CN211480134U - 一种电池箱体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体地说是一种电池箱体。一种电池箱体，包括电池箱体本体、内部框架总成、模组安装横梁总成、下部框架总成，其特征在于：电池箱体本体的上方通过模组安装横梁总成连接内部框架总成；电池箱体本体的下方设有下部框架总成；所述的内部框架总成的一侧通过若干车身安装套管连接下部框架总成。同现有技术相比，提供一种电池箱体，电池箱体结构强度高、重量轻、造价低廉、安全性较高。

Description

一种电池箱体

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体地说是一种电池箱体。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，新能源汽车应用也逐步趋于成熟，作为新能源汽车的最为重要的储能部件电池包中不可或缺的载体，电池箱体的设计对于新能源汽车整体的安全性能、续航里程、可靠性都起到至关重要的作用。目前传统的电池箱体主要结构形式共有两种：其一是以铝合金为主要材料构成的电池箱体、其二是以传统钢板拼焊构成的电池箱体。前者结构强度弱、造价高昂、耐高温能力差，后者整体重量过重影响整车续航里程。

发明内容

本实用新型为克服现有技术的不足，提供一种电池箱体，电池箱体结构强度高、重量轻、造价低廉、安全性较高。

为实现上述目的，设计一种电池箱体，包括电池箱体本体、内部框架总成、模组安装横梁总成、下部框架总成，其特征在于：电池箱体本体的上方通过模组安装横梁总成连接内部框架总成；电池箱体本体的下方设有下部框架总成；所述的内部框架总成的一侧通过若干车身安装套管连接下部框架总成。

所述的内部框架总成包括中间骨架横梁、中间骨架纵梁、左前角边框、右前角边框、后部边框、左侧边框、右侧边框，所述的中间骨架横梁设有3根，中间骨架纵梁设有4根，并且4根中间骨架纵梁及3根中间骨架横梁交错连接形成“丰”字结构；位于中间骨架横梁的左右两侧分别连接设有左侧边框及右侧边框；位于中间骨架纵梁的头部左右两侧分别设有左前角边框及右前角边框，并且左前角边框及右前角边框的尾部分别与左侧边框及右侧边框的头部连接；位于中间骨架纵梁的尾部连接后部边框。

所述的模组安装横梁总成包括6根模组安装横梁，并且6根模组安装横梁两两之间设有间隙；6根模组安装横梁分别嵌设在电池箱体本体内部。

所述的下部框架总成包括底部前横梁、底部中横梁、底部后横梁、前部横梁、后部横梁、左前角梁、右前角梁、左侧边梁、右侧边梁、车身安装支架，左侧边梁及右侧边梁的头部分别连接左前角梁及右前角梁的一端，左前角梁及右前角梁的另一端连接前部横梁，左侧边梁及右侧边梁的尾部连接后部横梁，后部横梁上连接设有若干车身安装支架；所述的左侧边梁、右侧边梁、左前角梁、右前角梁、前部横梁及后部横梁连接形成框架结构；位于框架结构的中部均布连接底部前横梁、底部中横梁及底部后横梁，并且左侧边梁、右侧边梁与底部前横梁、底部中横梁及底部后横梁之间以及左前角梁、右前角梁与前部横梁之间通过若干车身螺柱安装衬套连接。

本实用新型同现有技术相比，提供一种电池箱体，电池箱体结构强度高、重量轻、造价低廉、安全性较高。

该电池箱体共设计有三道防撞结构，分别为外侧边梁、内侧边框及骨架横梁，所述零件基材均为第三代高强钢，在轻量化的同时，性能远优于普通高强钢及铝合金结构，同时其生产制造成本远低于同等尺寸铝合金电池箱体；电池箱体全部由钢制零件制成，连接工艺成熟性能稳定适应于大批量生产；电池箱体采用了大量通用零件设计，进一步的降低了模具开发成本以及现场生产防错成本；电池箱体本体为钢制封闭一体成型结构，密封性能优秀，解决了大量其他电池箱体所无法解决的密封问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为内部框架总成结构示意图。

