CN207624772U - 电池包及其密封机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种电池包的密封机构，包括：密封条和固定螺栓。密封条的形状与电池包的上壳体及下壳体的接合处的轮廓相匹配，密封条装配在上壳体及下壳体之间。固定螺栓穿过上壳体、密封条和下壳体，将上壳体、密封条和下壳体固定在一起。其中密封条的截面结构形成多道密封面，密封条在对应固定螺栓的位置具有唇边结构。本实用新型还揭示了使用上述密封机构的电池包。本实用新型的电池包的密封机构，采用装配式密封方案，通过螺栓进行装配。密封条的截面结构形成多道密封面，由结构辅助材料进行密封，降低了对于材料自身属性的要求。密封条采用分段拼接的方式制造，密封条的安装具有限位机构。

Description

电池包及其密封机构

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件领域，更具体地说，涉及电动汽车的电池包结构。

背景技术

电动汽车的高压电池对系统密封能力，特别是电池包的有着较高的要求,如防尘防水需要达到IP67的要求。电池包密封要求的实现，除了上、下壳体自身的密封性之外，还取决于上、下壳体装配处电池包的密封方案。

现有技术中，对上、下壳体装配处的密封方案主要有以下几种：

现有的技术路线有很多，主要有：

1)上、下壳体之间直接采用密封胶胶接的方式。按照该种方式，直接使用密封胶将上、下壳体给粘结起来。这种方式的优点在于适应性强，对上、下壳体自身的加工精度要求比较低。缺点在于售后维修困难，维修成本高昂。

2)在上、下壳体上用单组分或双组分材料固化后形成弹性体作为密封条进行密封。这种方式的优点在于可操作性比较好，装配时因为弹性体已经粘在上盖或下壳体上，操作比较方便。缺点在于使用的密封条的截面结构比较简单，密封接触点比较少，密封效果主要由材料自身的特性，而非结构来体现，因此对于材料的要求，主要是材料的弹性和密封属性要求比较高。

3)采用实心结构(截面是矩形)装配式的密封条。根据该种方案，对板式橡胶密封材料(泡沫橡胶/实心橡胶材料)进行切割再粘接成闭合密封条。这种方式的密封条装配比较简单，便于拆装，特别是在售后领域维修成本较低。缺点在于密封条的密封能力完全取决于材料的密封属性，对于材料要求高，密封属性好的材料价格比较昂贵。另外由于密封材料是等截面的，出于经济角度的考虑往往的采用分块胶结方式，这种结构使得密封条存在老化速度不一致问题，存在局部失效的隐患。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种便于制造和装配，且具有较好的密封效果的电池包的密封机构。

根据本实用新型的一实施例，提出一种电池包的密封机构，包括：密封条和固定螺栓。密封条的形状与电池包的上壳体及下壳体的接合处的轮廓相匹配，密封条装配在上壳体及下壳体之间。固定螺栓穿过上壳体、密封条和下壳体，将上壳体、密封条和下壳体固定在一起。其中密封条的截面结构形成多道密封面，密封条在对应固定螺栓的位置具有唇边结构。

在一个实施例中，上壳体上开有圆形过孔，下壳体上开有螺纹孔，密封条上开有椭圆孔，过孔、椭圆孔和螺纹孔的位置相对应，对应的过孔、椭圆孔、螺纹孔和固定螺栓形成一个固定点。固定螺栓的螺纹部分穿过上壳体上的过孔和密封条上的椭圆孔，旋入下壳体上的螺纹孔中，固定螺栓的头部压紧在上壳体上。

在一个实施例中，在上壳体、密封条和下壳体的外凸或内凹的转角处不设置固定点。

在一个实施例中，密封条的截面结构包括：中央部分、边缘部分、上唇边和下唇边。中央部分具有第一厚度。边缘部分从中央部分向两侧延伸，边缘部分具有第二厚度。在密封条的顶部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向上张开的碗型上唇边。在密封条的底部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向下突出的下唇边。

