔116可以包括多个子型腔1161，多个子型腔1161均为挤压一次成型。多个子型腔1161的设置，除了可以起到保温隔热的作用，还可以进一步提升第一纵梁11和第二纵梁13的结构稳定性，进而提高整个箱体结构的结构稳定性。
在一些实施例中，参见图9，沿着第一方向，后横梁的进流口横截面积大于或等于前横梁的进流口横截面积，所述后横梁为相邻两个横梁4中远离进液口113的横梁4，所述前横梁为相邻两个横梁4中靠近进液口113的横梁4，所述第一方向为沿着所述电池模组3长度方向远离所述进液口113的方向。
具体地，所述流道40包括进流口和出流口，所述进流口与开设进液口113的流道型腔115连通，所述出流口与开设出液口112的流道型腔115连通。
沿着第一方向（即所述电池模组3长度方向远离所述进液口113的方向，即图2中B所示的方向），后横梁的进流口横截面积大于或等于前横梁的进流口横截面积，即，距离所述进液口113距离最近的横梁4内流道40的进流口的横截面积最小，距离所述进液口113距离最远的横梁4内流道40的进流口的横截面积最大。其他相邻两个横梁4中，后横梁的进流口横截面积可以大于前横梁的进流口横截面积，也可以等于前横梁的进流口横截面积。在各个横梁4高度和长度相同的前提下，进流口的横截面积越大，说明流道40内的容积越大，可容冷却液流动的体积越大。如此设置，是由于冷却液从进液口113进入流道型腔115后再进入各个横梁4内的流道40，由于水流、空气的阻力及流经途径的影响，在横截面积相同的情况下，距离进液口113越远的流道40内流入的冷却液的流量越小，这样不利于对应的电池单元31的散热，因此，本申请中，后横梁的进流口横截面积大于或等于前横梁的进流口横截面积，可以尽可能使得分配进入到每一分支流道40内的冷却液的流量均衡，以对各个电池单元31均匀地冷却。
优选地，所述多个横梁4内流道40的进流口的横截面积沿着第一方向逐渐增大，如此使得距离进液口113越远的流道40的进流口的横截面积越大，相应地，距离进液口113越近的流道40的进流口的横截面积越小，如此可以保证分配进入到每一分支流道40内的冷却液的流量均衡，更好地对各个电池单元31均匀地冷却。
示例性的，假设设有七个横梁4，如图9所示，七个横梁4依次称为A横梁43、B横梁44、C横梁45、D横梁46、E横梁47、F横梁48、G横梁49，其中，G横梁49靠近所述进液口113设置，那么A横梁43、B横梁44、C横梁45、D横梁46、E横梁47、F横梁48、G横梁49进流口的横截面积SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG可以符合条件：SA≥SB≥SC≥SD≥SE≥SF＞SG，优选地，SA＞SB＞SC＞SD＞SE＞SF＞SG。
在一些实施例中，所述多个横梁4中，靠近所述下箱体1侧壁的两个横梁4均为第二横梁42，所述第二横梁42内设有一条所述流道40，该流道40靠近所述电池单元31设置，和/或，所述第二横梁42内还设有第一空气腔491，所述第一空气腔491设于所述流道40远离电池单元31的一侧。
具体地，继续参见图9，靠近所述下箱体1侧壁的两个横梁4即A横梁43和G横梁49均为第二横梁42，所述第二横梁42内设有一条所述流道40，该流道40远离所述下箱体1的侧壁设置。这是由于，由于第二横梁42靠近下箱体1侧壁设置，也就是说，第二横梁42仅是远离下箱体1侧壁的一侧才需与电池单元31的冷却面靠近，因此本申请中，第二横梁42内仅设置一条所述流道40，该流道40远离所述下箱体1的侧壁设置，使得该流道40可以更好地与对应的电池单元31进行热量交换，提高对电池单元31的冷却效果。