图3为模组安装横梁总成结构示意图。

图4为下部框架总成结构示意图。

参见图1至图4，1为车身安装套管，2为内部框架总成，2-1为右侧边框，2-2为后部边框，2-3为左侧边框，2-4为左前角边框，2-5为右前角边框，2-6为中间骨架横梁，2-7为中间骨架纵梁，3为模组安装横梁总成，4为电池箱体本体，5为下部框架总成，5-1为车身螺柱安装衬套，5-2为右侧边梁，5-3为后部横梁，5-4为车身安装支架，5-5为左侧边梁，5-6为前部横梁，5-7为左前角梁，5-8为右前角梁，5-9为底部前横梁，5-10为底部中横梁，5-11为底部后横梁。

具体实施方式

下面根据附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1至图4所示，电池箱体本体4的上方通过模组安装横梁总成3连接内部框架总成2；电池箱体本体4的下方设有下部框架总成5；所述的内部框架总成2的一侧通过若干车身安装套管1连接下部框架总成5。

内部框架总成2包括中间骨架横梁、中间骨架纵梁、左前角边框、右前角边框、后部边框、左侧边框、右侧边框，所述的中间骨架横梁设有3根，中间骨架纵梁设有4根，并且4根中间骨架纵梁2-7及3根中间骨架横梁2-6交错连接形成“丰”字结构；位于中间骨架横梁2-6的左右两侧分别连接设有左侧边框2-3及右侧边框2-1；位于中间骨架纵梁2-7的头部左右两侧分别设有左前角边框2-4及右前角边框2-5，并且左前角边框2-4及右前角边框2-5的尾部分别与左侧边框2-3及右侧边框2-1的头部连接；位于中间骨架纵梁2-7的尾部连接后部边框2-2。

模组安装横梁总成3包括6根模组安装横梁，并且6根模组安装横梁两两之间设有间隙；6根模组安装横梁分别嵌设在电池箱体本体4内部。

下部框架总成5包括底部前横梁、底部中横梁、底部后横梁、前部横梁、后部横梁、左前角梁、右前角梁、左侧边梁、右侧边梁、车身安装支架，左侧边梁5-5及右侧边梁5-2的头部分别连接左前角梁5-7及右前角梁5-8的一端，左前角梁5-7及右前角梁5-8的另一端连接前部横梁5-6，左侧边梁5-5及右侧边梁5-2的尾部连接后部横梁5-3，后部横梁5-3上连接设有若干车身安装支架5-4；所述的左侧边梁5-5、右侧边梁5-2、左前角梁5-7、右前角梁5-8、前部横梁5-6及后部横梁5-3连接形成框架结构；位于框架结构的中部均布连接底部前横梁5-9、底部中横梁5-10及底部后横梁5-11，并且左侧边梁5-5、右侧边梁5-2与底部前横梁5-9、底部中横梁5-10及底部后横梁5-11之间以及左前角梁5-7、右前角梁5-8与前部横梁5-6之间通过若干车身螺柱安装衬套5-1连接。

本实用新型的目的是基于一种主要材质为第三代高强钢的电池箱体至少在一定程度上解决上述技术问题之一。有鉴于此，该电池箱体结构强度高、重量轻、造价低廉、安全性较高。包含：下部框架总成5、电池箱体本体4、模组安装横梁总成3、内部框架总成2。

