CN212113820U - 电池包上壳体及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池包技术领域，提供一种电池包上壳体及电池包。本实用新型所述的电池包上壳体包括壳体，所述壳体上设有沿所述壳体的长度方向延伸且沿所述壳体表面向上凸出的第一加强筋，所述壳体的位于所述第一加强筋的两侧设有沿所述壳体表面向上凸出的第二加强筋，所述第二加强筋相对于所述第一加强筋倾斜设置。本实用新型的电池包上壳体能够有效增加了壳体的结构强度，使得壳体能够对抗高温、外力冲击，可有效避免整车柱碰、侧碰、后碰测试过程上壳体挤压模组的风险，同时高强度的壳体结构设计提高了电池包抵抗热失控的能力，可有效避免热失控时壳体开裂风险，阻止热失控扩散，提高了电池包的安全性能。

Description

电池包上壳体及电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池包技术领域，特别涉及一种电池包上壳体及电池包。

背景技术

现有电池包方案中，电池包上壳体多采用SMC材质，下壳体多采用铝型材拼焊和铸铝结构。随着电动汽车厂家对电池续航里程要求越来越高，国内的动力电池厂商纷纷把重点投向高镍三元方向，但问题也随之而来，镍比例越高，正极材料的热稳定性就越差，在遇到高温、外力冲击等情况时，高镍锂电池会存在安全隐患。而将SMC材质的上壳体应用在高镍锂电池中，发生热失控时，电池包上壳体很容易开裂，导致存在严重危害乘客安全的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种能够对抗高温、外力冲击，有效避免热失控时壳体开裂风险的电池包上壳体及电池包。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池包上壳体，包括壳体，所述壳体上设有沿所述壳体的长度方向延伸且沿所述壳体表面向上凸出的第一加强筋，所述壳体的位于所述第一加强筋的两侧设有沿所述壳体表面向上凸出的第二加强筋，所述第二加强筋相对于所述第一加强筋倾斜设置。

可选地，所述第二加强筋设置在所述壳体的沿所述长度方向的一端。

可选地，所述第二加强筋设置为沿所述壳体的一端至另一端的方向上远离所述第一加强筋倾斜延伸。

可选地，所述壳体的中部向上凸出形成翻折面，所述第一加强筋和所述第二加强筋设置在所述翻折面上。

可选地，所述壳体包括位于所述翻折面四周用于固定所述壳体的贴合面，所述贴合面的一侧通过固定面连接于所述翻折面，所述固定面设置为沿所述贴合面所在平面向上凸出且凸出高度低于所述翻折面。

可选地，所述翻折面与所述固定面的交界处设有沿所述固定面所在平面向上凸出的局部加强部；和/或

所述贴合面的另一侧向下延伸形成能够包覆下壳体的边梁的翻边。

可选地，所述贴合面与所述固定面之间通过斜面过渡连接。

可选地，所述贴合面上设有用于穿过固定所述壳体的密封件的定位孔，所述固定面上形成用于避让所述定位孔的避让孔，所述避让孔与所述斜面之间通过圆角过渡连接。

可选地，所述壳体上设有垂直于所述第一加强筋的第三加强筋，所述第三加强筋设置为沿所述壳体表面向下凹陷以能够与横梁相抵接。

本实用新型第二方面提供一种电池包，包括上壳体和下壳体，其中，所述上壳体采用上述任意方案所述的电池包上壳体。

相对于现有技术，本实用新型所述的电池包上壳体具有以下优势：

本实用新型的电池包上壳体通过在壳体上设置沿壳体长度方向延伸的第一加强筋以及位于所述第一加强筋两侧且相对第一加强筋倾斜设置的第二加强筋，从而有效增加了壳体的结构强度，使得壳体能够对抗高温、外力冲击，可有效避免整车柱碰、侧碰、后碰测试过程上壳体挤压模组的风险，同时高强度的壳体结构设计提高了电池包抵抗热失控的能力，可有效避免热失控时壳体开裂风险，阻止热失控扩散，提高了电池包的安全性能。同时，第一加强筋和第二加强筋的设计能够有效避免壳体碰撞仿真过程中薄弱区域凹陷挤压模组，进而可有效抵抗碰撞过程壳体变形。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种实施方式所述的电池包上壳体的结构示意图；

