CN217281074U - 电池箱下箱体组件、电池箱、电池包及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种电池箱下箱体组件、电池箱、电池包及电动汽车，该电池箱下箱体组件，包括具有上端开口的容置腔的下箱体本体，容置腔内设有加强单元，加强单元包括设置于容置腔内的电气元件盒，电气元件盒用于容纳电气元件，电气元件盒至少与容置腔的腔底面连接。使用设置加强单元的下箱体组件组装电池包时，在电池包组装完成后，可以在容置腔内灌导热胶，使电池模组、加强单元以及容置腔的内壁成为一个整体，加强了电池包的整体强度；通过电气元件盒容纳电气元件，在向容置腔内灌导热胶时可保护电气元件不被沾染；电气元件盒的体积，可以根据所需的灌胶量和电池总体质量适应性设计，从而控制电池包的总体质量，对电池能量密度有利。

Description

电池箱下箱体组件、电池箱、电池包及电动汽车
本申请要求申请日为2021年12月20日的中国专利申请202111567173.8的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。
技术领域
本实用新型涉及一种电池箱下箱体组件、电池箱、电池包及电动汽车。
背景技术
电动汽车的电池模组、电气元件(例如控制板等)常安装于电池箱中。电池箱，除了用来帮助电池模组、电气元件绝缘防水之外，还可以保护电池模组、电气元件免受碰撞。
为了保证电池箱内的电池模组、电气元件不受损伤，需要保证电池箱的强度。在现有技术中，为了提高电池箱的强度，一般都是通过使用更高强度的箱体材料来提高电池箱的强度。因此，目前市面上的电动汽车基本上都采用钣金材质电池箱。而这种优化方式，一方面提升的强度受到材质的限制，对材料本身的性能提出了较高的要求，容易导致成本大幅度增加。而且钣金材质导热系数高，保温性能差，限制了电动汽车在寒冷地区的推广。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种有效提高电池箱强度并保护电气元件的电池箱下箱体组件、电池箱、电池包及电动汽车。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本实用新型涉及一种电池箱下箱体组件，包括具有上端开口的容置腔的下箱体本体，所述容置腔至少用于容纳若干电池模组和电气元件，所述容置腔内设有加强单元，所述加强单元包括设置于所述容置腔内的电气元件盒，所述电气元件盒用于容纳所述电气元件，所述电气元件盒至少与所述容置腔的腔底面连接。
在本技术方案中，使用设置加强单元的下箱体组件组装电池包时，在电池包组装完成后，可以在容置腔内灌导热胶，使电池模组、加强单元以及容置腔的内壁成为一个整体，加强了电池包的整体强度；通过电气元件盒容纳电气元件，在向容置腔内灌导热胶时可保护电气元件不被导热胶沾染；电气元件盒的体积，可以根据所需的灌胶量和电池总体质量适应性设计，从而控制电池包的总体质量，对电池能量密度有利。其中，电气元件盒粘接到腔底面上，在固定电气元件盒的同时，还对容置腔的内部支撑力起到加强作用，增强了下箱体本体的整体强度。在此基础上，还可以将电气元件盒的侧壁与容置腔的腔侧壁连接，使得电气元件盒与容置腔的接触面积变大，进一步增强了下箱体本体的整体强度。
较佳地，所述加强单元包括设置于所述容置腔内至少一个角处的电气元件盒，和/或设置于所述容置腔内至少一个侧壁处的电气元件盒；且所述电气元件盒设置于所述容置腔用于放置电池模组的区域之外。
在本技术方案中，电气元件盒设置在下箱体本体的内角处时，增强了下箱体本体的内角处的支撑力，实现对下箱体本体的加固；电气元件盒设置在下箱体本体的侧壁处时，增强了下箱体本体的内侧壁的支撑力，实现对下箱体本体的加固；电气元件盒均设置于容置腔用于放置电池模组的区域之外，电气元件盒的设置并不会占用电池模组的放置空间，不会因设置了电气元件盒而导致电池容量密度的降低。
