CN217903298U - 电池箱组件、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组件、电池包及电动汽车，电池箱组件包括箱体，箱体内具有容置腔，电池箱组件还包括至少一个连接板件，连接板件包括相交设置并在相交处相互连接的纵向连接板和横向延伸板，纵向连接板连接于箱体侧面，横向延伸板向箱体底部延展至覆盖容置腔内侧边缘在箱体底面的正投影处，箱体具有由非金属复合材料制成的壳体。通过本实用新型提供的电池箱组件、电池包及电动汽车，通过连接板件从侧面和底面对由非金属复合材料制成的箱体进行连接和支撑，在保证箱体采用非金属复合材质提升保温性能的同时，对电池箱箱体薄弱位置进行加固和保护，弥补了强度缺陷，提升耐用性，并且在总体质量上与金属材质电池箱相当或具有优势。

Description

电池箱组件、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CN2021115671738的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。
技术领域
本实用新型涉及电动汽车领域，特别涉及一种用于电池箱组件、电池包及电动汽车。
背景技术
现有技术中，电动汽车的能源通常由安装在电动汽车上的电池包提供，电池包通常包括一个电池箱，电池箱内容纳着若干电芯用于储存电能，电芯较为脆弱，受到外力挤压容易变形并可能导致无法正常工作、起火甚至爆炸，因此电池箱需要具有一定的强度以保护其中的电芯。电池箱的壳体通常由金属制成，其强度较高但是保温性能较差，这就造成了电动汽车在低气温区域使用时，外界低温通过电池箱传导到电池箱内部，使得电池箱内部气温过低而导致电池无法正常工作，影响电动汽车的使用，造成使用不便甚至产生安全隐患。
为了解决金属材料导热性强，保温性差的缺点，本领域技术人员尝试采用非金属复合材料构成电池箱的壳体，这种材料保温性能虽然好，其强度却较低、无法对其中的电芯进行有效保护。
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中电池箱保温性能差，而采用非金属材质又无法达到电池箱强度要求的缺陷，提供一种电池箱组件、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：
一种电池箱组件，包括箱体，所述箱体内具有容置腔，所述电池箱组件还包括至少一个连接板件，所述连接板件包括相交设置并在相交处相互连接的纵向连接板和横向延伸板，所述纵向连接板连接于箱体侧面，所述横向延伸板向所述箱体底部延展至覆盖所述容置腔内侧边缘在箱体底面的正投影处，所述箱体具有由非金属复合材料制成的壳体。
在本方案中，采用上述结构，通过连接板件从侧面和底面对由非金属复合材料制成的箱体进行连接和支撑，在保证箱体采用非金属复合材质提升电池箱的保温性能的同时，对电池箱箱体薄弱位置进行加固和保护，弥补了非金属复合材料的强度缺陷，提升了非金属复合材料电池箱的耐用性，并且在总体质量上与金属材质电池箱相当或具有优势。本实用新型中对箱体较为脆弱的转折处，即容置腔的边缘角处进行有效的加固保护，而且能够直接对电池箱容置腔中的内容物的边缘处进行支撑，从而使得非金属复合材质的电池箱采用上述连接板件时，电池箱的底部无需额外设置横跨整个底部的承托(例如底筋)。
较佳的，所述电池箱包括多个所述连接板件，多个所述连接板件的纵向连接板首尾依次连接绕设于所述箱体侧面，各所述连接板件的横向延伸板沿与其相交的纵向连接板长度方向设置。
在本方案中，采用上述结构，多个连接板件环绕箱体设置，形成框架式防护，加强效果好。而且这种形式的连接板件相对于整体式连接板件，更容易加工，加工成本也更低。横向延伸板可以在纵向连接板的整个长度上对箱体的底部进行支撑。
较佳的，相邻两个所述连接板件的纵向连接板的连接处位于所述箱体的端角处，且相邻两个所述连接板件的纵向连接板在所述箱体的端角处相互叠置并固定，相邻两个所述连接板件的横向延伸板在所述箱体的底部端角处相互叠置并固定。
