CN207474522U - 一种集成式水冷动力电池壳体 - Google Patents

Abstract

一种集成式水冷动力电池壳体，包括上壳体、下壳体，下壳体由底板和固定在底板上的侧板构成，底板为矩形体，底板由上层底板、下层底板构成双层结构，上层底板、下层底板之间均布立筋；上、下层底板之间设置冷却水流道，数条冷却水流道与底板的宽向平行；侧板由两条长边侧板和两条短边侧板构成矩形框，贴紧两条长向侧板的外侧分别设有进水通路和出水通路，各冷却水流道的一端连通进水通路、另一端连接出水通路。本实用新型将冷却装置集成在下壳体上，大大简化了电池壳体整体结构，降低了电池壳体的成本；冷却水流道布置在下壳体的底板内部，减少了传统冷却管路易发生漏水导致模组短路的风险；冷却水流道的外壁直接与电池模组接触提高了冷却效果。

Description

一种集成式水冷动力电池壳体

技术领域

本实用新型涉及一种汽车部件，特别是用于新能源汽车的集成式水冷动力电池壳体。

背景技术

基于能源持续紧缺、环境污染严重等问题，在国家法规和环境因素双重作用下，大力发展新能源汽车已成为必然的趋势。新能源汽车的动力电池系统主要由电池模组、电池壳体及管路、电路组成。动力电池系统是电动汽车的关键部件，它的安全性、可靠性和耐久性至关重要，决定着整车的性能。汽车动力电池系统通常布置在车身底板下方，要经受较为严酷的安装环境和恶劣的工作环境，电池壳体作为动力电池的载体，在动力电池安全工作和防护方面起着至关重要的作用。电池壳体不仅需要满足耐振动强度、耐冲击、碰撞安全、密封、抗石击、轻量化等方面的性能要求，还要有良好的冷却性能。电池模组安装在电池壳体内部，在充放电过程中会产生大量的热量，需要通过冷却装置及时冷却散热。冷却装置的冷却方式分为风冷、水冷和自然散热。水冷方式在散热效率、温度均匀性、安装环境适应性、高温高寒兼顾性、能耗等方面均优于风冷和自然散热。目前用于动力电池系统的水冷装置为单独开发的冷却管路，冷却管路安装有诸多的管件，存有接口多，占用零件多，漏水风险大，装配结构复杂、工作可靠性低等问题。为提高冷却效果，管路多布置在电池壳体内部，如果一旦发生漏水，将直接导致动力电池系统短路，造成严重后果。此外，目前通用的钢质电池壳体存自重大、不利于轻量化，制作工艺复杂、加工成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种将水冷装置集成在电池壳体上，可有效降低自重及制作成本、提高冷却效果和强度的集成式水冷动力电池壳体

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种集成式水冷动力电池壳体，包括上壳体、下壳体和位于上下壳体之间的密封垫，铝合金材质的下壳体由底板和固定在底板上的侧板构成，底板为矩形体，底板由上层底板、下层底板构成双层结构，上层底板、下层底板之间均布立筋；上、下层底板之间设置冷却水流道，数条冷却水流道与底板的宽向平行；所述侧板由两条长边侧板和两条短边侧板构成矩形框，贴紧两条长向侧板的外侧分别设有进水通路和出水通路，各冷却水流道的一端连通进水通路、另一端连接出水通路。

上述集成式水冷动力电池壳体，冷却水流道为矩形截面，各条冷却水流道以两条相邻的立筋为两个侧壁，各条冷却水流道的底壁位于上层底板、下层底板之间，上层底板为冷却水流道的顶板；冷却水流道的宽度40-50mm，冷却水流道高度为4-5mm，相邻冷却水流道的间距为80-120mm。

上述集成式水冷动力电池壳体，各冷却水流道包括三条分支流道，相邻分支流道之间由隔板分隔。

上述集成式水冷动力电池壳体，上层底板、下层底板之间还设有加强立筋，加强立筋与立筋平行，加强立筋的厚度为15-25毫米，电池模组安装孔穿过上层底板设置在加强立筋上。

上述集成式水冷动力电池壳体，底板总厚度为12-18毫米，其中，上层底板厚度2-3毫米，下层底板厚度2-3毫米，立筋厚度为2-3毫米。

上述集成式水冷动力电池壳体，所述底板由四块底板挤出型材焊合而成，四块底板挤出型材沿底板的长度方向排列对接，下层底板的底面设有1-2毫米厚度的PVC防护层。

上述集成式水冷动力电池壳体，长边侧板和短边侧板分别由挤出型材制备，短边侧板挤出型材的截面形状由两个上下摞置的口字形空腔构成，靠近底板的口字形空腔内设有斜筋；长边侧板挤出型材的截面形状由三个口字形的空腔组成，其中两个上下摞置的口字形中靠近底板的口字形空腔内设有斜筋，另一个口字形空腔为进水通路或出水通路。