较佳地，所述下箱体本体的一侧设有与容置腔相连通的电连接器预留口，所述容置腔内侧壁处设有电连接器加强结构，至少一个所述电气元件盒设置于所述电连接器加强结构所在的容置腔内侧壁处。
在本技术方案中，设置于电连接器加强结构所在的容置腔内侧壁处的电气元件盒，可进一步加强电连接器加强结构所在的内侧壁的强度。
较佳地，所述电气元件盒具有朝上的开口，且所述电气元件盒的盒体高度不小于所述下箱体本体内的灌胶高度。
在本技术方案中，当电气元件盒具有开口时，电气元件盒的开口的高度不小于下箱体本体内的灌胶高度，使灌导热胶时导热胶不会与电气元件相接触；同时，也可以以电气元件盒的开口的高度为标准，控制灌胶量。
较佳地，所述电气元件盒与所述容置腔通过粘接或焊接相连接。
在本技术方案中，通过粘接或焊接的方式将电气元件盒与容置腔进行连接，一体性更好，操作方便，且不破坏下箱体本体，使下箱体本体的强度更大。
较佳地，所述电气元件盒的内部设有用于固定所述电气元件的预埋螺钉或卡扣。
在本技术方案中，通过使用预埋螺栓或卡扣的连接设计，能够方便地实现对电气元件的连接，实现固定连接的同时还方便拆卸。
较佳地，所述加强单元还包括横梁，所述横梁沿所述容置腔宽度方向设置于所述容置腔内，并至少与所述容置腔的腔底面连接，用于将所述容置腔内的所容纳的若干电池模组隔为至少两部分。
在本技术方案中，在容置腔内宽度方向上设置横梁，能够有效提升电池箱在使用过程中的强度，减少或者避免在电池包底部或者电动汽车上额外设置承托梁。而且，设置在电池箱内部的横梁，相较于设置在电池箱贴合于箱底的金属钢片的形式，抗变形能力更强；一方面，由于横梁设置于容置腔内，横梁可以通过增加高度的方式提高强度；另一方面，设置于电池箱内部的横梁，抵抗变形时处于受压状态，相较于箱底加强板抵抗变形时处于受拉变形状态，横梁的承受变形能力更强。另外，通过设置横梁，可以根据需要将容置腔分隔出若干供电池模组安装的区域，使若干电池模组可以规则地排列于容置腔内，方便了电池模组的放置和规整。
较佳地，所述横梁为长条形盒体结构，具有开口朝上的空腔，用于容纳所述电气元件，所述横梁的盒体高度不小于所述下箱体本体内的灌胶高度。
在本技术方案中，通过在横梁上设置开口朝上的空腔，可以在该空腔中放置电气元件。横梁，一方面起到提高下箱体本体的强度的作用，另一方面也起到保护放置于空腔内的电气元件的作用。
较佳地，所述横梁与所述容置腔通过粘接或焊接相连接。
在本技术方案中，通过粘接或焊接的方式将横梁与容置腔进行连接，一体性更好，操作方便，且不破坏下箱体本体，使下箱体本体的强度更大。
较佳地，所述下箱体本体具有由非金属复合材料制成的壳体；和/或，所述加强单元由金属材料制成或由非金属复合材料制成。
在本技术方案中，下箱体本体的壳体由非金属材料制成，能够提高下箱体本体的保温效果，进而增强整个电池包的保温效果。优选下箱体本体包括叠放设置的外壳体和内壳体，且内壳体与外壳体之间设置有加强筋，加强筋将内壳体与外壳体之间隔成若干腔室，形成腔室结构。下箱体由外壳体、内壳体组成，并且在外壳体和内壳体之间设置有加强筋，使得非金属复合材质下箱体的结构得到了强化，以满足电池箱的强度要求。并且，在外壳体与内壳体之间还形成有腔室结构，以提高下箱体的隔热保温效果，同时，下箱体由非金属复合材料制成，与金属材料的壳体相比，进一步增强了保温性能，而且非金属复合材料的密度比金属材料更小。相对于金属材料下箱体，本申请的非金属复合材料下箱体在满足电池箱强度要求的情况下，保温性能更好，重量比金属材质箱体轻，生产工艺更加简单，提高了经济效益。
加强单元可以根据需要采用金属材料或非金属复合材料制成。