在一个实施例中，中央部分的宽度与固定螺栓的尺寸相匹配。每一侧的边缘部分的宽度为中央部分的宽度的1/3～1/2。第二厚度为第一厚度的1/2～2/3。

在一个实施例中，上唇边的张开角度为20°～30°。下唇边为半球体，直径为第一厚度的1/8～1/6。从下唇边底部至上唇边顶部的高度为第一厚度的2～3倍。

根据本实用新型的一实施例，提出一种电池包，包括：上壳体和下壳体、密封条、以及固定螺栓。上壳体和下壳体互相装配形成电池包的外壳。密封条的形状与电池包的上壳体及下壳体的接合处的轮廓相匹配，密封条装配在上壳体及下壳体之间。固定螺栓穿过上壳体、密封条和下壳体，将上壳体、密封条和下壳体固定在一起。其中密封条的截面结构形成多道密封面，密封条在对应固定螺栓的位置具有唇边结构。

在一个实施例中，上壳体上开有圆形过孔，下壳体上开有螺纹孔，密封条上开有椭圆孔，过孔、椭圆孔和螺纹孔的位置相对应，对应的过孔、椭圆孔、螺纹孔和固定螺栓形成一个固定点。固定螺栓的螺纹部分穿过上壳体上的过孔和密封条上的椭圆孔，旋入下壳体上的螺纹孔中，固定螺栓的头部压紧在上壳体上。在上壳体或者下壳体上具有限位件，限位件限制上壳体和下壳体装配后，上壳体与下壳体之间的间距。在上壳体、密封条和下壳体的外凸或内凹的转角处不设置固定点。

在一个实施例中，密封条的截面结构包括：中央部分、边缘部分、上唇边和下唇边。中央部分具有第一厚度，第一厚度与限位件的高度相匹配，中央部分的宽度与固定螺栓的尺寸相匹配。边缘部分从中央部分向两侧延伸，每一侧的边缘部分的宽度为中央部分的宽度的1/3～1/2，边缘部分具有第二厚度，第二厚度为第一厚度的1/2～2/3。在密封条的顶部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向上张开的碗型上唇边，上唇边的张开角度为20°～30°。在密封条的底部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向下突出的下唇边，下唇边为半球体，直径为第一厚度的1/8～1/6。从下唇边底部至上唇边顶部的高度为第一厚度的2～3倍。

在一个实施例中，密封条由数个直线分段和数个转角分段拼接形成，直线分段由直线模具模压成型，转角分段由转角模具模压成型，其中转角模具模压转角分段时，将转角分段与已成型的直线分段模压连接。

本实用新型的电池包的密封机构，采用装配式密封方案，通过螺栓进行装配。密封条的截面结构形成多道密封面，由结构辅助材料进行密封，降低了对于材料自身属性的要求。密封条采用分段拼接的方式制造，密封条的安装具有限位机构。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的结构示意图。

图2揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的密封机构中密封条的截面示意图。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的密封机构中密封条和下壳体的结构示意图。

图4揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的密封机构中下壳体上限位件的结构示意图。

具体实施方式

参考图1所示，图1揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的结构示意图。该电池包包括：上壳体102和下壳体104、密封条106、固定螺栓108。上壳体102和下壳体104互相装配形成电池包的外壳。上壳体102和下壳体104具有相匹配的外形轮廓，尤其是在上壳体102和下壳体104的结合处，上壳体102和下壳体104的轮廓相匹配。上壳体102和下壳体104的具体造型根据所应用的车型确定，此处不做限制。密封条106的形状与电池包的上壳体102及下壳体104的接合处的轮廓相匹配，密封条106装配在上壳体102及下壳体106之间。上壳体102、密封条106和下壳体104通过固定螺栓108进行装配。具体而言，固定螺栓108穿过上壳体102、密封条106和下壳体104，将上壳体102、密封条106和下壳体104固定在一起。固定螺栓108的螺纹部分穿过上壳体102上的过孔和密封条106上的椭圆孔，旋入下壳体104上的螺纹孔中，固定螺栓108的头部压紧在上壳体102上。

