CN219163575U - 一种车辆电池包保护外壳和车辆电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆电池包保护外壳和车辆电池包，该车辆电池包保护外壳包括：电池托盘；第一支架，第一支架连接到电池托盘的侧壁和/或底壁以形成沿电池托盘内部纵向延伸的通道，第一支架具有朝向电池单元的通气孔；以及，支承电池单元的支承梁，支承梁的端部连接到第一支架。本实用新型的方案能够对电池包内部的电池单元模块提供充分的支承和保护、成本低、轻量化，同时还兼顾了电池包的热管理效果，进一步提高了用户满意度。

Description

一种车辆电池包保护外壳和车辆电池包

技术领域

本实用新型总体上涉及车辆电池技术领域，更具体地，涉及一种车辆电池包保护外壳和车辆电池包。

背景技术

现代机动车辆对电量的需求不断增加，导致了用于为车辆提供电力的车辆电池包所占据的车辆空间也越来越大，并且结构更加复杂。较大的电池包体积需要更稳固可靠的支承，在目前主流的车辆电池包保护外壳的方案中，通常由电池包托盘和上盖等对内部的电池单元模块进行封闭，在内外部通过单元支承梁、电池包侧梁等等构件来进行结构加强。

目前市场上存在多种电池包外壳的具体设计，例如在专利文献WO2017/207503DE中提供了一种用于车辆电池的壳体以及用于生产这种壳体的方法，该壳体包括盖板和底板，其中在盖板和底板之间安置有框架，其中该框架与该盖板和底板相连，其中在由该框架所围成的空间中安置有至少一个横梁元件。。

但是，本申请的发明人基于此也认识到，车辆电池包外壳在如何平衡整体结构稳定性、轻量化、低成本以及兼顾热管理等方面还存在进一步的改进空间。

实用新型内容

本公开总结了本实用新型实施例的各方面，并且不应当用于限制权利要求。根据在此描述的技术可设想到其他实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且本申请旨在将这些实施方式包含在保护范围内。

本申请的发明人认识到，需要一种车辆电池包保护外壳和车辆电池包，该保护外壳应当能够对内部的电池单元模块提供充分的支承和保护、成本低、足够轻量化，同时还应当能兼顾电池包的热管理效果，从而进一步提高用户满意度。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种车辆电池包保护外壳，包括：

电池托盘；

第一支架，第一支架连接到电池托盘的侧壁和/或底壁以形成沿电池托盘内部纵向延伸的通道，第一支架具有朝向电池单元的通气孔；和

支承电池单元的支承梁，支承梁的端部连接到第一支架。

根据本实用新型的一个实施例，还包括4形支架，4形支架包括两两连接的外侧斜面部分、水平部分和竖直部分，竖直部分接合到支承梁的端部，水平部分支承于并连接到第一支架。

根据本实用新型的一个实施例，其中，外侧斜面部分包括紧固件开口，紧固件开口构造用于避让将水平部分与第一支架相连接的紧固件。

根据本实用新型的一个实施例，还包括安置在第一支架的通道内的连接部，连接部连接到电池托盘的侧壁并且与4形支架的水平部分和第一支架通过紧固件相连接。

根据本实用新型的一个实施例，还包括连接到电池托盘外部的第二支架，第二支架包覆电池托盘的托盘凸缘、侧壁和部分底壁并且与第一支架相对应。

根据本实用新型的一个实施例，其中，第二支架包括朝向远离电池托盘的方向拱起的引流凸部，引流凸部在第二支架与电池托盘之间形成向电池托盘底侧开放的流道。

根据本实用新型的一个实施例，还包括若干外撑架，外撑架连接到与电池托盘的托盘凸缘以及侧壁对应位置处的第二支架，外撑架和4形支架的位置相互交错。

根据本实用新型的一个实施例，还包括包覆并连接到电池托盘的角部的角加强支架。

根据本实用新型的一个实施例，其中，电池托盘和第一支架包括钢，支承梁包括铝。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种车辆电池包，包括如以上任意实施例所述的车辆电池包保护外壳。

附图说明

为了更好地理解本实用新型，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相应的部分。

图1示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆的示意图；

图2示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包的仰视图；

图3示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的侧视图；

图4示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的俯视图；

图5示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的第一支架的立体图；

图6示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的第二支架的立体图；

图7示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳一端的两个角加强支架的立体图；

图8示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的部分分解图，其中将外撑架和第二支架与电池托盘分离显示；

图9示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的部分分解图，其中将外撑架与电池托盘分离显示；

图10示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的部分分解图，其中将第一支架和4形支架与电池托盘分离显示；；

图11示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的4形支架的立体图；

图12示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的连接部的立体图；

图13示出了根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳的横向剖视图。

具体实施方式

以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本实用新型的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。