上述集成式水冷动力电池壳体，进水通路的一端设有进水嘴，出水通路的一端设有出水嘴，进水嘴、出水嘴位于底板的同侧。

上述集成式水冷动力电池壳体，底板中部设有两根支撑螺栓，底板周边分布装配套管；一条短边侧板的中部设有插线板；侧板上部分布拉铆螺母；底板一侧分布控制器安装块。

本实用新型的下壳体采用屈服强度达到300MPa，抗拉强度达到350MPa铝合金型材制作，下壳体包括底板和侧板，底板由上层板、下层板构成双层结构，在上、下层板之间设置冷却水流道，在两条长向侧板外侧分别设有进水通路和出水通路。上述结构将冷却装置集成在下壳体上，无需再设置独立的冷却装置，大大简化了电池壳体整体结构，降低了电池壳体的成本；冷却水流道布置在下壳体的底板内部，减少了传统冷却管路易发生漏水导致模组短路的风险；冷却水流道的外壁直接与电池模组接触提高了冷却效果。此外，本实用新型采用铝合金型材通过挤压型材、焊接等工序制备，自重轻，对车身轻量化有明显作用；底板采用的双层板立筋支撑结构，可以有效提高底板的强度和抗石击性能，且铝合金电池壳体有良好的防腐性能，不必进行表面防腐处理，进一步降低了工艺成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的爆炸示意图；

图2是下壳体的轴测图；

图3是底板挤出型材的截形示意图；

图4是下壳体的俯视图；

图5是图4B-B剖视图(放大)；

图6是图4A-A剖视图(放大)。

图中各标号清单为：1、下壳体，2、密封垫，3、电池模组，4、上壳体，5、底板，5-1、底板挤出型材，5-2、上层底板，5-3、下层底板，5-4、立筋，5-5、隔板，5-6、冷却水流道，5-7、加强立筋，6、套管，7、插线板，8、短边侧板，9、出水嘴，10、短边侧板，11、支撑螺栓，12、进水通路，13、装配套管，14、拉铆螺母，15、控制器安装块，16、进水嘴，17、电池模组安装孔，18、出水通路，19、PVC防护层。

具体实施方式

参看图1，本实用新型包括上壳体4、下壳体1，电池模组3安装在下壳体处。上壳体采用SMC材料模压工艺制成。电池上壳体通过锁紧螺钉挤压密封垫2安装在下壳体上，通过对密封垫的挤压，使得电池壳体保证良好的密封性。

参看图2-4，本实用新型的下壳体采用屈服强度达到300MPa，抗拉强度达到350MPa铝合金型材制作。下壳体包括底板和侧板，底板和侧板都是采用挤压成型的铝合金型材制备。底板5为矩形，底板由上层底板5-2、下层底板5-3构成双层结构，上层底板、下层底板之间均布立筋5-4。底板的这种双层结构可在同等材料投入量的条件下提高强度，特别是在底部抗石击性能方面有明显提高。为进一步提高底板的强度，在上层底板、下层底板之间还设有加强立筋5-7，加强立筋与立筋平行，加强立筋的厚度为15-25毫米，电池模组安装孔17穿过上层底板设置在加强立筋上。用这种方式安装电池模组，可以减少跌落试验时电池包的变形量，提高整体电池包的安全性能。

仍参看图2-4，在上层底板、下层底板之间设置冷却水流道5-6，数条冷却水流道与底板的宽向平行，均匀分布在底板上。侧板由两条长边侧板10和两条短边侧板8构成矩形框，贴紧两条长向侧板的外侧分别设有进水通路12和出水通路18，各冷却水流道的一端连通进水通路、另一端连接出水通路。在进水通路的首端设有进水嘴16，进水通路的另一端封闭；在出水通路的末端设有出水嘴9，进水通路的另一端封闭；进水嘴、出水嘴位于底板的同侧。本实用新型将冷却装置集成在下壳体上，可以大大简化电池壳体整体结构，降低电池壳体的成本；冷却水流道布置在下壳体的底板内部，减少了传统冷却管路易发生漏水导致模组短路的风险。由图3可见，冷却水流道采用扁平的矩形截面，以提高冷却面积。各条冷却水流道以两条相邻的立筋为两个侧壁，各条冷却水流道的底壁位于上层底板、下层底板之间，上层底板即为冷却水流道的顶板。上述结构可以提高冷却效果，充分冷却与底板接触的电池模组。为使流过冷却水流道的冷却水分布均匀、提高冷却效果，各冷却水流道包括三条分支流道，相邻分支流道之间由隔板5-5分隔。进水通路和出水通路在对应各分直流道的位置设有通流孔。冷却水流道的净宽度40-50mm，冷却水流道的净高度为4-5mm，相邻冷却水流道的间距为80-120mm。。

