CN210467949U - 电池包下箱体、电池包及装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电池包技术领域，尤其涉及一种电池包下箱体、电池包及装置。该电池包下箱体包括箱体边框、底板、加强梁和加强件，底板设置于箱体边框的底部；加强梁设置于箱体边框的内部和底板的上部；加强梁通过加强件与箱体边框固定，加强件与箱体边框焊接并形成焊缝；焊缝的长度大于加强梁投影到箱体边框上的投影的边长总和。本实用新型提供的电池包下箱体通过利用加强件与箱体边框焊接，使二者焊接形成的焊缝的长度大于加强梁投影到箱体边框上的投影的边长总和，即增大了加强梁与箱体边框之间焊缝的长度，进而增强了焊缝的结构强度，从而降低了加强梁与箱体边框之间形成的焊缝发生失效断裂的风险。

Description

电池包下箱体、电池包及装置
技术领域
本实用新型涉及电池包技术领域，尤其涉及一种电池包下箱体、电池包及装置。
背景技术
近年来，动力电池包日益追求轻量化和高能量密度等需求，然而由于车身结构的限制，导致在有限的电池包安装空间内尽可能提高成组效率成为了一种发展趋势。但是，为提高成组效率尽可能多地增加电芯个数，也同样产生了一些弊端，例如减小了其他增强结构的设计空间，这种情况对保证电池包的安全性能问题成为了一种挑战。
相关技术中，一些电池包下箱体采用实心梁或者挤型铝梁直接与箱体边框进行焊接，加强梁由于安装空间有限的原因导致其截面积设置较小，而加强梁与箱体边框之间形成的焊缝成为二者的主要受力部位，在长时间颠簸或受到剧烈碰撞时，该焊缝极易发生失效断裂。
因此，目前亟待需要一种新型电池包下箱体、电池包及装置来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供了一种电池包下箱体、电池包及装置，以降低加强梁与箱体边框之间形成的焊缝发生失效断裂的风险。
本实用新型的第一方面提供了一种电池包下箱体，包括：
箱体边框；
底板，设置于所述箱体边框的底部；
加强梁，设置于所述箱体边框的内部和所述底板的上部；
加强件，所述加强梁通过所述加强件与所述箱体边框固定，所述加强件与所述箱体边框焊接并形成焊缝；
所述焊缝的长度大于所述加强梁投影到所述箱体边框上的投影的边长总和。
可选地，所述加强梁和所述加强件为一体成型结构。
可选地，所述加强梁和所述加强件为分体结构，所述加强件设置有第一插孔，所述加强梁插入于所述第一插孔内。
可选地，所述加强件还设置有与所述第一插孔连通的第二插孔，所述加强梁设置有螺纹孔；
所述第二插孔和所述螺纹孔内设置有螺纹件，所述加强梁通过所述螺纹件与所述加强件固定。
可选地，沿宽度方向，所述加强梁的两端设置有限位面，所述加强件具有与所述箱体边框焊接的第一焊接面，所述限位面抵接于所述第一焊接面。
可选地，所述第一焊接面的面积大于所述加强梁投影到所述箱体边框上的投影的面积。
可选地，所述箱体边框具有与所述第一焊接面焊接的第二焊接面，所述第一焊接面和所述第二焊接面齐平。
可选地，所述箱体边框设置有由所述第二焊接面向内凹陷形成的凹槽，所述加强件收容于所述凹槽内。
本实用新型的第二方面提供了一种电池包，包括电池模组、电池包上箱体和如上述所述的电池包下箱体，所述电池包上箱体和所述电池包下箱体固定，所述电池模组收容于所述电池包上箱体和所述电池包下箱体内。
本实用新型的第三方面提供了一种装置，包括动力源和如上述所述的电池包，所述动力源用于为所述装置提供驱动力，所述电池包用于为所述动力源提供电能。
采用上述技术方案后，有益效果是：
本实用新型提供的电池包下箱体通过利用加强件与箱体边框焊接，使二者焊接形成的焊缝的长度大于加强梁投影到箱体边框上的投影的边长总和，即增大了加强梁与箱体边框之间焊缝的长度，进而增强了焊缝的结构强度，从而降低了加强梁与箱体边框之间形成的焊缝发生失效断裂的风险。
附图说明
图1为本实用新型第一方面提供的电池包下箱体的部分结构示意图；
图2为图1中A处的放大示意图；
图3为图1中箱体边框、加强件和加强梁的分解示意图；
图4为图1中加强件和加强梁的剖面示意图；
图5为本实用新型第二方面提供的电池包的结构示意图。
附图标记：