在本方案中，采用上述结构，在端角处采用重叠固定结构，可对端角处两连接板连接位置增加强度，弥补了连接位置强度不足的缺陷。
较佳的，所述箱体包括叠放设置的外壳体和内壳体，所述外壳体和所述内壳体具有间隔设置的底板，所述外壳体的底板和所述内壳体的底板之间设有底部支撑筋，所述连接板件与外壳体连接，至少两个相对设置的连接板件的横向延伸板延展至所述底部支撑筋的正下方。
在本方案中，采用上述结构，横向延伸板一直延伸至容置腔内侧边缘，并继续向内延伸至支撑内壳体的底部支撑筋位置，可对支撑筋进一步加强，对壳体底部受力较大的位置进行局部加强，效果更好。
较佳的，所述横向延伸板与所述箱体底部相连接。
在本方案中，采用上述结构，横向延伸板在起到支撑作用的同时，还与箱体的底部相连接，增强了连接板件与箱体之间的一体性，加强效果更好。
较佳的，所述连接板件通过连接机构和设置于箱体的安装结构与箱体连接，所述安装结构用于安装连接机构。
较佳的，所述连接机构包括连接件和锁紧件，所述安装结构包括分别用于安装所述连接件和所述锁紧件的容置孔和放置槽，所述容置孔与所述放置槽相连通，且所述容置孔具有通向箱体外表面的一端，所述连接件穿设于所述连接板件上，并通过所述容置孔与位于放置槽中的锁紧件连接，将所述连接板件连接并固定于箱体上。
在本方案中，采用上述结构，利用连接件和锁紧件，借助于安装结构能够方便的对连接板进行安装，进而实现电池包配件(例如快换单元或电池包固定单元)在连接板件上的连接和安装，从而使得使用该电池箱组件的电池包能够与电动汽车进行连接。
较佳的，所述容置孔在其轴向方向的至少部分内侧表面作为放置槽，用于安装锁紧件；
或者，所述放置槽通过预置的锁紧件与箱体共同成型，用于固定所述预置的锁紧件；
或者，所述放置槽具有通向所述箱体外表面的放置口，所述放置口用于将所述锁紧件置于所述放置槽中，且所述放置槽内具有用于所述锁紧件在垂直于其与所述连接件的连接方向所在平面内移动的活动空间。
在本方案中，采用上述结构，将螺母设置于通过上述三种方式设置于壳体内也可避免复合材质的壳体没有足够强度支撑螺孔的缺陷。
较佳的，当所述放置槽具有通向箱体外表面的放置口时，所述放置槽内设有用于所述连接件与所述锁紧件连接前约束所述锁紧件活动的约束筋，所述约束筋形成于所述放置槽的侧壁并与放置于所述放置槽内的锁紧件相抵接，所述约束筋的宽度在远离其所在放置槽的侧壁方向上逐渐变小。
在本方案中，采用上述结构，约束筋可以对放入放置槽中的锁紧件进行初步约束和定位，能够避免放入其中的锁紧件掉出来。采用宽度逐渐变小的结构，在拧紧过程中，使得锁紧件在连接件与其连接的过程中可以有少量的变形，从而实现锁紧件在放置槽中的活动，降低装配难度。
较佳的，所述连接机构包括螺杆连接件，所述锁紧件包括螺母锁紧件。
在本方案中，采用上述结构，采用螺杆连接件与螺母锁紧件，结构简单，连接方便，可靠。螺杆连接件可以是螺栓、螺钉等带有螺杆的连接件。螺母锁紧件包括常见的六角螺母、方形螺母等常见的螺母，或者膨胀螺母等特殊的螺母。
较佳的，所述箱体侧面具有向外延展形成的加强结构，所述安装结构设置于加强结构内。
在本方案中，采用上述结构，通过设置加强结构，可增加箱体强度，并给连接机构安装结构提供容纳的空间。
较佳的，所述纵向连接板和横向延伸板还通过粘接与箱体连接。
在本方案中，采用上述结构，通过粘接辅助固定连接板件，可进一步提升整体强度。
较佳的，所述箱体侧面和底面设有涂胶凹槽，所述涂胶凹槽沿所述纵向连接板和所述横向延伸板的长度方向延伸。
在本方案中，采用上述结构，通过胶粘方式能够方便的连接板与壳体之间的固定。安装方便、接触面积大，且涂胶凹槽沿连接板件的长度方向延伸，也能够一定程度上对纵向连接板和横向延伸板的粘接面之间被连接板件所覆盖的部分进行封闭，避免外界的雨水、灰尘等进入连接板件与箱体之间。进一步优选所述箱体侧面的涂胶凹槽设有至少一条，对应于纵向连接板靠近上端边缘的位置处；箱体底面的涂胶凹槽至少设有一条，对应于横向延伸板靠近末端边缘的位置处。
较佳的，所述箱体底面设有与所述横向延伸板相匹配的凹陷部，以使所述横向延伸板的底面与所述箱体底面齐平。