非金属复合材料可以是纤维增强树脂基复合材料，也可以是其他重量轻、具有一定强度和高温性能的高分子复合材料，优选非金属复合材料为纤维增强树脂基复合材料，其具有较好的强度和保温性能，而且加工成型方便。进一步优选非金属复合材料为玻璃纤维增强树脂基复合材料，更进一步优选非金属复合材料为SMC(Sheet molding compound)，又称为片状模塑料，是一种高分子复合材料，主要原料由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂组成。经高温一次模压成型，具有机械强度高、材料重量轻、耐腐蚀、使用寿命长，绝缘强度高、耐电弧、阻燃、密封性能好，且产品设计灵活，易规模化生产，并有安全美观的优点，具有全天候防护功能，克服了金属材质箱体的易锈蚀、寿命短和隔热保温性能差等缺陷。
本实用新型还涉及一种电池箱，包括上盖及上述电池箱下箱体组件，所述上盖盖设于所述下箱体本体上，并覆盖所述容置腔的开口。
在本技术方案中，使用上述具有加强单元的下箱体组件，可以提高电池箱的强度，起到保护电池箱内部的电池单元、电气元件的作用，加强了电池包的整体强度。
本实用新型还涉及一种电池包，包括上述电池箱，还包括设置于所述容置腔中的若干电池单元和电气元件。
在本技术方案中，使用上述电池箱的电池包，起到保护电池箱内部的电池单元、电气元件的作用，加强了电池包的整体强度。电池单元包括电芯(无模组单元)或由电芯形成的电池模组。
较佳地，所述电池单元粘接于所述容置腔的腔底面，所述电气元件设置于所述电气元件盒内，所述电池单元、所述电气元件盒和所述容置腔之间的间隙内填充导热胶。
在本技术方案中，将电池单元通过底部结构胶安装于容置腔的腔底面，电池单元自身的刚度增强了电池箱的强度。而进一步将多个电池单元通过灌装导热胶的方式形成一个整体，利用导热胶实现加强固定，使电池包的强度得到提升。特别是使用相对钣金材料强度较弱的复合材料制成的电池箱，通过上述设计，可以有效地提高电池包的整体强度。
本实用新型还涉及一种电动汽车，包括上述电池包。
在本技术方案中，将上述电池包用于电动汽车时，由于电池包的整体强度较高，可以大幅度减小电池包的损坏可能性，提高电动汽车的行驶安全性。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
本实用新型的积极进步效果在于：
上述电池箱下箱体组件、电池箱、电池包及电动汽车，使用设置加强单元的下箱体组件组装电池包时，在电池包组装完成后，可以在容置腔内灌导热胶，使电池模组、加强单元以及容置腔的内壁成为一个整体，加强了电池包的整体强度；通过电气元件盒容纳电气元件，在向容置腔内灌导热胶时可保护电气元件不被沾染；电气元件盒的体积，可以根据所需的灌胶量和电池总体质量适应性设计，从而控制电池包的总体质量，对电池能量密度有利；无需在底部使用横跨电池箱的承托板进行加强，特别适合于非金属复合材料材料壳体电池包，特别是用作快换的快换电池包。
附图说明
图1为本实用新型电池包的结构示意图。
图2为本实用新型电池箱下箱体组件的结构示意图。
图3为图2所示的电池箱下箱体组件放置电池模组、电气元件的结构示意图。
图4为图2所示的电池箱下箱体组件的电气元件盒放置电气元件的结构示意图。
图5为图2所示的电池箱下箱体组件的电气元件盒的结构示意图。
图6为图3所示的电池箱下箱体组件的横梁区域的局部放大图。
图7为图2所示的电池箱下箱体组件的横梁的结构示意图。
图8为本实用新型的上盖的结构示意图。
图9为本实用新型的下箱体本体的结构示意图。
附图标记说明
电池箱100
上盖101
箱盖外壳103
隔热层104
保护层105
下箱体组件102
容置腔1
腔底面11
腔侧壁12
下箱体本体2
外壳体21
加强筋22
内壳体23
加强单元3
电气元件盒31
开口311
预埋螺钉312
横梁32
空腔321
电连接器预留口4
电连接器加强结构5
电池模组200
电气元件300
连接片301