M-电池包；
100-电池包下箱体；
200-电池包上箱体；
300-电池模组；
1-箱体边框；
10-第一连接孔；
11-第二焊接面；
12-底面；
13-凹槽；
2-底板；
3-加强梁；
30-第二连接孔；
31-螺纹孔；
32-限位面；
4-加强件；
40-螺纹件；
41-第一插孔；
42-第二插孔；
43-第一焊接面；
5-焊缝；
6-电池固定部；
60-第三连接孔；
X-长度方向；
Y-宽度方向；
Z-高度方向。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本实用新型实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本实用新型实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
图1为本实用新型实施例提供的电池包下箱体的部分结构示意图；图2为图1中A处的放大示意图；图3为图1中箱体边框、加强件和加强梁的分解示意图；图4为图1中加强件和加强梁的剖面示意图；图5为本实用新型第二方面提供的电池包的结构示意图。
请参阅图1(图中仅示出电池包下箱体100的部分结构)，该电池包下箱体100包括箱体边框1、底板2、加强梁3和加强件4，其中：
底板2设置于箱体边框1的底部，例如底板2通过焊接的方式固定于箱体边框1的底部；加强梁3设置于箱体边框1的内部和底板2的上部，其中加强梁3可以沿宽度方向Y设置，也可以沿长度方向X设置，还可以同时沿宽度方向Y和长度方向X设置。在本实施例中，加强梁3沿宽度方向Y设置于箱体边框1的内部和底板2的上部。
加强梁3通过加强件4与箱体边框1固定，加强件4与箱体边框1焊接并形成焊缝5(可参见图2)，焊缝5的长度大于加强梁3投影到箱体边框1上的投影的边长总和。例如，在本实施例中，焊缝5包括三条互相垂直的边，当加强梁3为矩形时，加强梁3投影到箱体边框1上的投影也是包括三条互相垂直的边(即为相关技术中焊缝的长度)，如此只需保证焊缝5的长度大于加强梁3投影到箱体边框1上的投影的边长总和，就能提高焊缝5的结构强度。
本实用新型提供的电池包下箱体100通过利用加强件4与箱体边框1焊接，使二者焊接形成的焊缝5的长度大于加强梁3投影到箱体边框1上的投影的边长总和，即增大了加强梁3与箱体边框1之间焊缝的长度，进而增强了焊缝的结构强度，从而降低了加强梁与箱体边框之间形成的焊缝发生失效断裂的风险。
需要指出的是，焊缝5的拉力和剪切力均与焊缝5的长度成正比，因此焊缝5的长度越长，焊缝5的拉力和剪切力就越大，如此可以保证焊缝5的强度越好，进而可以降低焊缝发生失效断裂的风险。
另一方面，本实施方式的加强梁3通过设置加强件4与箱体边框1焊接，三者之间具有两个连接处，分别为加强梁3和加强件4的连接处以及加强件4和箱体边框1的连接处(即焊缝5)。相比于相关技术中的加强梁和箱体边框具有一个连接处，本实施方式设置两个连接处的方式能够起到将作用力分散传递的作用。
具体是，当电池包长时间颠簸或受到剧烈碰撞时，产生的作用力一部分会作用在加强梁3与加强件4的连接处，另一部分会作用在焊缝5，如此降低了焊缝5失效断裂的风险，进而增加了电池包整体的结构强度。
而且，当产生的作用力一部分会作用在加强梁3与加强件4的连接处时，该部分作用力会继续传递至加强梁3上，由于加强梁3的结构强度远大于焊缝5的结构强度，因此在一定程度上增加了电池包整体的结构强度。
请参阅图1和图5，电池包下箱体100还包括电池固定部6，电池固定部6设置于三个相邻的箱体边框1的内部之间。沿高度方向Z，箱体边框1的顶面设置有多个第一连接孔10，电池包下箱体100通过第一连接孔10与电池包上箱体200固定。加强梁3的顶面设置有多个第二连接孔30，电池固定部6的顶面设置有多个第三连接孔60，第二连接孔30和第三连接孔60均可以用于安装固定一个或多个电池模组300。可选地，第一连接孔10、第二连接孔30和第三连接孔60均可以是螺纹孔，通过螺栓可以将电池包下箱体100通过第一连接孔10与电池包上箱体200固定，也可以将电池模组300固定在电池包下箱体100和电池包上箱体200之间。可以理解的是，电池包下箱体100和电池包上箱体200之间除了可以安装固定电池模组300外，还可对高压盒、BMU(电池管理单元)、CSC(CellSupervisionCircuit，电池监控单元)、高压铜巴及低压线束等部件进行固定。