在本方案中，采用上述结构，通过设置凹陷部，与箱体底部的其他部分之间形成台阶面，能够避让连接板件的横向延伸部，使箱体其他部分的底面与连接板件的横向延伸板的底面齐平。
较佳的，所述连接板件的所述纵向连接板和所述横向延伸板呈L型连接。
在本方案中，采用上述结构，两连接板相互垂直，构成L型板件，分别从侧面和底面对电池箱进行保护，并将电池箱端角包裹，加强效果好。
较佳的，所述连接板件上设有快换单元或电池包固定单元，所述快换单元包括电连接器以及快换锁止机构，所述电池包固定单元用于将电池包固定到电动汽车上。
在本方案中，采用上述结构，连接板件不仅起到对非金属电池箱的箱体进行加固的作用，而且还能够作为刚性部件，连接用来实现电池包快换或者固定的部件，满足电池包与电动汽车连接的需求。
电池包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。
电池包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。
优选连接板件上固定有由导向块和锁轴构成的错齿式锁止组件以及电连接器组成的快换单元。
较佳的，所述非金属复合材料包括纤维增强树脂基复合材料；优选所述纤维增强树脂基复合材料包括玻璃纤维增强树脂基复合材料、和/或碳纤维增强树脂基复合材料、和/或树脂纤维增强树脂基复合材料、和/或陶瓷纤维增强树脂基复合材料。
本技术方案中，非金属复合材料可以为增强树脂复合材料，可以降低重量，降低成本，提高便捷性。非金属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。
一种电池包，其包括如上所述的电池箱组件。
较佳的，所述电池箱组件的箱体包括组合设置的下箱体和上盖，所述连接板件连接于下箱体上。
一种电动汽车，其包括上所述的电池包。
本实用新型的积极进步效果在于：本实施例公开了一种连接板件、电池包及电动汽车，通过连接板件从侧面和底面对由非金属复合材料制成的箱体进行连接和支撑，在保证箱体采用非金属复合材质提升电池箱的保温性能的同时，对电池箱箱体薄弱位置进行加固和保护，弥补了非金属复合材料的强度缺陷，提升了非金属复合材料电池箱的耐用性，并且在总体质量上与金属材质电池箱相当或具有优势。本实用新型中对箱体较为脆弱的转折处，即容置腔的边缘角处进行有效的加固保护，而且能够直接对电池箱容置腔中的内容物的边缘处进行支撑，从而使得非金属复合材质的电池箱采用上述连接板件时，电池箱的底部无需额外设置横跨整个底部的承托(例如底筋)。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电池箱组件及电池包的结构示意图。
图2为本实用新型实施例的连接板件的结构示意图。
图3为本实用新型实施例的电池箱组件及电池包的底面结构示意图。
图4为本实用新型实施例的电池箱组件及电池包的截面结构示意图。
图5为本实用新型实施例的图4中连接机构和安装结构的放大示意图。
图6为本实用新型实施例的连接机构和安装结构的俯视结构示意图。
图7为本实用新型另一实施例的连接机构和安装结构的结构示意图。
图8为本实用新型实施例的箱体底板的结构示意图。
图9为本实用新型实施例的加强结构的结构示意图。
图10为本实用新型实施例的电池包的结构示意图。
图11为本实用新型一试验例的上箱盖的结构示意图。
图12为本实用新型一试验例的下箱体的结构示意图。
图13为本实用新型实施例中膨胀螺母方案的结构示意图。
附图标记说明：
电池箱组件 100
连接板件 110
纵向连接板 111
横向延伸板 112
连接机构 120
连接件 121
锁紧件 122
端角处 130
导向块 141
锁紧件 142
箱体 200
上盖 201
隔热层 12
保护层 13
下箱体 202
加强筋 2c
侧围加强结构 21
凹陷部 22
安装结构 210
放置槽 211
容置孔 212
约束筋 213
涂胶凹槽 220
支撑筋 230
加强结构 240
第一加强部 241