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例
图1所示为电动汽车所使用的电池包，该电池包包括电池箱100和设置于电池箱100内的若干电池模组200和若干电气元件300。其中，电池模组200用于存储电量，电气元件300用于连接电池模组200及外部部件。
而电池箱100，包括上盖101及下箱体组件102。如图2、图3所示，电池箱下箱体组件102包括具有上端开口的容置腔1的下箱体本体2，容置腔1用于容纳若干电池模组200和若干电气元件300。上盖101盖设于下箱体本体2上，并覆盖容置腔1的开口。
如图2、图3所示，该下箱体组件102，其容置腔1内设有加强单元3。通过在容置腔1内设置加强单元3，可实现容置腔1内部支撑力的加强。使用设置加强单元3的下箱体组件102组装电池包时，在电池包组装完成后，可以在容置腔1内灌导热胶，使电池模组200、加强单元3以及容置腔1的内壁成为一个整体，加强了电池包的整体强度。
其中，加强单元3包括设置于容置腔1内的电气元件盒31，电气元件盒31用于容纳电气元件300，电气元件盒31与容置腔1的腔底面11连接。通过电气元件盒31容纳电气元件300，在向容置腔1内灌导热胶时可保护电气元件300不被导热胶沾染。电气元件盒31的体积，可以根据所需的灌胶量和电池总体质量适应性设计，从而控制电池包的总体质量，对电池能量密度有利。
电气元件盒31可以通过粘接的方式固定到容置腔1内。其中，电气元件盒31粘接到腔底面11上，在固定电气元件盒31的同时，还对容置腔1的内部支撑力起到加强作用，增强了下箱体本体2的整体强度。在此基础上，还可以将电气元件盒31的侧壁与容置腔1的腔侧壁12连接，使得电气元件盒31与容置腔1的接触面积变大，进一步增强了下箱体本体2的整体强度。
除粘接的方式以外，电气元件盒31与容置腔1也可以焊接相连接。通过粘接或焊接的方式将电气元件盒31与容置腔1进行连接，一体性更好，操作方便，且不破坏下箱体本体2，使下箱体本体2的强度更大。
如图2至图3所示，电气元件盒31可以设置于容置腔1内的一个角处，或者设置于容置腔1内的侧壁处。在本实施例中，电气元件盒31的数量为三个，其中一个电气元件盒31设置于容置腔1内的一个角处，而另两个电气元件盒31设置于容置腔1内的侧壁处。电气元件盒31设置在下箱体本体2的内角处时，增强了下箱体本体2的内角处的支撑力，实现对下箱体本体2的加固；电气元件盒31设置在下箱体本体2的侧壁处时，增强了下箱体本体2的内侧壁的支撑力，实现对下箱体本体2的加固。且，这三个电气元件盒31均设置于容置腔1用于放置电池模组200的区域之外，电气元件盒31的设置并不会占用电池模组200的放置空间，不会因设置了电气元件盒31而导致电池容量密度的降低。
如图2至图3所示，下箱体本体2的一侧设有与容置腔1相连通的电连接器预留口4，容置腔1内侧壁处设有电连接器加强结构5。如图2至图3所示，两个电气元件盒31设置于电连接器加强结构5所在的容置腔1内侧壁处。设置于电连接器加强结构5两侧的两个电气元件盒31，可进一步加强电连接器加强结构5所在的内侧壁的强度。
在本实施例，电气元件盒31的数量为三个。在其他实施例中，电气元件盒31的数量，可根据实际需求进行设置；电气元件盒31的位置和体积也可以根据实际需求设置，并不限定于本实施例。
如图4至图5所示，电气元件盒31具有朝上的开口311，且电气元件盒31的盒体高度不小于下箱体本体2内的灌胶高度。当电气元件盒31具有开口311时，电气元件盒31的开口311的高度不小于下箱体本体2内的灌胶高度，使灌导热胶时导热胶不会与电气元件300相接触。同时，也可以以电气元件盒31的开口311的高度为标准，控制灌胶量。