在电池包下箱体100中，箱体边框1、底板2、加强梁3、加强件4和电池固定部6均可以采用铝合金制成，铝合金能够减轻电池包下箱体100的整体重量，满足电池包的轻量化需求，从而提高应用本实施方式中电池包下箱体100的电池包的能量密度。
实际应用中，根据具体的需求可以选用不同宽度的加强梁3，这是因为加强梁3在满足能够支撑电池组件的基础上，使其宽度尽可能小，以满足电池包下箱体100的轻量化需求。而通过设计加强梁3不同的宽度，对应的会影响到加强件4的大小、焊缝5的长度等，进而影响到焊缝5的结构强度，因此选用不同宽度的加强梁3也是十分重要的。
进一步地，加强梁3和加强件4可以为分体结构，也可以为一体成型结构。采用分体结构，需要将加强梁3和加强件4进行组装，增加了装配工序，但是制造成本低；而采用一体成型结构，需要将加强梁3和加强件4进行一体浇铸，虽然减少了转配工序，但是制造成本高。例如，当加强梁3和加强件4为分体结构时，二者可以通过螺纹连接、焊接、插接等固定方式进行组装，本实施方式优选采用先插接后螺纹连接的装配方式，如此可使二者装配更加牢靠，且装配成本低。
具体地，请参阅图3，加强件4设置有第一插孔41，加强梁3插入于第一插孔41内。此种方式中，可以将加强梁3的端部设计为逐渐变窄，以方便加强梁3插入第一插孔41中；进一步地，还可以将加强梁3插入到第一插孔41后端的部分的尺寸设计为略大于第一插孔41的尺寸，如此可使得加强梁3与加强件4为过盈配合，甚至于不用再采用后续的螺纹连接方式，当然为了整体结构的可靠性，本实施方式后续仍然螺纹连接进行再次固定。
其中，第一插孔41可以采用方形孔或圆形孔，本实施方式优选采用方形孔，因为圆形孔易发生加强梁3和加强件4的相对转动，从而造成结构的不稳定性。而第一插孔41为方形孔时，加强梁3的横截面积也为方形，如此便于加强梁3在第一插孔41的紧固性。
进一步地，当加强梁3与加强件4采用螺纹连接时，具体为：加强件4还设置有与第一插孔41连通的第二插孔42，加强梁3设置有螺纹孔31，第二插孔42和螺纹孔31内设置有螺纹件40，通过螺纹件40使加强件4与加强梁3固定。请参阅图4，第二插孔42可以是阶梯孔，如此方便螺纹件40的插入配合，例如螺纹件40为具有法兰面的螺栓，该法兰面可以抵接到阶梯孔的限位面上，从而为加强梁3和加强件4提供预紧力。
其中，第二插孔42可以是上下贯穿的，也可以是仅贯穿到第一插孔41中为止，当第二插孔42为上下贯穿时，可满足其与更长的螺纹件40的插入配合。同理，第一插孔41也可以前后贯穿的，也可以贯穿到第二插孔42后，再伸入稍许尺寸，只要保证能够满足加强梁3和加强件4的插接且螺纹连接的配合即可。可以理解的是，当第一插孔41和第二插孔42分别为前后贯穿和上下贯穿时，易于加强件4的加工。
进一步地，沿宽度方向Y，加强梁3的两端设置有限位面32，加强件4具有与箱体边框1焊接的第一焊接面43，限位面32抵接于第一焊接面43。通过设置限位面32，可保证加强梁3插入到加强件4中的深度符合要求，即当限位面32抵接于第一焊接面43时，表示加强梁3和加强件4满足装配要求，进而可以进行下一道安装工序，例如插入螺纹件40。进一步地，通过设置限位面32，还能保证在安装时螺纹孔31和第二插孔42对准，从而可以提高安装效率。
可以理解的是，加强梁3沿宽度方向Y的外端面到限位面32的距离不应超过第一插孔41的深度，否则二者装配完成后，不易或不能装配到箱体边框1上。
进一步地，第一焊接面43的面积大于加强梁3投影到箱体边框1上的投影的面积，如此通过增大第一焊接面43的面积来增大焊缝5的长度。当然，当第一焊接面43的面积小于加强梁3投影到箱体边框1上的投影的面积，焊缝5的长度不一定减小，例如加强梁3投影到箱体边框1上的投影为方形，第一焊接面43投影到箱体边框1上的投影为边长总和大于方形边长总和(即三条边的边长总和)的形状，例如可以将其中至少一条直角边改变为弧形。