为了实现由固定螺栓108进行固定的结构，在一个实施例中，上壳体102上开有圆形过孔，下壳体104上开有螺纹孔，密封条106上开有椭圆孔。过孔、椭圆孔和螺纹孔的位置相对应，对应的过孔、椭圆孔、螺纹孔和固定螺栓形成一个固定点。固定螺栓108的螺纹部分穿过上壳体上的过孔和密封条上的椭圆孔，旋入下壳体上的螺纹孔中，固定螺栓108的头部压紧在上壳体102上。考虑到上壳体102和下壳体104的整体刚度要求，参考图1所示，在上壳体102、密封条106和下壳体104的外凸或内凹的转角处不设置固定点。在一个实施例中，固定螺栓108采用的是M5螺栓，即预紧扭矩为5Nm的螺栓。根据M5螺栓的尺寸，上壳体102上设置的过孔的直径是7mm，密封条106上设置的椭圆孔的尺寸是12.5mm x 16mm。在密封条106上采用椭圆孔主要是考虑到下壳体上的限位结构(如后面所要描述的限位件141)和密封条自身材质的变形控制需求。下壳体104上的螺纹孔的尺寸与M5螺栓的螺纹部分相匹配。在一个实施例中，各个固定点之间的间距小于60mm。

密封条106是位于装配后的上壳体102和下壳体104之间，为了避免上壳体102和下壳体104装配地过于紧密而导致对于密封条106的过度挤压，在上壳体或者下壳体上具有限位件，限位件限制上壳体和下壳体装配后，上壳体与下壳体之间的间距。图4揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的密封机构中下壳体上限位件的结构示意图。在图4所示的实施例中，限位件141是安装在下壳体104上。限位件141是圆柱体，圆柱体的高度是3mm，直径是12mm。采用3mm的圆柱体限位件，使得上壳体102和下壳体104装配后的最小间距为3mm。在一个实施例中，限位件141的位置对准下壳体104上的螺纹孔，或者说，限位件141同时实现了下壳体上的螺纹孔的功能，即在限位件141的中心开设螺纹孔。前述的密封条106上的椭圆孔与限位件141匹配，椭圆孔套在限位件141上。

在开发过程中密封条必须满足理论状态、欠压状态(0.5mm)、过压状态(0.5mm)时的所有密封要求。为了满足上述的密封要求，本实用新型的密封条的截面结构形成多道密封面。此外，在固定螺栓所在的区域，由于无法避免外部液体通过各个开孔渗入密封表面，因此本实用新型的密封条在对应固定螺栓的位置具有唇边结构，以控制外部渗液被控制在各个开孔区域的周围。图2揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的密封机构中密封条的截面示意图。参考图2所示，密封条106的截面结构包括：中央部分161、边缘部分162、上唇边163和下唇边164。中央部分161具有第一厚度。第一厚度与限位件141的高度相匹配，中央部分161的宽度与固定螺栓的尺寸(以及相应的密封条上的椭圆孔的尺寸)相匹配，中央部分161的宽度会略微大于密封条上的椭圆孔的宽度。边缘部分162从中央部分161向两侧延伸，每一侧的边缘部分162的宽度为中央部分161的宽度的1/3～1/2。边缘部分162具有第二厚度，第二厚度为第一厚度的1/2～2/3。在密封条的顶部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向上张开的碗型的上唇边163。上唇边163的张开角度为20°～30°，上唇边163向上延伸足够的高度，以充分包裹固定螺栓所在的位置。上唇边163的高度需要在理论状态、欠压状态和过压状态下均能满足对于固定螺栓的包裹和密封要求。在密封条的顶部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向下突出的下唇边164。在图示的实施例中，下唇边164为半球体，直径为第一厚度的1/8～1/6。在使用位于下壳体上的限位件的实施例中，由于固定螺栓是旋入限位件中，而密封条是套在限位件上。限位件和下壳体是一体成型，因此限位件和下壳体之间不存在密封需求，所以密封条底部的密封要求相对较低，下唇边164用一个小直径的半球体实现即可。在图示的实施例中，从下唇边底部至上唇边顶部的高度为第一厚度的2～3倍。需要的说明的是，如果使用位于上壳体上的限位件的实施例，限位件和上壳体是一体成型，因此顶部的密封需求较低而底部的密封需求较高。在这种情况下，上唇边可以由半球体实现，而下唇变是碗型且向下延伸足够的具体，可以理解为将图2所示的密封条上下颠倒使用，但两者实际上是具有相同的截面结构。图3揭示了根据本实用新型的一实施例的电池包的密封机构中密封条和下壳体的结构示意图。在图3所示的实施例中，可以见到当密封条106安装到下壳体104上后，密封条上的椭圆孔(未示出)套在下壳体上的限位件141上，密封条上的上唇边163围绕包裹在限位件141的周围。

