CN213184488U - 一种电池模组框体结构、电池包及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池模组框体结构、电池包及电动汽车，包括：底框(1)以及侧框(2)，所述侧框(2)包括由侧面加强筋(21)构成的一个或多个不规则型腔(22)，所述型腔(22)内填充有芯材(3)，所述侧框(2)内表面(24)设置有侧框隔热层(23)。本实用新型通过动力电池包的结构改善，增大动力电池内部与外界环境间的热阻，从根本上对动力电池的保温性能进行提升，从而促使降低能耗，优化动力电池在低温环境下充放电效率，同时对动力电池结构强度的提升也起到促进作用，确保电池结构安全。

Description

一种电池模组框体结构、电池包及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种电池模组框体结构、电池包及电动汽车。

背景技术

动力电池作为新能源汽车的核心供能组件，其动力性能及结构安全性对新能源汽车能否保证低能耗、高安全系数、驾驶体验优良至关重要。然而动力电池的特性受环境温度的影响比较显著，尤其是在低温环境中，其可用能量和功率衰减比较严重，且长期低温环境使用会加速动力电池的老化，缩短使用寿命。

当前行业内对动力电池采取诸如空冷、液冷、相变材料等主动热管理方案，虽然针对低温可以采取主动加热以提升电池温度、改善充放电性能，但是必然跟随有能耗的增加；保温层面的方案，在动力电池自身的角度，通常有在电池箱体内壁粘贴非金属发泡类泡棉或垫一些非金属垫片以增加热阻，此类手段保温效果很有限，无法实现理想的保温；另外，也有从充放电策略的角度对电池进行保温管理，常见的有在充电时，通过电池管理系统对电池温度、环境温度判断，经由充电枪利用电网电能对电池进行预加热，充电结束后未拔充电枪时根据温度判断是否继续利用电网电能对电池进行保温，但这并未从根本上解决电池的保温问题，比如车辆在低温环境下停放且未插枪充电的情况下，再次启动车辆，需直接损耗电池自身较多电量进行加热以保证动力性能，相关策略均未在本质上、从动力电池自身的角度有效提升低温条件下的保温性能；在低温环境电池预热、保温、低温加热甚至在高温冷却等工况下，因电池保温性能的不佳，热管理能效低，大量的能源消耗始终存在。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池模组框体结构、电池包及电动汽车，能够解决电池包的绝热、抗冲击的技术问题。具体方案如下：

根据本实用新型的具体实施方式，第一方面，本实用新型提供一种电池模组框体结构，包括：底框1以及侧框2，所述侧框2包括由侧面加强筋21构成的一个或多个不规则型腔22，所述型腔22内填充有芯材 3，所述侧框2内表面24设置有侧框隔热层23。

可选的，所述底框1包括上底面11、下底面12以及连接所述上底面11和下底面12的侧底面13，所述上底面11、下底面12以及侧底面 13构成密闭空腔14，所述密闭空腔14内填充有所述芯材3。

可选的，所述密闭空腔14内包括多个不规则底面加强筋15，所述密闭空腔14经所述底面加强筋15分割成多个密闭子空腔，所述密闭子空腔内填充有所述芯材3。

可选的，所述下底面12为波浪状。

可选的，所述底框1上表面设置有底框隔热层。

可选的，所述底框隔热层和/或侧框隔热层23通过紧固结构件4固定于所述底框1上表面和/或所述侧框2内表面。

可选的，所述底框1和所述侧框2一体成型。

可选的，还包括盖板，所述盖板内填充有所述芯材3。

根据本实用新型的具体实施方式，第二方面，本实用新型提供一种电池包，包括如上任一所述的电池模组框体结构及电池模组，其中，所述电池模组与所述电池模组框体结构内表面紧密贴合。

根据本实用新型的具体实施方式，第三方面，本实用新型提供一种电动汽车，包括如上所述的电池包。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有如下的技术效果：

本实用新型通过提供一种电池模组框体结构、电池包及电动汽车，通过动力电池包的结构改善，增大动力电池内部与外界环境间的热阻，从根本上对动力电池的保温性能进行提升，从而促使降低能耗，优化动力电池在低温环境下充放电效率。本实用新型通过选用质轻、力学性能及保温性能优良的泡沫铝芯材填充框架结构，在实现根本性提升动力电池保温性能的同时，对电池结构强度的提升起到促进作用，确保电池结构安全，且不会由于结构强度的提升而增加电池质量。