下部框架总成5由左右侧边梁、左右前角梁、前部横梁、后部横梁、底部前横梁、底部中横梁、底部后横梁组成。左侧边梁5-5、右侧边梁5-2为左右通用零件，即左侧边梁5-5绕电池箱体中心轴线旋转180°为右侧边梁5-2，左侧边梁5-5由抗拉强度为1180Mpa的材料采用辊压工艺制成，该材质制成的侧边梁强度高，能有效的在整车侧碰包括电池包挤压工况中保护电池箱体内的电池模组以及换热组件不受损伤。左侧边梁5-5、右侧边梁5-2的上表面及下边面分别布置有7个φ25mm的圆孔，每一对圆孔上分别通过二氧化碳保护焊连接有一个车身螺柱安装衬套5-1，该设计可将电池包与车身安装由面接触优化为若干个点接触，除了安装强度高以外还大幅度减小了电池包与车身零件的匹配难度。相似的，左前角梁5-7、右前角梁5-8为左右通用零件，即左前角梁5-7绕电池箱体中心轴线旋转119°为右前角梁5-8，左前角梁5-7由抗拉强度为1180Mpa的材料采用辊压工艺制成，左前角梁5-7、右前角梁5-8的上表面及下边面分别布置有2个φ25mm的圆孔，每一对圆孔上分别通过二氧化碳保护焊连接有一个车身螺柱安装衬套5-1。左前角梁5-7、右前角梁5-8与左侧边梁5-5、右侧边梁5-2上使用到的安装衬套为同一零件制造工艺简单、强度高、可广泛应用于类似的安装场景。前部横梁5-6由抗拉强度为1180Mpa的第三代高强钢冲压而成，该材质制成的零件抗拉、屈服强度高且延伸率较好冲压难度低，能在轻量化的同时有效的增加电池箱体整体的结构强度，对电池模组及内部的电器元件起到很好的保护作用。前部横梁5-6上布置有2个进水管及出水管过孔，同时前部横梁5-6上均布有电泳漏液槽。所述前部横梁5-6与左侧边梁5-5、右侧边梁5-2通过电阻点焊和二氧化碳保护焊连接。后部横梁5-3由抗拉强度为1180Mpa的第三代高强钢冲压而成，并在后部横梁5-3上连接有4个车身安装支架5-4，车身安装支架5-4通过电阻点焊与后部横梁5-3连接。底部前横梁5-9、底部中横梁5-10及底部后横梁5-11由左至右整体贯通并通过电阻点焊连接左侧边梁5-5、右侧边梁5-2，并布置有两根完整的贯通的加强筋，进一步的加强了电池箱体底部框架的整体刚度，提升其抗扭及抗弯曲能力。同时底部前横梁5-9设计为前后通用零件，即底部前横梁5-9沿电池箱体前后方向平移后可得底部后横梁5-11。相似的，所述底部中横梁5-10由左至右整体贯通并通过电阻点焊连接左侧边梁5-5、右侧边梁5-2，并布置有两根完整的贯通的加强筋，进一步的加强了电池箱体底部框架的整体刚度，提升其抗扭及抗弯曲能力。同时底部中横梁5-10上布置有4个φ61mm的车身螺栓安装过孔。上述左侧边梁5-5、右侧边梁5-2、左前角梁5-7、右前角梁5-8、前部横梁5-6、后部横梁5-3、底部前横梁5-9、底部中横梁5-10及底部后横梁5-11分别通过电阻点焊及二氧化碳保护焊连接形成一个整体刚强度高防撞能力高的下部框架总成，该总成起到承托并连接电池箱体到车身，为整个电池箱体的安全稳定及保证整体结构强度起到了至关重要的作用。

电池箱体本体4由材料牌号为DC56D+Z的薄壁钢板整体冲压成型，电池箱体本体4底部布置有各种形状不规则的凸台加强筋，加强筋是通过CAE仿真分析形貌优化所得，该布置的加强筋可在材料料厚不发生变化的情况下，整体提升电池箱体一阶弯扭模态，进而提升电池包的整体抗震动能力，电池箱体本体4顶部设置有整体式的法兰翻边面，在法兰翻边面的末端带有加强翻边。同时整体式的电池箱体本体4彻底解决了其他大型电池箱体所不能规避的密封风险，大幅提升电池包的密封性能。