图2所示的实施例中，密封条的截面中的中央部分161、边缘部分162、上唇边163和下唇边164分别具有如下的具体尺寸：

中央部分161的宽度为12.6mm，对应于12.5mm宽度的椭圆孔。中央部分161的第一厚度为3.5mm，对应于高度为3mm的限位件。每一侧的边缘部分162的宽度为7.7mm。密封条的总宽度(中央部分和两侧的边缘部分的宽度的综合)为28mm。边缘部分162的第二厚度为2mm。上唇边163由中央部分161的两段向上延伸，且倾斜向外，上唇边163的顶部宽度为22.7mm。下唇边164位于密封条底部距离中线各7.5mm的位置，下唇边164为两个半径为0.5mm的半球体，两个半球体的间距为15mm。从下唇边164的底部到上唇边163的顶部的高度为7.4mm。

在密封条106的材质方面，密封条可以选择三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、硅橡胶。考虑到密封的高要求和可靠性，在一个实施例中，密封条使用的材料是硅橡胶。基本性能要求如下：

硬度(Shore A)：60～65；

扯断强度：8～8.2MPa；

扯断伸长率：ca.250％；

工作温度：-55℃～150℃；

常温永久变形率：90％；

耐臭氧试验(拉伸15％，40℃，72小时)：无龟裂。

为了保证气密性要求，密封的橡胶材料采用密实橡胶结构，不含气孔。

在实际的应用中，由于电池包的尺寸较大，因此密封条106是长度近6米的闭环结构，如果采用一次成型的模压工艺，近6米的长度会使得模具开发费用和加工费用十分高昂。因此本实用新型在制造密封条时采用了分段拼接和二次模压的工艺。密封条由数个直线分段和数个转角分段拼接形成。直线分段由直线模具模压成型，直线分段采用一体式橡胶模具模压成型方式，在模具中将椭圆孔直接成型出来，以保证椭圆孔和上、下壳体的匹配。直线分段的模压为一次模压。转角分段由转角模具模压成型，其中转角模具模压转角分段时，将转角分段与已成型的直线分段模压连接。对于转角分段，采用转角模具成型，在转角分段成型的同时将转角分段和已成型的直线分段连接起来。转角分段的模压为二次模压，二次模压的同时实现了转角分段和直线分段的连接。通过这种工艺可以大大缩减模具的尺寸和数量，起到降低成本的作用。

本实用新型的电池包的密封机构，采用装配式密封方案，通过螺栓进行装配。密封条的截面结构形成多道密封面，由结构辅助材料进行密封，降低了对于材料自身属性的要求。密封条采用分段拼接的方式制造，密封条的安装具有限位机构。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (10)