如图4至图5所示，电气元件盒31的内部设有用于固定电气元件300的预埋螺钉312。电气元件300上设有可以套在预埋螺钉312上的连接片301。通过使用预埋螺栓312和连接片301的设计，能够方便地实现对电气元件300的连接，实现固定连接的同时还方便拆卸。在其他实施例中，也可以使用其它连接方式实现电气元件盒31与电气元件300的连接，比如可使用相对应的卡扣进行连接。
如图2至图3所示，加强单元3还包括横梁32，横梁32沿容置腔1宽度方向设置于容置腔1内，并与容置腔1的腔底面11连接，横梁32用于将容置腔1内的所容纳的若干电池模组200隔为至少两部分。
对于电池包(尤其是快换电池包)而言，通常在沿电池箱长度方向的侧边设置全部或数量较多的连接机构，该连接机构用于与电动汽车连接，并承载电池包的重量。因此，在容置腔1内宽度方向上设置横梁32，能够有效提升电池箱100在使用过程中的强度，减少或者避免在电池包底部或者电动汽车上额外设置承托梁。而且，设置在电池箱100内部的横梁32，相较于设置在电池箱贴合于箱底的金属钢片的形式，抗变形能力更强；一方面，由于横梁32设置于容置腔1内，横梁32可以通过增加高度的方式提高强度；另一方面，设置于电池箱内部的横梁32，抵抗变形时处于受压状态，相较于箱底加强板抵抗变形时处于受拉变形状态，横梁32的承受变形能力更强。
另外，通过设置横梁32，可以根据需要将容置腔1分隔出若干供电池模组200安装的区域，使若干电池模组200可以规则地排列于容置腔1内，方便了电池模组200的放置和规整。
如图6和图7所示，横梁32为长条形盒体结构，具有开口朝上的空腔321，该空腔321可以用于容纳电气元件。通过在横梁32上设置开口朝上的空腔321，可以在该空腔321中放置电气元件。比如，当需要使用用于连接横梁32两侧的电池模组200的BMS控制器时，将BMS控制器放置于空腔321内，可以方便地将BMS控制器与横梁32两侧的电池模组200连接。横梁32，一方面起到提高下箱体本体2的强度的作用，另一方面也起到保护放置于空腔321内的电气元件的作用。
当横梁32设置空腔321时，横梁32的盒体高度不小于下箱体本体2内的灌胶高度，使灌导热胶时导热胶不会与空腔321内的电气元件相接触。同时，也可以以横梁32的盒体高度为标准，控制灌胶量。
横梁32与容置腔1通过粘接或焊接相连接。通过粘接或焊接的方式将横梁32与容置腔1进行连接，一体性更好，操作方便，且不破坏下箱体本体2，使下箱体本体2的强度更大。
在本实施例中，加强单元3包括电气元件盒31和横梁32。在其他的实施例中，加强单元3也可以单独设置为电气元件盒31或横梁32，电气元件盒31、横梁32单独使用，也能起到加强电池包的整体强度的作用。在更多的实施例中，加强单元3也可以使用其他结构，只要将该加强单元3贴合于容置腔1内，均可以起到加强电池包的整体强度的作用。
将上述下箱体组件102用于电池包安装时，将电池模组200粘接于容置腔1的腔底面11，电气元件300设置于电气元件盒31内，电池模组200、电气元件盒31和容置腔1之间的间隙内填充导热胶。
将电池模组200通过底部结构胶安装于容置腔1的腔底面11，电池模组200自身的刚度，增强了电池箱的强度。而进一步将多个电池模组200通过灌装导热胶的方式形成一个整体，利用导热胶实现加强固定，使电池包的强度得到提升。特别是使用相对钢、铝等材料强度较弱的复合材料制成的电池箱，通过上述设计，可以有效地提高电池包的整体强度。
如图9所示，下箱体本体2具有由非金属复合材料制成的壳体，更进一步地，下箱体本体2包括叠放设置的外壳体21和内壳体23，且内壳体23与外壳体21之间设置有加强筋22，加强筋22形成于外壳体21的上表面(及外壳体21上朝向内壳体23的表面)，并通过粘接于内壳体23连接，通过加强筋22将内壳体23与外壳体21之间隔成成若干腔室，形成腔室结构，腔室结构内放置由气凝胶毡。外壳体21和内壳体23均由SMC模压成型。采用非金属复合材料制成的壳体，利用结构设计和选用导热系数低的材料，在满足电池箱强度要求的情况下，大大增强了保温性能，降低了电池箱重量。通过设置加强单元和电池模组整体灌胶，进一步提升非金属复合材料电池箱强度，从而无需在底部设置承托结构，使得本实施例的电池包适合作为快换电池包，应用于快换电动汽车。另外，灌胶(导热胶)也会有利于箱体内部电池模组的温度均匀性，有效避免热失控。在其他实施例中，下箱体本体2也可以采用金属材质制成，例如钣金材质。