第二加强部 242
加强筋 243
内壳体 250
底面 260
凹陷部 261
外壳体 270
容置腔 280
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
如图1所示，本实施例提供一种电池箱组件100，电池箱组件100用于组成电池包并安装于电动汽车上为电动汽车供电。
本实施例的电池箱组件100包括箱体200，箱体200内具有容置腔280，电池箱组件100还包括至少一个连接板件110，连接板件110包括相交设置并在相交处相互连接的纵向连接板111和横向延伸板112，纵向连接板111连接于箱体200侧面，横向延伸板112向箱体200底部延展至覆盖容置腔280内侧边缘在箱体200底面260的正投影处，箱体200具有由非金属复合材料制成的壳体。
通过连接板件110从侧面和底面260对由非金属复合材料制成的箱体200进行连接和支撑，在保证箱体200采用非金属复合材质提升电池箱的保温性能的同时，对电池箱箱体200薄弱位置进行加固和保护，弥补了非金属复合材料的强度缺陷，提升了非金属复合材料电池箱的耐用性，并且在总体质量上与金属材质电池箱相当或具有优势。本实用新型中对箱体200较为脆弱的转折处，即容置腔280的边缘角处进行有效的加固保护，从而使得非金属复合材质的电池箱采用上述连接板件110时，电池箱的底部无需额外设置承托(例如底筋)。
如图1-3所示，电池箱包括多个连接板件110，多个连接板件110的纵向连接板111首尾依次连接绕设于箱体200侧面，各连接板件110的横向延伸板112沿与其相交的纵向连接板111长度方向设置。
本实施例中，连接板件110为分体包围式，通过多个部件互相独立的部件，在安装时相互连接围设在箱体200周围形成框架，能够最大程度上起到加强箱体200强度的效果。这种方式生产方便，也更方便对单个连接板件110的维护和替换。
多个连接板件110环绕箱体200设置，形成框架式防护，加强效果好。而且这种形式的连接板件110相对于整体式连接板件110，更容易加工，加工成本也更低。横向延伸板112可以在纵向连接板111的整个长度上对箱体200的底部进行支撑。
在其他实施例中，连接板件110也可以设置为整体式的一体成型的框架结构，在安装时直接将箱体200放置于框架内并固定连接。这种方式安装方便，且整体强度更高。
在其他实施例中，也可以将连接板件110设置为分体式，如将两个连接板件110分别设置在箱体200的左右两侧对箱体200左右两侧的端部边缘进行加强。采用这种结构能够在对箱体200的易损位置进行保护的前提下获得最轻的重量。
如图1-3所示，相邻两个连接板件110的纵向连接板111的连接处位于箱体200的端角处130，且相邻两个连接板件110的纵向连接板111在箱体200的端角处130相互叠置并固定，相邻两个连接板件110的横向延伸板112在箱体200的底部端角处130相互叠置并固定。
本实施例中，相邻的连接板件110在连接位置采用相互重叠的结构进行连接，
在端角处130采用重叠固定结构，可对端角处130两连接板连接位置增加强度，弥补了连接位置强度不足的缺陷。
如图4所示，箱体200包括叠放设置的外壳体270和内壳体250，外壳体270和内壳体250具有间隔设置的底板，外壳体270的底板和内壳体250的底板之间设有底部支撑筋230，连接板件110与外壳体270连接，至少两个相对设置的连接板件110的横向延伸板112延展至(与其平行的)底部支撑筋230的正下方。
本实施例中，电池箱采用双层结构，通过在电池箱中额外设置一层内壳体250容纳电芯，内壳体250和外壳体270之间具有空隙，可以更好地实现保温效果。外壳体270底板上具有凸出的支撑筋230，用于支撑内壳体250。支撑筋230纵横交错分布于内壳体250与外壳体270之间，并与内科250粘接连接，对内壳体250进行支撑，并将内外壳体之间的空隙分隔为腔室结构。连接板件110的横向延伸板112则从箱体200侧边沿外壳体270底面260一直延伸到支撑筋230的正下方。