可选地，为了满足第二横梁42的宽度需求，若第二横梁42内除了流道40外还有多余的空间，那么可在多余的空间内设置第一空气腔491，第一空气腔491靠近所述下箱体1的侧壁设置，起到保温隔热的作用，进一步提高冷却效果。同样，第二横梁42内的流道40及第二空气腔461采用挤压一次成型。
示例性地，继续参见图9，图9中A横梁43和G横梁49内均设有一条流道40，其中，G横梁49内还设有第一空气腔491，第一空气腔491靠近所述下箱体1的侧壁设置。
本申请中，流道40的设置一方面提高了流道40与电池单元31的热量交换的效果，提高对电池单元31的冷却效果，另一方面使得流道40的进流口横截面积符合设计需求；第一空气腔491的设置，一方面使得横梁4的宽度可以符合设计需求，另一方面起到保温隔热的作用，提升冷却效果。
在一些实施例中，继续参见图9，多个所述横梁4中，除所述第二横梁42外的其他所有横梁4内均设有两条所述流道40，两条所述流道40沿着所述电池模组3的长度方向并行设置，和/或，两条所述流道40之间设有第二空气腔461。
具体地，继续参见图9，除靠近所述下箱体1侧壁的两个横梁4之外的其他横梁4内均设有两条所述流道40，两条所述流道40沿着所述电池模组3的长度方向并行设置。这是由于，这些横梁4的两侧均与对应的电池单元31的冷却面进行热量交换，因此本申请中，在这些横梁4内设置两条并行的流道40，使得每一条流道40对应一电池单元31，流道40对各个电池单元31的冷却效果均良好，提高冷却效果。
可选地，为了满足横梁4的宽度需求，若某个横梁4内除了两条流道40外还有多余的空间，那么可在多余的空间内设置第二空气腔461，第二空气腔461位于两条所述流道40之间，起到保温隔热的作用，进一步提高冷却效果。同样，横梁4内的两条流道40及第二空气腔461采用挤压一次成型。
示例性地，继续参见图9，图9中除了A横梁43和G横梁49之外的其他横梁B横梁44、C横梁45、D横梁46、E横梁47、F横梁48内均设有两条流道40，其中，D横梁46和E横梁47内还设有第二空气腔461。
本申请中，两条流道40的设置一方面提高了流道40与电池单元31的冷却效果，另一方面使得流道40的进流口横截面积符合设计需求；第二空气腔461的设置，一方面使得横梁4的宽度可以符合设计需求，另一方面起到保温隔热的作用，提升散热效果。
可选地，为了保证第一空气腔491和/或第二空气腔461的密封性，可在横梁4的两端设置凹槽来安装型腔堵板，以提高第一空气腔491和/或第二空气腔461的密封性。
在一些实施例中，继续参见图10，为了提高横梁4的结构稳定性，所述横梁4内的流道40可包括多个子流道401，多个子流道401的进流口连通，多个子流道401沿着所述电池模组3的高度方向（即图2中的C所示的方向）并行设置。
在一些实施例中，继续参见图1和图2，还包括中间纵梁5，所述中间纵梁5沿着所述电池模组3的长度方向设置，所述中间纵梁5与多个所述横梁4及所述下箱体1内底壁均连接，多个所述横梁4和所述中间纵梁5将所述下箱体1分隔为多个所述容腔。
具体地，所述中间纵梁5的设置，进一步提升了整个箱体结构的结构稳定性质。示例性地，所述中间纵梁5与多个所述横梁4的交叉位置呈十字形，方便电池单元31放入容腔内。
可选地，中间纵梁5与横梁4之间、中间纵梁5与下箱体1的内底壁之间均采用焊接的方式连接，以提升整个箱体的结构稳定性。
如图11所示，在横梁4及中间纵梁5底部两侧均进行凹槽设计，为焊接的位置留下焊缝空间，以防止因焊缝影响电池单元31的放置。