但是，可以理解的是，当增大第一焊接面43的面积时，不仅可以保证焊缝5的长度增加，还可以保证加强件4和箱体边框1的接触面积的增加，从而增加了加强件4分别与加强梁3和箱体边框1的连接强度。
请继续参阅图2，箱体边框1具有与第一焊接面43焊接的第二焊接面11，第一焊接面43和第二焊接面11大致齐平，如此可保证加强件2和箱体边框1固定的可靠性以及对二者焊接的方便性，例如对于第一焊接面43和第二焊接面11不齐平的状况，焊接的难度将增加。当然，第一焊接面43也可以相对于第二焊接面11稍微突出。
请参阅图2和图3，箱体边框1设置有由第二焊接面11向内凹陷形成的凹槽13，加强件4收容于凹槽13内，如此可实现箱体边框1对加强件4收容的效果。
可选地，沿高度方向Z，箱体边框1具有底面12，凹槽13贯穿底面12和第二焊接面11。当然，凹槽13也可以直接形成于第二焊接面11的中部，即不需要贯穿底面12。在本实施例中，优选地，凹槽13贯穿底面12和第二焊接面11，如此可增大电池包下箱体100的容积。。
可以理解的是，本实施方式中提供的加强件4的形状为长方体，如此便于加强件4的加工。当然，加强件4的形状还可以为其它规则或不规则的形状，例如加强件4靠近第一焊接面43的一侧可以设置为超出加强件4主体的的围板结构(图中未示出)，即增加了第一焊接面43的面积，如此可以进一步增大焊缝5的长度。
当加强件4为长方体时，凹槽13的深度与加强件4沿插入方向的尺寸一致；当加强件4具有靠近第一焊接面43的围板结构时，可以利用围板结构与第二焊接面11的抵接表示加强件4完全插入到凹槽13中。
如图5所示，本实用新型的另一方面还提供了一种电池包M，该电池包M包括电池模组300、电池包上箱体200和如上述内容描述的电池包下箱体100，电池模组300安装固定于电池包下箱体100后，将电池包上箱体200与电池包下箱体100固定，以形成电池包M。该电池包M具有和上述电池包下箱体100相同的有益效果，在此不进行具体赘述。
本实用新型的再一方面还提供了一种装置，该装置可以是车辆、船舶、小型飞机等移动设备。以车辆为例，本实用新型实施例的车辆可以是新能源汽车。该新能源汽车可以是纯电动汽车，也可以是混合动力汽车或增程式汽车。该装置包括动力源(图中未示出)和如上述内容描述的电池包M，动力源用于为装置提供驱动力，电池包M用于为动力源提供电能。可选地，动力源可以是电动机，电动机通过传动机构与车辆的车轮连接，从而驱动车辆行进。
本实用新型还提供了一种电池包下箱体100的组装方法，经该组装方法组装的电池包下箱体为上述电池包下箱体100。
具体地，该组装方法包括以下步骤：
S1、将加强梁3与加强件4进行固定；
S11、将加强梁3插入于加强件4的第一插孔41内；
具体是，可以将加强梁3的端部设计为逐渐变窄，以方便加强梁3插入第一插孔41中；进一步地，还可以将加强梁3插入到第一插孔41后端的部分的尺寸设计为略大于第一插孔41的尺寸，如此可使得加强梁3与加强件4为过盈配合。
S12、将加强梁3与加强件4进行螺纹连接；
具体是，加强件4还设置有与第一插孔41连通的第二插孔42，加强梁3设置有螺纹孔31，第二插孔42和螺纹孔31内设置有螺纹件40，通过螺纹件40使加强件4与加强梁3固定。请参阅图4，第二插孔42可以是阶梯孔，如此方便螺纹件40的插入配合，例如螺纹件40为具有法兰面的螺栓，该法兰面可以抵接到阶梯孔的限位面上，从而为加强梁3和加强件4提供预紧力。
其中，第二插孔42可以是上下贯穿的，也可以是仅贯穿到第一插孔41中为止，当第二插孔42为上下贯穿时，可满足其与更长的螺纹件40的插入配合。同理，第一插孔41也可以前后贯穿的，也可以贯穿到第二插孔42后，再伸入稍许尺寸，只要保证能够满足加强梁3和加强件4的插接且螺纹连接的配合即可。可以理解的是，当第一插孔41和第二插孔42分别为前后贯穿和上下贯穿时，易于加强件4的加工。
S2、将加强件4放置于箱体边框1凹槽13中后进行焊接；
其中，可以是先将加强件4放置于箱体边框1凹槽13中，再将加强件4与箱体边框1以及底板2与箱体边框1同时焊接；也可以是先将加强件4放置于箱体边框1凹槽13中，然后将加强件4与箱体边框1焊接，再将底板2与箱体边框1焊接；还可以是先将加强件4放置于箱体边框1凹槽13中，然后将底板2与箱体边框1焊接，再将加强件4与箱体边框1焊接。