横向延伸板112一直延伸至容置腔280内侧边缘，并继续向内延伸至支撑内壳体250的底部支撑筋230位置，可对支撑筋230进一步加强，对壳体底部受力较大的位置进行局部加强，效果更好。
在其他实施例中，支撑筋230也间隔设置或以其他可行的方式布置，延伸板也可延伸至覆盖全部支撑筋230或者不覆盖支撑筋230。
如图4、7、8所示，横向延伸板112与箱体200底部相连接。
在本实施例中，横向延伸板112与箱体200底部通过螺栓和设置在箱体200内的螺母进行连接。
横向延伸板112在起到支撑作用的同时，还与箱体200的底部相连接，增强了连接板件110与箱体200之间的一体性，加强效果更好。
在其他实施例中，横向延伸板112也可不与底面260连接，而是仅靠纵向连接板111固定于底面260，仅对底面260起到支撑作用。
或者采用胶粘，铆钉等其他可拆卸的连接结构与底面260连接。
如图4-8所示，连接板件110通过连接机构120和设置于箱体200的安装结构210与箱体200连接，安装结构210用于安装连接机构120。
连接机构120包括连接件121和锁紧件122，安装结构210包括分别用于安装所述连接件121和锁紧件122的容置孔212和放置槽211，容置孔212与放置槽211相连通，且容置孔212具有通向箱体200外表面的一端，连接件121穿设于连接板件110上，并通过容置孔212与位于放置槽211中的锁紧件122连接，将连接板件110连接并固定于箱体200上。
在本实施例中，箱体200侧面的侧壁较厚，安装结构210设置于箱体200侧面的侧壁内，形成用于放置容置孔212的放置槽211和开设在箱体200侧面与放置槽211相连通的容置孔212，连接机构120的连接件121和锁紧件122则可以采用螺栓、螺母等常见的连接结构。
如图7所示，放置槽211也可以设置为具有通向箱体200外表面的放置口，放置口用于将锁紧件122置于所述放置槽中，且放置槽211内具有用于锁紧件122在垂直于其与连接件121的连接方向所在平面内移动的活动空间。
采用带有放置口的放置槽211，并在放置槽211内放置有一定活动自由度的锁紧件122，由于锁紧件122是在下箱体202制成之后安装，且锁紧件122可以在容纳腔中有一定的活动自由度，装配方便，降低了对下箱体202加工精度的要求，而且能够避免预埋锁紧件122可能造成的对成型模具表面的损害。
利用连接件121和锁紧件122，借助于安装结构210能够方便的对连接板进行安装，进而实现电池包配件(例如快换单元或电池包固定单元)在连接板件110上的连接和安装，从而使得使用该电池箱组件100的电池包能够与电动汽车进行连接。
在其他实施例中，如图13所示，容置孔212在其轴向方向的至少部分内侧表面作为放置槽211，用于安装锁紧件122。将容置孔212沿其轴向方向上的部分或全部内侧表面作为放置槽211，并将锁紧件122(螺母锁紧件122优选为膨胀螺母)置于其中，在容置孔212内通过膨胀或嵌入的方式与容置孔212压紧固定，安装快速、方便，并简化连接结构。
在其他实施例中，也可以将放置槽211通过预置的锁紧件122与箱体200共同成型，用于固定预置的锁紧件122。采用预埋的方式形成预埋螺母预设于下箱体202内，同时成型包覆于螺母的放置腔。使用时，能够通过螺栓直接连接至预埋螺母上，减少活动部件的设置，拆装方便。
将螺母设置于通过上述三种方式设置于壳体内也可避免复合材质的壳体没有足够强度支撑螺孔的缺陷。
如图6、7所示，当放置槽211具有通向箱体200外表面的放置口时，放置槽211内设有用于连接件121与锁紧件122连接前约束锁紧件122活动的约束筋213，约束筋213形成于放置槽211的侧壁并与放置于放置槽211内的锁紧件122相抵接，约束筋213的宽度在远离其所在放置槽211的侧壁方向上逐渐变小。
本实施例中，约束筋213为设置在放置槽211侧壁的三角型凸起结构，锁紧件122放置于放置槽211内时可与其抵接。
约束筋213可以对放入放置槽211中的锁紧件122进行初步约束和定位，能够避免放入其中的锁紧件122掉出来。采用宽度逐渐变小的结构，在拧紧过程中，使得锁紧件122在连接件121与其连接的过程中可以有少量的变形，从而实现锁紧件122在放置槽211中的活动，降低装配难度。