参看图2、图3，底板由四块底板挤出型材5-1焊合而成，四块底板挤出型材沿底板的长度方向排列对接，加强立筋设置在底板挤出型材的两侧。冷却水流道的两端由焊合的挡板封堵。采用铝合金底板挤出型材制备底板，可以将上层底板、下层底板、立筋、冷却水流道挤压成型，相比钢质底板可以简化加工工序，降低制作成本，最大限度的利用材料。底板总厚度为12-18毫米，其中，上层底板厚度2-3毫米，下层底板厚度2-3毫米，立筋厚度为2-3毫米。

参看图4、图5、图6，长边侧板和短边侧板分别由挤出型材制备。由图6可见，短边侧板挤出型材的截面形状由两个上下摞置的口字形空腔构成，靠近底板的口字形空腔内设有斜筋。由图5可见，长边侧板挤出型材的截面形状由三个口字形的空腔组成，其中两个上下摞置的口字形中靠近底板的口字形空腔内设有斜筋，另一个口字形空腔为进水通路或出水通路。在下层底板的底面设有1-2毫米厚度的PVC防护层19。将进水通路和出水通路采用长边侧板挤出型材制备，可以无需再设置单独进水通路和出水通路，换言之，利用长边侧板挤出型材的空腔作为进水通路和出水通路，可以充分利用材料，简化工艺，并可以降低漏水的风险。

参看图1、图2，底板中部设有两根支撑螺栓11，支撑螺柱配合螺母可对电池上壳体的中部起到了支撑和固定的作用，提高了电池上壳体的刚性，增加了上壳体的模态。底板周边分布装配套管6，装配套管是电池包与车身连接的孔位，需要承受较大的压力，使用装配套管的结构可以使得安装更可靠。在侧板上部分布便于与上壳体固定的拉铆螺母14。一条短边侧板的中部设置插线板7。底板一侧分布控制器安装块15，控制器安装块的位置靠近插线板。

Claims (9)

1.一种集成式水冷动力电池壳体，包括上壳体(4)、下壳体(1)和位于上下壳体之间的密封垫(2)，其特征在于：铝合金材质的下壳体由底板(5)和固定在底板上的侧板构成，底板为矩形体，底板由上层底板(5-2)、下层底板(5-3)构成双层结构，上层底板、下层底板之间均布立筋(5-4)；上、下层底板之间设置冷却水流道(5-6)，数条冷却水流道与底板的宽向平行；所述侧板由两条长边侧板(10)和两条短边侧板(8)构成矩形框，贴紧两条长向侧板的外侧分别设有进水通路(12)和出水通路(18)，各冷却水流道的一端连通进水通路、另一端连接出水通路。

2.根据权利要求1所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：冷却水流道为矩形截面，各条冷却水流道以两条相邻的立筋为两个侧壁，各条冷却水流道的底壁位于上层底板、下层底板之间，上层底板为冷却水流道的顶板；冷却水流道的宽度4-50mm，冷却水流道高度为4-5mm，相邻冷却水流道的间距为80-120mm。

3.根据权利要求2所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：各冷却水流道包括三条分支流道，相邻分支流道之间由隔板(5-5)分隔。

4.根据权利要求3所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：上层底板、下层底板之间还设有加强立筋(5-7)，加强立筋与立筋平行，加强立筋的厚度为15-25毫米，电池模组安装孔(17)穿过上层底板设置在加强立筋上。

5.根据权利要求4所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：底板总厚度为12-18毫米，其中，上层底板厚度2-3毫米，下层底板厚度2-3毫米，立筋厚度为2-3毫米。

6.根据权利要求5所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：所述底板由四块底板挤出型材(5-1)焊合而成，四块底板挤出型材沿底板的长度方向排列对接，下层底板的底面设有1-2毫米厚度的PVC防护层(19)。

7.根据权利要求6所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：长边侧板和短边侧板分别由挤出型材制备，短边侧板挤出型材的截面形状由两个上下摞置的口字形空腔构成，靠近底板的口字形空腔内设有斜筋；长边侧板挤出型材的截面形状由三个口字形的空腔组成，其中两个上下摞置的口字形中靠近底板的口字形空腔内设有斜筋，另一个口字形空腔为进水通路或出水通路。

8.根据权利要求7所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：进水通路的一端设有进水嘴(16)，出水通路的一端设有出水嘴(9)，进水嘴、出水嘴位于底板的同侧。

9.根据权利要求8所述的集成式水冷动力电池壳体，其特征在于：底板中部设有两根支撑螺栓(11)，底板周边分布装配套管(6)；一条短边侧板的中部设有插线板(7)；侧板上部分布拉铆螺母(14)；底板一侧分布控制器安装块(15)。