图2为图1的电池包上壳体的角部的局部放大图；

图3为图1的电池包上壳体的侧部的局部放大图；

图4为图1的电池包上壳体的剖视图；

图5为图1的电池包上壳体的第三加强筋处局部放大图；

图6为图1的电池包上壳体与边梁安装结构示意图；

图7为图1的电池包上壳体与横梁安装结构示意图。

附图标记说明：

1—壳体、2—第一加强筋、3—第二加强筋、4—翻折面、5—贴合面、6—固定面、7—局部加强部、8—边梁、9—翻边、10—斜面、11—密封件、12—定位孔、13—避让孔、14—圆角、15—第三加强筋、16—横梁、17—安装孔、18—密封螺栓、19—缺口、20—密封胶条。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

结合图1-图5，根据本实用新型的一个方面，提供一种电池包上壳体，包括壳体1，所述壳体1上设有沿所述壳体1的长度方向延伸且沿所述壳体1表面向上凸出的第一加强筋2，所述壳体1的位于所述第一加强筋2的两侧设有沿所述壳体1表面向上凸出的第二加强筋3，所述第二加强筋3相对于所述第一加强筋2倾斜设置。

其中，第一加强筋2和第二加强筋3的设计可有效抵抗壳体变形并抬高壳体，以增大上壳体距离模组间隙，防止碰撞过程壳体变形挤压模组，降低热失控风险，提升整包安全系数。具体地，第一加强筋2沿壳体1的长度方向延伸，可有效降低上壳体在X方向的变形，而第二加强筋3能够增加壳体1的局部强度。具体地，第二加强筋3设置在第一加强筋2的沿壳体1的宽度方向的两侧，而第一加强筋2优选设置在壳体1宽度方向的中部并沿壳体1长度方向延伸。

可见，本实用新型的电池包上壳体通过在壳体上设置沿壳体长度方向延伸的第一加强筋以及位于所述第一加强筋两侧且相对第一加强筋倾斜设置的第二加强筋，从而进一步增加了壳体的结构强度，使得壳体能够对抗高温、外力冲击，可有效避免整车柱碰、侧碰、后碰测试过程上壳体挤压模组的风险，同时高强度的壳体结构设计提高了电池包抵抗热失控的能力，可有效避免热失控时壳体开裂风险，阻止热失控扩散，提高了电池包的安全性能。同时，第一加强筋和第二加强筋的设计能够有效避免壳体碰撞仿真过程中薄弱区域凹陷挤压模组，进而可有效抵抗碰撞过程壳体变形。

需要说明的是，本实用新型的上壳体采用钣金成型工艺制作而成，壳体采用高强度钢板材料，厚度可选取0.8mm，其抗拉强度为传统SMC材质壳体的5.6倍以上、延伸率为SMC材质壳体的14倍以上、重量为SMC材质壳体的1.09倍，相比SMC壳体来说，钣金壳体在增加些许重量的情况下，大幅增加了壳体的材料强度，同时有效提高了电池包的抵抗热失控的能力。

其中，第二加强筋3相对于第一加强筋的倾斜角度和方向将根据碰撞仿真结果适应性调整。由于碰撞仿真过程中，图1中第二加强筋3的位置，即位于壳体1长度方向一端的两侧，容易出现凹陷挤压模组的问题，因此，优选将所述第二加强筋3设置在所述壳体1的沿所述长度方向的一端，并在第一加强筋2的两侧对应设置。

为根据实际仿真结果，更好地提升上壳体的强度，所述第二加强筋3设置为沿所述壳体1的一端至另一端的方向上远离所述第一加强筋2倾斜延伸。在本实施方式中，第一加强筋2的每一侧分别设置三条平行的第二加强筋3，第二加强筋3的设计长度将根据区域大小适应性调整。此外，在壳体1沿长度方向一端未设置第二加强筋3的区域可单独设置尺寸较小的局部加强筋，以与第二加强筋3配合作用，进一步提升壳体1该端的强度，尽可能避免碰撞过程中的凹陷问题。

为进一步增加上壳体与模组的间隙，提高安全性，所述壳体1的中部整体向上凸出形成翻折面4，所述第一加强筋2和所述第二加强筋3设置在所述翻折面4上，同时翻折面4的设计还能够有效提升上壳体的强度。