模组安装横梁共由6个模组安装横梁组成，从前至后依次为模组安装横梁一、模组安装横梁二、模组安装横梁三、模组安装横梁四、模组安装横梁五、模组安装横梁六。模组安装横梁一前端与电池箱体本体前端侧壁以及下部框架总成中的前部横梁形成3层板搭接后通过电阻点焊连接，后端在上下方向上与电池箱体本体电阻点焊连接，左右两端整体贯穿支撑在电池箱体本体4内，模组安装横梁一顶端平面上布置有5个φ9mm的安装孔，每个安装孔对应焊接有M8凸焊螺母。相似的，模组安装横梁二左右两端整体贯通并通过电阻点焊连接于电池箱体本体4内壁两端，模组安装横梁二前端设计有焊接翻边，翻边上下搭接在电池箱体本体4底面上并与下部框架总成5中的底部前横梁5-9后端焊接翻边搭接形成三层搭接结构并通过电阻点焊连接。该结构形式有利于力的传递，可将电池模组重力产生的作用力均匀分散到下部框架总成5中从而提升了电池箱体的整体承载能力，在轻量化的同时做到电池箱体整体刚强度的提升。模组安装横梁二后端亦布置有焊接翻边，焊接翻边上均匀分布布置有4处隆起凸台特征，每个特征上开有一个φ9mm的圆孔，特征背面各凸焊有一个M8的凸焊螺母。该安装特征起到水冷板安装的作用，通过该特征可直接将水冷板螺接于模组安装横梁二上，在有限的空间内提升安装钢强度的同时节省了若干安装支架实现了减少整体制造成本及简化工艺的目的。模组安装横梁二上表面布置有若干φ9mm的安装孔，每个安装孔的背面各凸焊有一个M8的凸焊螺母，这些安装孔根据模组安装点均匀布置，主要起到电池模组的安装作用，直接将模组安装在模组安装横梁二上在保证结构刚强度的同时，可通过横梁底部的结构有效保护电池模组防止底部磕碰，提升整个电池包的安全性。相似的，模组安装横梁三左右两端整体贯通通过电阻点焊连接于电池箱体本体4内壁两端，模组安装横梁三前后端分别设计有焊接翻边，翻边上下搭接在电池箱体本体4底面上并与下部框架总成5中的底部中横梁5-10前后端焊接翻边搭接形成三层搭接结构并通过电阻点焊连接，前后端焊接翻边上均各布置有4个隆起凸台特征，每个特征上开有一个φ9mm的圆孔，特征背面各凸焊有一个M8的凸焊螺母，此特征同样用于水冷板安装。模组安装横梁三上表面除了布置有若干模组安装孔外，还特别的均匀布置有若干沉台特征，此特征用于与内部框架中的中间骨架横梁焊接。模组安装横梁三除了起到电池模组以及水冷板的安装作用外，同时还起到电池箱体二级防撞功能，在侧碰及电池包侧向挤压工况中，当下部框架总成5中的前部横梁5-6以及左右侧边梁馈缩失效时，整体贯穿的模组安装横梁三可充当保护电池模组及电池箱体内部换热机构的屏障，防止其受到损伤，进一步的整体提升了电池箱体的安全性能和结构钢强度。特别的，模组安装横梁三与模组安装横梁五为通用零件，即将模组安装横梁三沿电池箱体中心线向后平移即可得模组安装横梁五，通过通用件的设计尽可能的减少了模具投入，同时也大为降低了生产现场的管理及防错的难度。相似的，模组安装横梁四与模组安装横梁三结构功能类似不再累述。特别的，模组安装横梁四上表面开有4个车身安装套管过孔，车身安装套管通过该过孔后与模组安装横梁四通过二氧化碳保护焊连接进一步的增加了车身安装套管的连接强度。相似的，模组安装横梁五与模组安装横梁三为通用零件，不在累述。模组安装横梁六后端与电池箱体本体4后端侧壁以及下部框架总成5中的后部横梁形成3层板搭接后通过电阻点焊连接，前端在上下方向上与电池箱体本体电阻点焊连接，左右两端整体贯穿支撑在电池箱体本体4内，模组安装横梁六顶端平面上布置有若干个φ9mm的电池模组安装孔，每个安装孔对应焊接有M8凸焊螺母。综上，模组安装横梁一至六除了具有提供电池模组安装的功能外，其整体左右贯穿式的结构进一步的补充加强了底部框架并支撑在电池箱体本体内极大程度上的加强了电池箱体的整体结构刚强度、碰撞安全性能。