本实施例中，加强单元采用钣金材质，厚度薄，能够节省下箱体本体内部空间，为电池模组腾出更多放置空间。
本实施例的电池包应用作快换电池包应用于快换电动汽车时，在下箱体上通过连接板(金属钣金围框)以固定快换单元，通过快换单元实现相对于电动汽车的可拆卸连接。
＝快换单元包括但不限于：电/液冷连接器、锁止机构等，锁止机构包括螺纹锁止机构(通过多个螺栓把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、锁销锁止机构(通过锁销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、旋转锁止机构(通过旋转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、翻转锁止机构(通过翻转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、顶压锁止机构(通过顶压锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、错齿锁止机构(通过错齿锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、插销锁止机构(通过插销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、推拉锁止机构(通过推拉锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)。本实施例采用由锁轴和导向块构成的错齿锁止机构。
在其他实施例中，本实用新型的电池箱通过连接电池包固定单元，即可用于充电版电动汽车。固定单元包括螺栓式锁紧机构或其他类型的固定连接式机构(包括但不限于机械式、电连接式或磁连接式等)等。本实施例的电池箱也可用作兼具快换和充电功能的电动汽车等类型的电动汽车。
试验例
某快换电动汽车目前使用钣金材质电池包(使用云母片作为保温材料)，其重量为371.5kg。准备与上述钣金材质电池包具有相同的尺寸规格(外部尺寸以及电池箱内部空间尺寸)非金属复合材质电池包。
钣金材质电池包和非金属复合材质电池包均具有由上盖和下箱体组合形成的电池箱。
如图8所示，非金属复合材质电池箱的上盖101采用具有以下结构：上盖101包括箱盖外壳103、隔热层104和保护层105，隔热层104和保护层105依次覆盖并固定于箱盖外壳103朝向下箱体一侧。并且箱盖外壳103采用SMC材质模压成型，隔热层104采用5mm厚的气凝胶毡，保护层105的材质为防火布，箱盖外壳103与隔热层104之间以及隔热层104与保护层105之间均采用结构胶粘接连接的方式连接，并在箱盖外壳103上设置凹凸结构以增加强度。
非金属复合材质电池箱的下箱体采用上述实施例中的下箱体本体2。如图9所示，外壳体21的内侧面上设有纵横交错的加强筋22，加强筋22将外壳体21与内壳体23之间隔成若干腔室，以形成腔室结构。其外壳体21与内壳体23之间的腔室结构的高度(即外壳体21与内壳体23相对的表面之间的距离)为5mm，当腔室结构内不放置气凝胶时形成的下箱体记为非金属复合材料下箱体A，当腔室结构内放置气凝胶时形成的下箱体记为非金属复合材料下箱体B，非金属复合材料下箱体A和非金属复合材料下箱体B分别采用卡扣扣合的方式与上盖101组合，形成非金属复合材料电池箱，分别记作非金属复合材料电池箱A和非金属复合材料电池箱B，分别装入电池模组及必要的电气元件后形成非金属复合材质电池包A和非金属复合材质电池包B。