上壳体装配过程中，通常与下壳体的边梁和横梁进行固定，为便于实现装配的目的，所述壳体1包括位于所述翻折面4四周用于固定所述壳体1的贴合面5，所述贴合面5的一侧通过固定面6连接于所述翻折面4，所述固定面6设置为沿所述贴合面5所在平面向上凸出且凸出高度低于所述翻折面4。

需要说明的是，固定面6将围绕翻折面4的外周边缘设置，而贴合面5将进一步围绕固定面6的外周边缘设置，上壳体安装过程中，贴合面5和固定面6处用于与下壳体的边梁8配合安装。结合图6，具体安装过程中，贴合面5与边梁8顶面贴合设置，固定面6与边梁8顶面之间通过密封胶条20固定，从而通过密封胶条20进行密封，防止杂物进入电池包内部，而密封胶条20设置在贴合面5的里侧，不仅能够抵挡车辆行驶中外界飞溅的石子对密封胶条20的伤害，还可以在洗车时抵挡外界的高压水汽对密封胶条20的喷射，保护密封胶条20不受外界损坏，保证电池包长久的密封性。

值得注意的是，所述贴合面5的另一侧向下延伸形成能够包覆下壳体的边梁8的翻边9。也就是说，翻边9形成于贴合面5的外沿。上壳体安装过程中，翻边9将搭设在边梁8的外侧，有效避免外部火烧和高压喷水试验过程中外部侵入因素损伤密封胶条20，保证整包密封性能，从而进一步提高上壳体防止杂物进入电池包内部的能力，使电池包满足IP67防护等级的要求。

通过图4可以看出，翻折面4相对于固定面6和贴合面5来说，将进一步提升壳体1距离模组的间隙，从而在保证上壳体外周边缘与边梁8配合安装的基础上，有效提高壳体1中部与电池模组之间的距离，以同步提升电池包的安全性和结构强度。

考虑到翻折面4与固定面6的交界区域在碰撞仿真过程表现出易向内部凹陷、易产生挤压模组风险，为克服上述问题，所述翻折面4与所述固定面6的交界处设有沿所述固定面6所在平面向上凸出的局部加强部7。具体地，所述局部加强部7的数量为多个，多个所述局部加强部7沿所述翻折面4的外周间隔设置，从而有效的增加翻折面4的抗冲击强度，避免碰撞过程上壳体翻折面4区域挤压模组，降低热失控风险，提升整包安全系数。

进一步地，所述贴合面5与所述固定面6之间通过斜面10过渡连接。其中，贴合面5位于固定面6的外侧，因此斜面10将朝向贴合面5向外倾斜延伸。此外，所述贴合面5上设有用于穿过固定所述壳体1的密封件11的定位孔12，边梁8内开设螺纹盲孔，密封件11穿过定位孔12固定在边梁8的螺纹盲孔中，上述密封件可采用螺栓结构。所述固定面6上形成用于避让所述定位孔12的避让孔13，所述避让孔13与所述斜面10之间通过圆角14过渡连接。所述避让孔13、所述斜面10以及所述圆角14的设计能够降低上壳体此区域的成型难度，降低局部应力集中。值得注意的是，斜面10延伸至超出定位孔12中心连线的位置，以增强密封件11的压接效果，降低固定面6在压紧密封胶条20时的变形量，保证密封胶条20有效压缩量。

为增强上壳体在Y方向的强度，降低上壳体在Y方向的变形，所述壳体1上设有垂直于所述第一加强筋2的第三加强筋15，所述第三加强筋15设置为沿所述壳体1表面向下凹陷以能够与横梁16相抵接。其中，第三加强筋15的宽度较窄，以保证上壳体与模组之间有足够的安全间隙。而第三加强筋15的顶部凹陷还能够用于疏通水流，防止局部积水，提升整包防腐性能。

进一步地，第三加强筋15上设有用于穿过密封螺栓18的安装孔17，所述第三加强筋15的与所述安装孔17相对应的两侧向外凸出以用于避让所述密封螺栓18。结合图7，上壳体安装过程中，第三加强筋15底面将与横梁16顶面相抵接，密封螺栓18穿过安装孔17固定在横梁16上，由此第三加强筋15的设计，不仅便于提升密封螺栓18的固定效果，还能够通过下凹来提升上壳体的强度。此外，在安装孔17处预留等电位点，且等电位点区域无需进行电泳处理，在上壳体安装密封螺栓18打紧后，等电位点与下壳体的横梁16紧密结合，从而保证上壳体和下壳体之间的零电位差。