附图说明

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。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的电池模组框体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池模组框体结构侧框剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的电池模组框体结构底框剖视图；

图4为本实用新型另一实施例提供的电池模组框体结构底框剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

实施例1

根据本实用新型的具体实施方式，第一方面，本实用新型提供一种电池模组框体结构，电池模组框体结构用于容纳电池模组，电池模组的结构不限于由圆柱电芯、方壳电芯、软包电芯、刀片电芯等类型电芯集成的动力电池系统。具体包括：底框1以及侧框2，所述侧框2包括由侧面加强筋21构成的一个或多个型腔22，所述型腔22内填充有芯材3，所述侧框2内表面24设置有侧框隔热层23。

作为一种可选的实施方式，以挤压铝型材作为电池模组框体，型材的型腔截面不限于特定形状，其内部填充的芯材包括但不限于闭孔泡沫铝，闭孔泡沫铝于型材腔体内壁致密贴合，贴合方式包括但不限于采用泡沫铝预制件在型材型腔内一体成型。可以理解的，电池模组框体不限于挤压铝型材，还可以包括铸造、钣金冲压结构等工艺形成的电池模组框体。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，侧面加强筋21包括横向侧面加强筋和纵向侧面加强筋，横向侧面加强筋和纵向侧面加强筋构成了多个型腔22，型腔22的大小可以相同也可以不相同，形状可以相同也可以不相同，对此不做限定。作为一种举例，侧面加强筋的厚度可以为5-20mm。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，所述底框1包括上底面11、下底面12以及连接所述上底面11和下底面12的侧底面13，所述上底面11、下底面12以及侧底面13构成密闭空腔14，所述密闭空腔14内填充有所述泡沫铝芯材3。在此实施方式下，所述密闭空腔14为底框1 中连通的一个密闭空腔。为了减小底框与接触面的滑动，底面12可以设计为波浪状，同时可以减轻底框的重量。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，所述密闭空腔14内可以包含多个底面加强筋15，所述密闭空腔14经所述底面加强筋15分割成多个密闭子空腔，所述密闭子空腔内填充有所述泡沫铝芯材3。

本实施例填充的芯材包括但不限于泡沫铝芯材，例如所述泡沫铝芯材为闭孔泡沫铝，闭孔泡沫铝具有优异的力学性能、物理及化学性能，闭孔泡沫铝的胞孔单元是封闭的，闭孔泡沫铝内部有大量单独存在的胞孔，可以通过孔隙率的控制实现低导热系数的隔热、保温效果，另外，闭孔泡沫铝的多孔结构使其具有质量轻的优势，同时更具备优良的能量吸收能力。通过将闭孔泡沫铝填充到电池包框体上，能够在隔热保温及冲击吸能方面具有良好的技术效果。

作为一种可选的实施方式，底面加强筋包括横向底面加强筋和纵向底面加强筋，横向底面加强筋和纵向底面加强筋构成了多个密闭空间，密闭空间的大小可以相同也可以不相同，形状可以相同也可以不相同，对此不做限定。作为一种举例，底面加强筋的厚度可以为3-10mm。

作为一种可选的实施方式，所述泡沫铝芯材3与所述侧框2和/或底框1的结合部设置有粘结层。

闭孔泡沫铝板作为芯材，其表面包覆传统致密材料如金属或非金属复合材料从而构成夹心复合结构。包覆的金属板材质可以为钢或铝合金等某种型号材质；闭孔泡沫铝芯材与框体板材间紧密结合，结合方式不限于胶粘、冶金结合等，发泡工艺不限于熔体发泡法、粉末冶金法等；可依据电池实际结构强度需求对底板闭孔泡沫铝芯层厚度进行设定。

作为一种可选的实施方式，电池模组框体结构外侧的一面结合发泡工艺做具有结构增强效果的成型特征。

如图2所示，作为一种可选的实施方式，所述底框1上表面设置有底框隔热层(未图示)。作为一种可选的实施方式，所述侧框2内表面 24设置有侧框隔热层23。作为一种可选的实施方式，所述底框隔热层和/或侧框隔热层23通过紧固结构件4固定于所述底框1上表面和/或所述侧框2内表面。