如图4-8所示，连接机构120包括螺杆连接件121，锁紧件122包括螺母锁紧件122。
采用螺杆连接件121与螺母锁紧件122，结构简单，连接方便，可靠。螺杆连接件121可以是螺栓、螺钉等带有螺杆的连接件121。螺母锁紧件122包括常见的六角螺母、方形螺母等常见的螺母，或者膨胀螺母等特殊的螺母。
如图9所示，箱体200侧面具有向外延展形成的加强结构240，安装结构210设置于加强结构240内。
加强结构240包括第一加强部241、第二加强部242和若干外部加强筋243，第一加强部241和第二加强部242一上一下环绕侧壁设置，若干外部加强筋243沿侧壁的周向方向间隔设置于第一加强部241和第二加强部242之间，将第一加强部241和第二加强部242之间的空间分隔为若干空腔，用于容纳安装结构210和电池包的锁止机构。当连接板件110连接于箱体200侧面时，连接板件110可封闭第一加强部241、第二加强部242和外部加强筋243之间的空腔。
通过设置加强结构240，可增加箱体200强度，并给连接机构120安装结构210提供容纳的空间。
纵向连接板111和横向延伸板112还通过粘接与箱体200连接。
在本实施例中，除了通过连接机构120外，纵向连接板111和横向延伸板112还通过胶粘方式进一步固定。
通过粘接辅助固定连接板件110，可进一步提升整体强度。
如图8所示，箱体200侧面和底面260设有涂胶凹槽220，涂胶凹槽220沿纵向连接板111和横向延伸板112的长度方向延伸。
在本实施例中，胶粘凹槽呈环形，设置在箱体200底板的两侧，涂胶凹槽220中心部分与底面260的其他部分处于同一高度，周围的部分呈环形并向下凹陷，用于容纳胶水，当连接时，中间部分抵接于横向延伸板112上，胶水填充在环形的凹陷部261分，用于连接横向连接板和底面260。
通过胶粘方式能够方便的连接板与壳体之间的固定。安装方便、接触面积大，且涂胶凹槽220沿连接板件110的长度方向延伸，也能够一定程度上对纵向连接板111和横向延伸板112的粘接面之间被连接板件110所覆盖的部分进行封闭，避免外界的雨水、灰尘等进入连接板件110与箱体200之间。进一步优选所述箱体200侧面的涂胶凹槽220设有至少一条，对应于纵向连接板111靠近上端边缘的位置处；箱体200底面260的涂胶凹槽220至少设有一条，对应于横向延伸板112靠近末端边缘的位置处。
如图4、8所示，箱体200底面260设有与横向延伸板112相匹配的凹陷部261，以使横向延伸板112的底面260与箱体200底面260齐平。
在本实施例中，为保证电池箱底部为一个平面，箱体200底面260侧边与延伸部连接位置开设有深度与横向延伸部的厚度一致的凹陷部261，使得横向延伸部能嵌入进凹陷部261，并与底面260的其他部分齐平。
此外，由于在端角处130，相邻两横向延伸部相互叠合，因此凹陷部261在端角处130的深度大于其他部分，保证重叠后的延伸部其厚度与其他部位一致。
通过设置凹陷部261，与箱体200底部的其他部分之间形成台阶面，能够避让连接板件110的横向延伸部，使箱体200其他部分的底面260与连接板件110的横向延伸板112的底面260齐平。
如图2所示，连接板件110的纵向连接板111和横向延伸板112呈L型连接。
在本实施例中，连接板件110的沿其长度方向的垂直面的界面呈L型，L型的两条边则分别为纵向连接板111和横向延伸板112。连接板件110可以一体铸造冲压成型，也可以分体制造后再拼接而成。
两连接板相互垂直，构成L型板件，分别从侧面和底面260对电池箱进行保护，并将电池箱端角包裹，加强效果好。
如图1、3、4、9所示，连接板件110上设有快换单元或电池包固定单元，快换单元包括电连接器以及快换锁止机构，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。