具体地，箱体边框1设置有由第二焊接面11向内凹陷形成的凹槽13，加强件4收容于凹槽13内，如此可实现箱体边框1对加强件4收容的效果。
可选地，沿高度方向Z，箱体边框1具有底面12，凹槽13贯穿底面12和第二焊接面11。当然，凹槽13也可以直接形成于第二焊接面11的中部，即不需要贯穿底面12。在本实施例中，优选地，凹槽13贯穿底面12和第二焊接面11，如此可增大电池包下箱体100的容积。。
可以理解的是，本实施方式中提供的加强件4的形状为长方体，如此便于加强件4的加工。当然，加强件4的形状还可以为其它规则或不规则的形状，例如加强件4靠近第一焊接面43的一侧可以设置为超出加强件4主体的的围板结构(图中未示出)，即增加了第一焊接面43的面积，如此可以进一步增大焊缝5的长度。
当加强件4为长方体时，凹槽13的深度与加强件4沿插入方向的尺寸一致；当加强件4具有靠近第一焊接面43的围板结构时，可以利用围板结构与第二焊接面11的抵接表示加强件4完全插入到凹槽13中。
综上所述，采用上述组装方法形成的电池包下箱体100的焊缝强度大大增加，从而降低了加强梁与箱体边框之间形成的焊缝发生失效断裂的风险。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包下箱体(100)，其特征在于，包括：
箱体边框(1)；
底板(2)，设置于所述箱体边框(1)的底部；
加强梁(3)，设置于所述箱体边框(1)的内部和所述底板(2)的上部；
加强件(4)，所述加强梁(3)通过所述加强件(4)与所述箱体边框(1)固定，所述加强件(4)与所述箱体边框(1)焊接并形成焊缝(5)；
所述焊缝(5)的长度大于所述加强梁(3)投影到所述箱体边框(1)上的投影的边长总和。
2.根据权利要求1所述的电池包下箱体(100)，其特征在于，所述加强梁(3)和所述加强件(4)为一体成型结构。
3.根据权利要求1所述的电池包下箱体(100)，其特征在于，所述加强梁(3)和所述加强件(4)为分体结构，所述加强件(4)设置有第一插孔(41)，所述加强梁(3)插入于所述第一插孔(41)内。
4.根据权利要求3所述的电池包下箱体(100)，其特征在于，所述加强件(4)还设置有与所述第一插孔(41)连通的第二插孔(42)，所述加强梁(3)设置有螺纹孔(31)；
所述第二插孔(42)和所述螺纹孔(31)内设置有螺纹件(40)，所述加强梁(3)通过所述螺纹件(40)与所述加强件(4)固定。
5.根据权利要求3所述的电池包下箱体(100)，其特征在于，沿宽度方向(Y)，所述加强梁(3)的两端设置有限位面(32)，所述加强件(4)具有与所述箱体边框(1)焊接的第一焊接面(43)，所述限位面(32)抵接于所述第一焊接面(43)。
6.根据权利要求5所述的电池包下箱体(100)，其特征在于，所述第一焊接面(43)的面积大于所述加强梁(3)投影到所述箱体边框(1)上的投影的面积。
7.根据权利要求5所述的电池包下箱体(100)，其特征在于，所述箱体边框(1)具有与所述第一焊接面(43)焊接的第二焊接面(11)，所述第一焊接面(43)和所述第二焊接面(11)齐平。
8.根据权利要求7所述的电池包下箱体(100)，其特征在于，所述箱体边框(1)设置有由所述第二焊接面(11)向内凹陷形成的凹槽(13)，所述加强件(4)收容于所述凹槽(13)内。
9.一种电池包(M)，其特征在于，包括电池模组(300)、电池包上箱体(200)和如权利要求1-8中任一项所述的电池包下箱体(100)，所述电池包上箱体(200)和所述电池包下箱体(100)固定，所述电池模组(300)收容于所述电池包上箱体(200)和所述电池包下箱体(100)内。
10.一种装置，其特征在于，包括动力源和如权利要求9所述的电池包(M)，所述动力源用于为所述装置提供驱动力，所述电池包(M)用于为所述动力源提供电能。
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