由于密封螺栓18固定过程中，密封螺栓18的杆部将穿过上壳体固定于下壳体的横梁16上，实现上壳体与下壳体横梁16之间的密封安装，可见此种密封方式无需在横梁16上开设槽，省去横梁16的加工工序，同时能够减小横梁的设计尺寸，进而达到减轻电池包重量的目的。另外，通过图7可以看出，本实用新型的密封螺栓18自带能够与上壳体表面相接触的较大密封面，因此能够保证密封效果，而横梁7上仅用于穿过密封螺栓18的杆部，且由于杆部直径较小，进而相对于在横梁16上设置拉铆螺母等的固定方式来说，同样能够相应减小横梁16的设计尺寸，只要保证横梁16的宽度设计能够满足杆部的安装即可，同时为了与横梁16的宽度尺寸相配合，第三加强筋15的宽度尺寸也可适应性减小。

在本实施方式中，壳体1的四角进行局部切割，形成有用于避让边梁8焊缝的缺口19，缺口19的设计既能防止成型过程此区域起皱，又能达到轻量化的目的。

本实用新型第二方面提供一种电池包，包括上壳体和下壳体，其中，所述上壳体采用上述任意方案所述的电池包上壳体。该电池包通过采用上述电池包上壳体，能够提升整体电池包的强度，有效避免热失控时壳体开裂风险，阻止热失控扩散，提高了电池包的安全性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包上壳体，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)上设有沿所述壳体(1)的长度方向延伸且沿所述壳体(1)表面向上凸出的第一加强筋(2)，所述壳体(1)的位于所述第一加强筋(2)的两侧设有沿所述壳体(1)表面向上凸出的第二加强筋(3)，所述第二加强筋(3)相对于所述第一加强筋(2)倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的电池包上壳体，其特征在于，所述第二加强筋(3)设置在所述壳体(1)的沿所述长度方向的一端。

3.根据权利要求2所述的电池包上壳体，其特征在于，所述第二加强筋(3)设置为沿所述壳体(1)的一端至另一端的方向上远离所述第一加强筋(2)倾斜延伸。

4.根据权利要求1所述的电池包上壳体，其特征在于，所述壳体(1)的中部向上凸出形成翻折面(4)，所述第一加强筋(2)和所述第二加强筋(3)设置在所述翻折面(4)上。

5.根据权利要求4所述的电池包上壳体，其特征在于，所述壳体(1)包括位于所述翻折面(4)四周用于固定所述壳体(1)的贴合面(5)，所述贴合面(5)的一侧通过固定面(6)连接于所述翻折面(4)，所述固定面(6)设置为沿所述贴合面(5)所在平面向上凸出且凸出高度低于所述翻折面(4)。

6.根据权利要求5所述的电池包上壳体，其特征在于，所述翻折面(4)与所述固定面(6)的交界处设有沿所述固定面(6)所在平面向上凸出的局部加强部(7)；和/或

所述贴合面(5)的另一侧向下延伸形成能够包覆下壳体的边梁(8)的翻边(9)。

7.根据权利要求5所述的电池包上壳体，其特征在于，所述贴合面(5)与所述固定面(6)之间通过斜面(10)过渡连接。

8.根据权利要求7所述的电池包上壳体，其特征在于，所述贴合面(5)上设有用于穿过固定所述壳体(1)的密封件(11)的定位孔(12)，所述固定面(6)上形成用于避让所述定位孔(12)的避让孔(13)，所述避让孔(13)与所述斜面(10)之间通过圆角(14)过渡连接。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的电池包上壳体，其特征在于，所述壳体(1)上设有垂直于所述第一加强筋(2)的第三加强筋(15)，所述第三加强筋(15)设置为沿所述壳体(1)表面向下凹陷以能够与横梁(16)相抵接。

10.一种电池包，其特征在于，包括上壳体和下壳体，其中，所述上壳体采用权利要求1-9中任意一项所述的电池包上壳体。

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