电池包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。
本实施例中，连接板件上固定有由导向块和锁轴构成的错齿式锁止组件以及电连接器组成的快换单元。
在本实施例中，电池包固定单元设置在加强结构240内，位于第一加强部241和第二加强部242之间的空腔中，并通过连接板件110上预留的通孔导通至外侧。
连接板件110不仅起到对非金属电池箱的箱体200进行加固的作用，而且还能够作为刚性部件，连接用来实现电池包快换或者固定的部件，满足电池包与电动汽车连接的需求。
箱体200采用的非金属复合材料包括纤维增强树脂基复合材料；优选所述纤维增强树脂基复合材料包括玻璃纤维增强树脂基复合材料、和/或碳纤维增强树脂基复合材料、和/或树脂纤维增强树脂基复合材料、和/或陶瓷纤维增强树脂基复合材料。
在本实施例中，材料优选为SMC树脂材料。
在其他实施例中，非金属复合材料可以为增强树脂复合材料，可以降低重量，降低成本，提高便捷性。非金属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，本实施例中选择非金属复合材料为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。
如图10所示，本实施例公开了一种电池包，其包括如上的电池箱组件100。
电池箱组件100的箱体200包括组合设置的下箱体202和上盖201，所述连接板件110连接于下箱体202上。
本实施例还提供一种电动汽车，其包括上述的电池箱组件和电池包。这种电动汽车拥有更好的针对电池包的保温性能，在气温寒冷的区域内，可以保证电池包内处于电芯正常工作的温度，并且不损失强度。
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。
其中，如图11所示，非金属复合材质电池箱的上盖采用具有上述实施例中的上盖201：上盖201包括箱盖外壳11、隔热层12和保护层13，隔热层12和保护层13依次覆盖并固定在箱盖外壳11朝向所述下箱体202的一侧。并且箱盖外壳11采用SMC材质模压成型，轻质柔性的隔热层12采用5mm厚的气凝胶毡，保护层13的材质为防火布，箱盖外壳11与轻质柔性隔热层12之间以及隔热层12与保护薄层之间均采用结构胶粘接连接的方式连接，并在箱盖外壳11设置凹凸结构11a以增加强度。
如图12所示，非金属复合材质电池箱的下箱体采用上述实施例中的第二箱体2。该下箱体202包括叠放设置的外壳体270和内壳体250，且外壳体侧壁向外延展形成侧围加强结构21，侧围加强结构21设置凹陷部22在保证强度的同时实现减重，内壳体250与外壳体270之间设置有纵横交错的加强筋2c，加强筋2c形成于外壳体270的上表面(及外壳体270上朝向内壳体250的表面)，并通过粘接于内壳体250实现连接，通过加强筋2c将内壳体250与外壳体270之间隔成成若干腔室，形成腔室结构。外壳体270与内壳体250之间的腔室结构的高度(即外壳体270与内壳体250相对的表面之间的距离)为5mm，外壳体和内壳体均由SMC模压成型。
当腔室结构内不放置气凝胶时形成的下箱体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201与下箱体202之间采用U型密封的方式进行密封，上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。
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 (21)

1.一种电池箱组件，包括箱体，所述箱体内具有容置腔，其特征在于，所述电池箱组件还包括至少一个连接板件，所述连接板件包括相交设置并在相交处相互连接的纵向连接板和横向延伸板，所述纵向连接板连接于箱体侧面，所述横向延伸板向所述箱体底部延展至覆盖所述容置腔内侧边缘在箱体底面的正投影处，所述箱体具有由非金属复合材料制成的壳体。