作为一种可选的实施方式，隔热层可以采用采用非金属复合板材。非金属复合板材包括但不限于环氧树脂板等硬质片材、EVA发泡垫等导热系数低的材料，以便进一步提升框体的热阻。非金属复合板材也可以通过胶粘等方式粘贴至框体内表面。

作为一种可选的实施方式，所述底框1和所述侧框2可以与所述泡沫铝芯材3一体成型或分体组装成型，本实施例对框体的成型工艺不做限制。

作为一种可选的实施方式，还包括盖板，所述盖板内填充有所述泡沫铝芯材3。盖板与电池模组结合的地方设置有隔热层。

本实用新型通过提供一种电池模组框体结构，通过电池模组框体结构改善，增大动力电池内部与外界环境间的热阻，从根本上对动力电池的保温性能进行提升，从而促使降低能耗，优化动力电池在低温环境下充放电效率。通过选用质轻、力学性能及保温性能优良的泡沫铝芯材填充框架结构，在实现根本性提升动力电池保温性能的同时，对电池结构强度的提升起到促进作用，确保电池结构安全，且不会由于结构强度的提升而增加电池质量。

实施例2

本实施例中与实施例1相同的结构不再赘述，相同的结构部分具有相同的技术效果，也不再赘述。根据本实用新型的具体实施方式，第二方面，本实用新型提供一种电池包，包括如上任一所述的电池模组框体结构及电池模组，其中，所述电池模组与所述电池模组框体结构内表面紧密贴合。

本实施例所述的电池包，包括但不限于空冷、液冷、相变材料等任何主动热管理方案的动力电池。

电池包内部，电芯以各种排列组合形式通过胶粘、焊接、绑带等方式组合成一个或多个尺寸或大或小的电池模组，并通过螺栓紧固或胶粘或是两者结合的方式牢靠装配于电池包内部。电芯模组紧密贴合电池壳体的底板、侧壁或者电池上盖。

本实用新型通过提供一种电池包，通过动力电池包的结构改善，增大动力电池内部与外界环境间的热阻，从根本上对动力电池的保温性能进行提升，从而促使降低能耗，优化动力电池在低温环境下充放电效率。通过选用质轻、力学性能及保温性能优良的泡沫铝芯材填充框架结构，在实现根本性提升动力电池保温性能的同时，对电池结构强度的提升起到促进作用，确保电池结构安全，且不会由于结构强度的提升而增加电池质量。

实施例3

本实施例中与实施例1或2相同的结构不再赘述，相同的结构部分具有相同的技术效果，也不再赘述。根据本实用新型的具体实施方式，本实用新型提供一种电动汽车，包括如上所述的电池包。电池包通过配套的电路控制系统给电动汽车供电。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池模组框体结构，其特征在于包括：底框(1)以及侧框(2)，所述侧框(2)包括由侧面加强筋(21)构成的一个或多个型腔(22)，所述型腔(22)内填充有芯材(3)，所述侧框(2)内表面(24)设置有侧框隔热层(23)。

2.根据权利要求1所述的电池模组框体结构，其特征在于，所述底框(1)包括上底面(11)、下底面(12)以及连接所述上底面(11)和所述下底面(12)的侧底面(13)，所述上底面(11)、所述下底面(12)以及所述侧底面(13)构成密闭空腔(14)，所述密闭空腔(14)内填充有所述芯材(3)。

3.根据权利要求2所述的电池模组框体结构，其特征在于，所述密闭空腔(14)内包括多个底面加强筋(15)，所述密闭空腔(14)经所述底面加强筋(15)分割成多个密闭子空腔，所述密闭子空腔内填充有所述芯材(3)。

4.根据权利要求2或3所述的电池模组框体结构，其特征在于，所述下底面(12)为波浪状。

5.根据权利要求1所述的电池模组框体结构，其特征在于，所述底框(1)上表面设置有底框隔热层。

6.根据权利要求5所述的电池模组框体结构，其特征在于，所述底框隔热层和/或侧框隔热层(23)通过紧固结构件(4)固定于所述底框(1)上表面和/或所述侧框(2)内表面。

7.根据权利要求1所述的电池模组框体结构，其特征在于，所述底框(1)和所述侧框(2)一体成型。

8.根据权利要求1所述的电池模组框体结构，其特征在于，还包括盖板，所述盖板内填充有所述芯材(3)。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的电池模组框体结构及电池模组，其中，所述电池模组与所述电池模组框体结构内表面紧密贴合。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包。

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