在一些实施例中，横梁4与下箱体1的第一纵梁11和第二纵梁13同样采用焊接的方式进行连接，为保证流道40的密封，横梁4穿过第一纵梁11和第二纵梁13的空气型腔116后伸入流道型腔115内，横梁4的流道40的进流口端面与流道型腔115内壁相合使其连通，将横梁4的两端直接与第一纵梁11和第二纵梁13的流道型腔115的外壁进行四周焊接，从而保证了冷却液的流动的密封性，冷却液不会进入到第一纵梁11和第二纵梁13靠近电池单元31的空气型腔116中。横梁4的两端顶部及底部切割部分材料，方便焊接时操作。
在一些实施例中，参见图12、图13至图14，横梁4与第一纵梁11、第二纵梁13及中间纵梁5的焊接位置处，通过设置加强件7进行焊接加强，进一步提高结构稳定性。
参见图15，本申请第二方面提供了一种电池包，包括电池模组3及上述第一方面任一项所述的箱体结构。
具体地，参见图2，在容腔的底部贴两条绝缘条15，将电池单元31放置在绝缘条15上，绝缘条15起到绝缘与支撑电池单元31的作用。在两条绝缘条15的中间空隙位置打绝缘结构胶，当电池单元31放入下箱体1时，底部的绝缘结构胶会被挤压溢出，观察结构胶溢出状态从而可以判断电池单元31是否放置到正确的位置。
在每个电池单元31侧面与横梁4之间的间隙内设置导热结构胶层。可选地，将横梁4靠近电池单元31的两个侧面的顶部分别设置成斜面，方便在电池单元31入箱后，在电池单元31侧面与横梁4之间打导热结构胶，导热结构胶层可以起到导热作用和增加粘接强度作用。
下箱体1与电池单元31底部之间设置隔热绝缘结构胶层，隔热绝缘结构胶层可以起到电池单元31与下箱体1内底壁的保温隔热作用和增加粘接强度的作用。下箱体1的底板、横梁4及箱体第一端板12和箱体第二端板14的非电池单元31接触面均喷涂保温层，以提高保温性能。
在一些实施例中，参见图16和图17，还包括电芯端板8，所述电芯端板8设置于所述电池单元31的非冷却面上，所述电芯端板8包括接触板81和安装座82，所述接触板81与所述电池单元31连接，所述安装座82上设有安装通孔821，所述安装通孔821沿所述电池模组3的高度方向贯通所述安装座82。
具体地，所述电芯端板8设置于所述电池单元31不与所述横梁4导热配合的两个侧面上，即对于一个电池单元31来说，其中两个冷却面均与所述横梁4靠近，剩余的两个非冷却面上均设置所述电芯端板8，所述电芯端板8包括接触板81和安装座82，所述接触板81与所述电池单元31的侧面连接，所述安装座82与所述下箱体1内侧壁和/或中间纵梁5接触。
所述安装座82上设有安装通孔821，所述安装通孔821沿所述电池模组3的高度方向（即图2中C所示的方向）贯通所述安装座82，可以用于电池单元31入箱时，方便吊钩将电池单元31吊装放入箱体。
电芯端板8底部靠近下箱体1的顶角设置成倒角或圆角结构，可以保证电池单元31在入箱时顺利进入。电芯端板8的宽度比电池单元31宽度更宽，使得电芯端板8的两侧可以与电池单元31两侧的横梁4接触，起到电池单元31入箱时的定位功能。其中，电芯端板8的宽度方向及电池单元31宽度方向均为图2中A的所示的方向（即电池模组3的长度方向）。
可选地，每个电池单元31包括多个电芯，相邻两个电芯之间及电芯与电芯端板8之间均设置隔热垫6，可以降低起火时对其他电芯的危害，起到防止热蔓延的效果。
综上，本申请中，通过设置集成了加固及冷却功能的横梁4对电池单元31侧面进行冷却，可以在不降低电池能量密度的前提下，同时提高动力电池的结构稳定性和散热性，并且散热效果良好。
需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种箱体结构，其特征在于，包括：
下箱体；
上盖，盖设于所述下箱体，并与所述下箱体之间形成用于容纳电池模组的容纳腔，所述电池模组包括多个电池单元；
多个横梁，间隔设置于所述下箱体的内底壁上并与所述下箱体相对的两个侧壁连接，所述多个横梁将所述下箱体分隔为多个容腔，每一所述容腔用于放置一所述电池单元，所述横梁内设有供冷却液流通的流道，所述电池单元的冷却面靠近所述流道设置，至少两个所述横梁的宽度不同，所述横梁的宽度方向为所述电池模组的长度方向。