上盖与下箱体之间采用U型密封的方式进行密封，上箱盖的侧面设有凹陷部，与设置于下箱体侧面的凸起部配合，形成卡扣连接，上箱盖与下箱体一次模压，实现卡扣连接结构的扣合。
对相同尺寸规格的非金属复合材质电池包A、非金属复合材质电池包B以及钣金材质电池包进行测试。
重量测试方面，非金属复合材料下箱体B的质量为45kg，而相同尺寸规格的钣金材质下箱体(使用云母片作为保温材料)其质量为60.4kg。相较于钣金材质下箱体，非金属复合材质下箱体B减重达到25.5％。非金属复合材料电池箱B的重量为57.8kg，钣金材质电池箱的重量为70.772kg，非金属复合材质电池箱重量优势明显。非金属复合材料下箱体A，相较于非金属复合材料下箱体B，缺少了在腔室结构中放置的气凝胶毡，由于气凝胶毡的密度较小，而使用量不大，因此，非金属复合材料下箱体A的质量与非金属复合材料下箱体B相当，略有降低(几乎可以忽略)。在电池包总体重量方面，非金属复合材料电池包A和非金属复合材料电池包B的总体重量相较于钣金材质电池包，总体重量减少2-3％，重量优势明显。
强度测试方面，非金属复合材质下箱体A和非金属复合材质下箱体B，以及用于与二者组合形成复合材料非金属电池箱的非金属复合材料上盖均满足GB/T 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法》所规定的强度等方面的要求(实际测试中可达到标准的1.5倍)。能够用于电动汽车。
保温性能和隔热性能方面：初始包内温度在20-30℃，并放置在7-9℃的环境中经历600min，非金属复合材质电池包A的包内电芯单体的累计温度变化率(累计降温速率)低于钣金材质电池包的50％(电芯单体温度通过光纤测量)，非金属复合材质电池包B的包内电芯单体的累计温度变化率更是仅有钣金材质电池包的约40％。在更低温度下，这个优势更加明显，在北方寒冷地区使用，能够保证电芯的温度处于较佳的运行温度下。而且经过测试，非金属复合材料电池包A和非金属复合材料电池包B可耐1000℃高温，在模拟电池起火的试验中，即使电池完全燃烧，非金属复合材料箱体在整个试验过程中基本保持完好，仅出现过冒烟而没有明火。
非金属复合材质电池包A和非金属复合材质电池包B的电芯放置腔内灌注导热胶(导热胶灌注高度为电池高度的1/3左右)，一来增加电芯之间的温度均一性，避免由于个别电芯温度异常导致的热失控。二来也使得电池箱内部的各电芯(或者由电芯形成的电池模组)形成一个整体，增加了电池包的整体强度。上述情况下的非金属复合材料电池包B与上述钣金材料电池包相比，在相同的环境中，以40A的充电电流充电(SOC从0-100％)时，钣金材质电池包比非金属复合材质电池包B累计温升高5℃以上，非金属复合材质电池包B相较于钣金材质电池包充电容量高5％以上，且复合材料非金属电池包的箱体内部最大温差(通过记录所有正负极耳温度获得)均匀性维持在1.5-2℃。这不仅与使用了导热胶有关，还与SMC的比热容及保温性能高于钣金材料有关，上述因素使得本申请的非金属复合材料电池包在避免热失控方面较钣金材质电池包更具优势。
上述试验例所使用到的部分原料性能如下：
SMC满足以下性能要求：材料级(无序玻纤状态)拉伸强度≥70Mpa(GB/T 1447-2005)，弯曲强度≥160MPa(GB/T 1449-2005)，冲击韧性≥55KJ/m2(GB/T 1451-2005)，断裂延伸率≥1.3％(GB/T 1447-2005)。
气凝胶毡的密度为约0.16mg/cm3。
结构胶剪切强度(阳极氧化铝-阳极氧化铝)≥6MPa，拉伸强度≥5MPa，阻燃等级V0。
上述SMC、气凝胶毡和结构胶可以是符合以上性能要求的市售产品或自制产品，其余材料为市售产品。