1.一种电池包的密封机构，其特征在于，包括：

密封条，密封条的形状与电池包的上壳体及下壳体的接合处的轮廓相匹配，密封条装配在上壳体及下壳体之间；

固定螺栓，固定螺栓穿过上壳体、密封条和下壳体，将上壳体、密封条和下壳体固定在一起；

其中所述密封条的截面结构形成多道密封面，密封条在对应固定螺栓的位置具有唇边结构。

2.如权利要求1所述的电池包的密封机构，其特征在于，

上壳体上开有圆形过孔，下壳体上开有螺纹孔，密封条上开有椭圆孔，过孔、椭圆孔和螺纹孔的位置相对应，对应的过孔、椭圆孔、螺纹孔和固定螺栓形成一个固定点；

固定螺栓的螺纹部分穿过上壳体上的过孔和密封条上的椭圆孔，旋入下壳体上的螺纹孔中，固定螺栓的头部压紧在上壳体上。

3.如权利要求2所述的电池包的密封机构，其特征在于，在上壳体、密封条和下壳体的外凸或内凹的转角处不设置固定点。

4.如权利要求2所述的电池包的密封机构，其特征在于，所述密封条的截面结构包括：

中央部分，具有第一厚度；

边缘部分，从中央部分向两侧延伸，具有第二厚度；

在密封条的顶部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向上张开的碗型上唇边；

在密封条的底部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向下突出的下唇边。

5.如权利要求4所述的电池包的密封机构，其特征在于，

中央部分的宽度与固定螺栓的尺寸相匹配；

每一侧的边缘部分的宽度为中央部分的宽度的1/3～1/2；

第二厚度为第一厚度的1/2～2/3。

6.如权利要求4所述的电池包的密封机构，其特征在于，

上唇边的张开角度为20°～30°；

下唇边为半球体，直径为第一厚度的1/8～1/6；

从下唇边底部至上唇边顶部的高度为第一厚度的2～3倍。

7.一种电池包，其特征在于，包括：

上壳体和下壳体，上壳体和下壳体互相装配形成电池包的外壳；

密封条，密封条的形状与电池包的上壳体及下壳体的接合处的轮廓相匹配，密封条装配在上壳体及下壳体之间；

固定螺栓，固定螺栓穿过上壳体、密封条和下壳体，将上壳体、密封条和下壳体固定在一起；

其中所述密封条的截面结构形成多道密封面，密封条在对应固定螺栓的位置具有唇边结构。

8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，

上壳体上开有圆形过孔，下壳体上开有螺纹孔，密封条上开有椭圆孔，过孔、椭圆孔和螺纹孔的位置相对应，对应的过孔、椭圆孔、螺纹孔和固定螺栓形成一个固定点；

固定螺栓的螺纹部分穿过上壳体上的过孔和密封条上的椭圆孔，旋入下壳体上的螺纹孔中，固定螺栓的头部压紧在上壳体上；

在上壳体或者下壳体上具有限位件，限位件限制经装配的上壳体和下壳体之间的间距；

在上壳体、密封条和下壳体的外凸或内凹的转角处不设置固定点。

9.如权利要求8所述的电池包的密封机构，其特征在于，所述密封条的截面结构包括：

中央部分，具有第一厚度，第一厚度与所述限位件的高度相匹配，中央部分的宽度与固定螺栓的尺寸相匹配；

边缘部分，从中央部分向两侧延伸，每一侧的边缘部分的宽度为中央部分的宽度的1/3～1/2，边缘部分具有第二厚度，第二厚度为第一厚度的1/2～2/3；

在密封条的顶部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向上张开的碗型上唇边，上唇边的张开角度为20°～30°；

在密封条的底部，中央部分与边缘部分的交界处，形成向下突出的下唇边，下唇边为半球体，直径为第一厚度的1/8～1/6；

从下唇边底部至上唇边顶部的高度为第一厚度的2～3倍。

10.如权利要求8所述的电池包的密封机构，其特征在于，所述密封条由数个直线分段和数个转角分段拼接形成，直线分段由直线模具模压成型，转角分段由转角模具模压成型，其中转角模具还将转角分段与已成型的直线分段模压连接。