内部框架总成2由左前角边框、右前角边框、左侧边框、右侧边框、后部边框组成。左前角边框2-4及右前角边框2-5整体呈Z字型，上表面与电池箱体本体4上部法兰焊接面搭接并通过电阻点焊连接，左右前角边框下法兰焊接面分别与模组安装横梁一、模组安装横梁二搭接并通过电阻点焊和二氧化碳保护焊连接。从而左前角边框2-4及右前角边框2-5与电池箱体本体4形成空腔结构，该结构可整体提升电池箱体本体4侧边区域的刚度进而提升抗弯能力。相似的，左侧边框2-3及右侧边框2-1整体呈Z字型结构，上表面与电池箱体本体4上部法兰焊接面搭接并通过电阻点焊连接，左前角边框2-4及右前角边框2-5下法兰焊接面分别与模组安装横梁三、模组安装横梁四、模组安装横梁五搭接并通过电阻点焊和二氧化碳保护焊连接。从而左侧边框2-3及右侧边框2-1与电池箱体本体4形成空腔结构，大幅提升电池箱体抗弯能力，特别的，该腔体在侧碰及电池包挤压工况中可吸收部分能量进而提升电池箱体安全性能。同时左侧边框2-3及右侧边框2-1设计为左右通用结构即左侧边框2-3沿电池箱体中心轴线旋转180°后即为右侧边框2-1。后部边框2-2整体呈C字型结构，其两端与左侧边框2-3及右侧边框2-1通过二氧化碳保护焊连接。其顶部法兰面与电池箱体本体4上端翻边通过电阻点焊连接，顶部法兰面布置有8处折边，折边与车身安装支架两侧搭接并通过电阻点焊连接，该结构进一步稳定了车身安装支架的侧向结构稳定性。中间骨架分总成由3根中间骨架横梁2-6和4根中间骨架纵梁2-7组成骨架结构，通过电阻点焊和二氧化碳保护焊与内侧边框及模组安装横梁连接。该结构除了可以起到阻隔各电池模组防止模组互相挤压碰撞外还可以起到整体加强电池箱体的作用。特别的，三根中间骨架横梁2-6可起到三级防撞结构作用，在侧碰及电池包挤压工况中充当电池模组最后一道防撞屏障，进而大幅提升电池包整体安全性能。

Claims (4)

1.一种电池箱体，包括电池箱体本体、内部框架总成、模组安装横梁总成、下部框架总成，其特征在于：电池箱体本体（4）的上方通过模组安装横梁总成（3）连接内部框架总成（2）；电池箱体本体（4）的下方设有下部框架总成（5）；所述的内部框架总成（2）的一侧通过若干车身安装套管（1）连接下部框架总成（5）。

2.根据权利要求1所述的一种电池箱体，其特征在于：所述的内部框架总成（2）包括中间骨架横梁、中间骨架纵梁、左前角边框、右前角边框、后部边框、左侧边框、右侧边框，所述的中间骨架横梁设有3根，中间骨架纵梁设有4根，并且4根中间骨架纵梁（2-7）及3根中间骨架横梁（2-6）交错连接形成“丰”字结构；位于中间骨架横梁（2-6）的左右两侧分别连接设有左侧边框（2-3）及右侧边框（2-1）；位于中间骨架纵梁（2-7）的头部左右两侧分别设有左前角边框（2-4）及右前角边框（2-5），并且左前角边框（2-4）及右前角边框（2-5）的尾部分别与左侧边框（2-3）及右侧边框（2-1）的头部连接；位于中间骨架纵梁（2-7）的尾部连接后部边框（2-2）。

3.根据权利要求1所述的一种电池箱体，其特征在于：所述的模组安装横梁总成（3）包括6根模组安装横梁，并且6根模组安装横梁两两之间设有间隙；6根模组安装横梁分别嵌设在电池箱体本体（4）内部。

4.根据权利要求1所述的一种电池箱体，其特征在于：所述的下部框架总成（5）包括底部前横梁、底部中横梁、底部后横梁、前部横梁、后部横梁、左前角梁、右前角梁、左侧边梁、右侧边梁、车身安装支架，左侧边梁（5-5）及右侧边梁（5-2）的头部分别连接左前角梁（5-7）及右前角梁（5-8）的一端，左前角梁（5-7）及右前角梁（5-8）的另一端连接前部横梁（5-6），左侧边梁（5-5）及右侧边梁（5-2）的尾部连接后部横梁（5-3），后部横梁（5-3）上连接设有若干车身安装支架（5-4）；所述的左侧边梁（5-5）、右侧边梁（5-2）、左前角梁（5-7）、右前角梁（5-8）、前部横梁（5-6）及后部横梁（5-3）连接形成框架结构；位于框架结构的中部均布连接底部前横梁（5-9）、底部中横梁（5-10）及底部后横梁（5-11），并且左侧边梁（5-5）、右侧边梁（5-2）与底部前横梁（5-9）、底部中横梁（5-10）及底部后横梁（5-11）之间以及左前角梁（5-7）、右前角梁（5-8）与前部横梁（5-6）之间通过若干车身螺柱安装衬套（5-1）连接。

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