将上述电池包用于电动汽车时，由于电池包的整体强度较高，可以大幅度减小电池包的损坏可能性，提高电动汽车的行驶安全性。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种电池箱下箱体组件，包括具有上端开口的容置腔的下箱体本体，所述容置腔至少用于容纳若干电池模组和电气元件，其特征在于，所述容置腔内设有加强单元，所述加强单元包括设置于所述容置腔内的电气元件盒，所述电气元件盒用于容纳所述电气元件，所述电气元件盒至少与所述容置腔的腔底面连接。
2.如权利要求1所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述加强单元包括设置于所述容置腔内至少一个角处的电气元件盒，和/或设置于所述容置腔内至少一个侧壁处的电气元件盒；且所述电气元件盒设置于所述容置腔用于放置电池模组的区域之外。
3.如权利要求2所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述下箱体本体的一侧设有与容置腔相连通的电连接器预留口，所述容置腔内侧壁处设有电连接器加强结构，至少一个所述电气元件盒设置于所述电连接器加强结构所在的容置腔内侧壁处。
4.如权利要求1或2所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述电气元件盒具有朝上的开口，且所述电气元件盒的盒体高度不小于所述下箱体本体内的灌胶高度。
5.如权利要求1所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述电气元件盒与所述容置腔通过粘接或焊接相连接。
6.如权利要求1所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述电气元件盒的内部设有用于固定所述电气元件的预埋螺钉或卡扣。
7.如权利要求1所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述加强单元还包括横梁，所述横梁沿所述容置腔宽度方向设置于所述容置腔内，并至少与所述容置腔的腔底面连接，用于将所述容置腔内的所容纳的若干电池模组隔为至少两部分。
8.如权利要求7所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述横梁为长条形盒体结构，具有开口朝上的空腔，用于容纳所述电气元件，所述横梁的盒体高度不小于所述下箱体本体内的灌胶高度。
9.如权利要求7或8所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述横梁与所述容置腔通过粘接或焊接相连接。
10.如权利要求1所述的电池箱下箱体组件，其特征在于，所述下箱体本体具有由非金属复合材料制成的壳体；和/或，所述加强单元由金属材料制成或由非金属复合材料制成。
11.一种电池箱，其特征在于，包括上盖及如权利要求1-10任一所述的电池箱下箱体组件，所述上盖盖设于所述下箱体本体上，并覆盖所述容置腔的开口。
12.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池箱，还包括设置于所述容置腔中的若干电池单元和电气元件。
13.如权利要求12所述的电池包，其特征在于，所述电池单元粘接于所述容置腔的腔底面，所述电气元件设置于所述电气元件盒内，所述电池单元、所述电气元件盒和所述容置腔之间的间隙内填充导热胶。
14.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求12或13所述的电池包。
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