2.如权利要求1所述的电池箱组件，其特征在于，所述电池箱包括多个所述连接板件，多个所述连接板件的纵向连接板首尾依次连接绕设于所述箱体侧面，各所述连接板件的横向延伸板沿与其相交的纵向连接板长度方向设置。
3.如权利要求2所述的电池箱组件，其特征在于，相邻两个所述连接板件的纵向连接板的连接处位于所述箱体的端角处，且相邻两个所述连接板件的纵向连接板在所述箱体的端角处相互叠置并固定，相邻两个所述连接板件的横向延伸板在所述箱体的底部端角处相互叠置并固定。
4.如权利要求2所述的电池箱组件，其特征在于，所述箱体包括叠放设置的外壳体和内壳体，所述外壳体和所述内壳体具有间隔设置的底板，所述外壳体的底板和所述内壳体的底板之间设有底部支撑筋，所述连接板件与外壳体连接，至少两个相对设置的连接板件的横向延伸板延展至所述底部支撑筋的正下方。
5.如权利要求1所述的电池箱组件，其特征在于，所述横向延伸板与所述箱体底部相连接。
6.如权利要求1或5所述的电池箱组件，其特征在于，所述连接板件通过连接机构和设置于箱体的安装结构与箱体连接，所述安装结构用于安装连接机构。
7.如权利要求6所述的电池箱组件，其特征在于，所述连接机构包括连接件和锁紧件，所述安装结构包括分别用于安装所述连接件和所述锁紧件的容置孔和放置槽，所述容置孔与所述放置槽相连通，且所述容置孔具有通向箱体外表面的一端，所述连接件穿设于所述连接板件上，并通过所述容置孔与位于放置槽中的锁紧件连接，将所述连接板件连接并固定于箱体上。
8.如权利要求7所述的电池箱组件，其特征在于：
所述容置孔在其轴向方向的至少部分内侧表面作为放置槽，用于安装锁紧件；
或者，所述放置槽通过预置的锁紧件与箱体共同成型，用于固定所述预置的锁紧件；
或者，所述放置槽具有通向所述箱体外表面的放置口，所述放置口用于将所述锁紧件置于所述放置槽中，且所述放置槽内具有用于所述锁紧件在垂直于其与所述连接件的连接方向所在平面内移动的活动空间。
9.如权利要求8所述的电池箱组件，其特征在于，当所述放置槽具有通向箱体外表面的放置口时，所述放置槽内设有用于所述连接件与所述锁紧件连接前约束所述锁紧件活动的约束筋，所述约束筋形成于所述放置槽的侧壁并与放置于所述放置槽内的锁紧件相抵接，所述约束筋的宽度在远离其所在放置槽的侧壁方向上逐渐变小。
10.如权利要求7所述的电池箱组件，其特征在于，所述连接机构包括螺杆连接件，所述锁紧件包括螺母锁紧件。
11.如权利要求7所述的电池箱组件，其特征在于，所述箱体侧面具有向外延展形成的加强结构，所述安装结构设置于加强结构内。
12.如权利要求6所述的电池箱组件，其特征在于，所述纵向连接板和横向延伸板还通过粘接与箱体连接。
13.如权利要求12所述的电池箱组件，其特征在于，所述箱体侧面和底面设有涂胶凹槽，所述涂胶凹槽沿所述纵向连接板和所述横向延伸板的长度方向延伸。
14.如权利要求1所述的电池箱组件，其特征在于，所述箱体底面设有与所述横向延伸板相匹配的凹陷部，以使所述横向延伸板的底面与所述箱体底面齐平。
15.如权利要求1所述的电池箱组件，其特征在于，所述连接板件的所述纵向连接板和所述横向延伸板呈L型连接。
16.如权利要求1所述的电池箱组件，其特征在于，所述连接板件上设有快换单元或电池包固定单元，所述快换单元包括电连接器以及快换锁止机构，所述电池包固定单元用于将电池包固定到电动汽车上。
17.如权利要求1所述的电池箱组件，其特征在于，所述非金属复合材料包括纤维增强树脂基复合材料。
18.如权利要求17所述的电池箱组件，其特征在于，所述纤维增强树脂基复合材料包括玻璃纤维增强树脂基复合材料、或碳纤维增强树脂基复合材料、或树脂纤维增强树脂基复合材料、或陶瓷纤维增强树脂基复合材料。
19.一种电池包，其特征在于，其包括如权利要求1至18任一项所述的电池箱组件。
20.如权利要求19所述的电池包，其特征在于，所述电池箱组件的箱体包括组合设置的下箱体和上盖，连接板件连接于所述下箱体上。
21.一种电动汽车，其特征在于，其包括如权利要求19或20所述的电池包。
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