2.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，多个所述横梁中，第一横梁的宽度最宽，沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向，后横梁的宽度小于或等于前横梁的宽度，所述后横梁为相邻两个横梁中远离第一横梁的横梁，所述前横梁为相邻两个横梁中靠近第一横梁的横梁，所述第一横梁为与所述下箱体在电池模组宽度方向上的中轴线距离最小的横梁。
3.根据权利要求2所述的箱体结构，其特征在于，多个所述横梁中，第一横梁的宽度最宽，其他横梁的宽度沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的箱体结构，其特征在于，多个所述横梁中，第一横梁内流道的进流口横截面积最大，沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向，后横梁的进流口横截面积小于或等于前横梁的进流口横截面积。
5.根据权利要求4所述的箱体结构，其特征在于，多个所述横梁中，第一横梁内流道的进流口横截面积最大，其他横梁的进流口的横截面积沿着从第一横梁向下箱体侧壁的方向逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，所述下箱体包括相对设置的第一纵梁和第二纵梁，所述第一纵梁和第二纵梁均与所述横梁连接，所述第一纵梁和所述第二纵梁内均设有流道型腔，其中一个流道型腔的一端开有进液口，另一个流道型腔的一端开有出液口，所有所述流道均与两个所述流道型腔连通，以形成供冷却液流通的通路。
7.根据权利要求6所述的箱体结构，其特征在于，沿着第一方向，后横梁的进流口横截面积大于或等于前横梁的进流口横截面积，所述后横梁为相邻两个横梁中远离进液口的横梁，所述前横梁为相邻两个横梁中靠近进液口的横梁，所述第一方向为沿着所述电池模组长度方向远离所述进液口的方向。
8.根据权利要求7所述的箱体结构，其特征在于，所述多个横梁内流道的进流口横截面积沿着第一方向逐渐增大。
9.根据权利要求1~8任一项所述的箱体结构，其特征在于，所述多个横梁中，靠近所述下箱体侧壁的两个横梁均为第二横梁，所述第二横梁内设有一条所述流道，该流道靠近所述电池单元设置，和/或，所述第二横梁内还设有第一空气腔，所述第一空气腔设于所述流道远离电池单元的一侧。
10.根据权利要求9所述的箱体结构，其特征在于，所述多个横梁中，除所述第二横梁外的其他所有横梁内均设有两条所述流道，两条所述流道沿着所述电池模组的长度方向并行设置，和/或，两条所述流道之间设有第二空气腔。
11.根据权利要求6所述的箱体结构，其特征在于，所述流道型腔的四周均设有空气型腔。
12.根据权利要求11所述的箱体结构，其特征在于，所述横梁与所述第一纵梁和第二纵梁均连接，所述横梁的流道与所述第一纵梁和第二纵梁内的流道型腔均连通。
13.根据权利要求1所述的箱体结构，其特征在于，还包括中间纵梁，所述中间纵梁与多个所述横梁及所述下箱体内底壁均连接。
14.一种电池包，其特征在于，包括电池模组及权利要求1~13任一项所述的箱体结构。
15.根据权利要求14所述的电池包，其特征在于，还包括电芯端板，所述电芯端板设置于所述电池单元的非冷却面上，所述电芯端板包括接触板和安装座，所述接触板与所述电池单元连接，所述安装座上设有安装通孔，所述安装通孔沿所述电池模组的高度方向贯通所述安装座。
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