在本申请文件中，当一个元件或者部分被称为“在...上”、“接合至”、“连接至”或者“耦接至”另一元件或者部分时，该元件或者部分可直接在另一元件或者部分上，接合、连接或者耦接至另一元件或者部分，或者可存在介于其间的元件或者部分。相反，当一个元件被称为是“直接在...上”、“直接接合至”、“直接连接至”或者“直接耦接至”另一元件或者部分时，可不存在介于其间的元件或者部分。用于描述元件之间的关系的其他词应当以类似的方式来解释。

如在以上背景技术中所提到的，本发明人意识到，现有技术的方案中，在如何平衡车辆电池包外壳整体结构稳定性、轻量化、低成本以及热管理等方面还存在进一步的改进空间。因此，本申请的发明人在一个或多个实施例中提供了一种车辆电池包保护外壳和车辆电池包，相信其能解决现有技术中的一个或多个问题。

首先，图1总体上给出了包括根据本实用新型的一个或多个实施例的车辆电池包保护外壳100和车辆电池包200的车辆10的示意图。应当理解，在本实用新型的背景下，实施本实用新型的车辆10可以指代包含车辆电池包的任何交通工具，例如可以包括但不限于化石燃料车辆、电动车辆(诸如插电式混合动力电动车辆(PHEV)、全混合动力电动车辆(FHEV)、轻度混合动力电动车辆(MHEV)或电池电动车辆(BEV)等)等等。车辆10可以包括与机动性有关的部件，诸如发动机、电动马达、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等。车辆10可以是非自主的、半自主的(例如一些常规运动功能由车辆自主控制)或自主的(例如运动功能由车辆自主控制，无需用户的直接输入)。

针对前述部分中提出的技术问题，本实用新型的一个方面给出了一种车辆电池包保护外壳100。总体参考图3到图13，车辆电池包保护外壳100包括电池托盘102、第一支架104、以及若干支承梁106。其中，第一支架104连接到电池托盘102的侧壁140和底壁142中的一者或者二者，这形成了沿电池托盘102内部纵向延伸的通道110，通道110可以参考图13中的横向剖视图所示。第一支架104上还具有朝向内部的电池单元方向—也即朝向电池托盘102内侧方向—的若干通气孔112。若干支承梁106用于在其间支承多个电池单元，并且支承梁106的端部连接到第一支架104。

在本实用新型的背景下，“纵向”、“横向”、“上方”、“下方”、“前方”、“后方”以及“侧方”等方向性表述与安装状态下的车辆电池包及其所安装的车辆相关，例如，“纵向”大体上对应于车辆的前后方向，“横向”大体上对应于车辆的左右方向。此外，电池托盘总体上指在内部容纳电池单元的容器，可以为上侧开口的托盘状，也可以为其他可行形状。电池托盘102总体上包括侧壁140、底壁142，还可以包括从侧壁140向外侧延伸并处于外周位置的托盘凸缘138。在本公开的实施例中，在电池托盘102内部安装第一支架104并将第一支架104与侧壁140和/或底壁142连接，这可以从内部增强车辆电池包200在车辆纵向方向上的强度和支承力，一定程度上可以承担外部的电池包侧梁的部分支承功能，从而省略与其相关的结构和成本。此外，第一支架104构成的沿电池托盘102内部纵向延伸的通道110还可以辅助电池包的热管理，电池单元在工作状态下可能产生的高温高压气体会通过附近第一支架104上的通气孔112进入通道110，并沿着通道110纵向传递到例如位于电池包前端的排气阀(未示出)位置处以迅速地排出，避免了这些气体在局部位置聚集。

具体参考图4中所示的俯视图、图5中所示的第一支架104立体图、以及图13中所示的横向剖视图，第一支架104大体上可以是横截面为倒L形的板件，在倒L形的两个自由端部处连接到电池托盘102的侧壁140和底壁142中的一者或者二者，以与侧壁140和底壁142围合形成通道110。进一步地，第一支架104在与侧壁140和/或底壁142接触处可以弯折形成凸缘144，以增大与侧壁140和/或底壁142的接触面积。本领域技术人员可以理解，第一支架104与侧壁140和/或底壁142之间的连接可以通过任何已知的连接手段实现，例如焊接、卡接、和/或螺栓连接等等，焊接例如但不限于可以包括激光焊接、电弧焊接(如惰性气体保护焊接)等等。进一步地，在第一支架104同时焊接连接到电池托盘102的侧壁140和底壁142二者的情况下，第一支架104与侧壁140间的焊点密度可以大于第一支架104与底壁142间的焊点密度。

在本实用新型的一些实施例中，电池托盘102和第一支架104可以包括钢，支承梁106可以包括铝。这可以在保持电池包保护外壳100足够轻量化并且提供足够支承力的前提下，降低整体制造成本。其中，不同材料(例如钢和铝)部件之间的连接可以采用焊接以外的连接方式，例如紧固件、卡接、铆接等连接方式。

下面参考图9和图10中所示的分解图以及图11中所示的立体图，车辆电池包保护外壳100还可以包括4形支架108。4形支架108包括外侧斜面部分114、水平部分116和竖直部分118，这三个部分两两连接，以形成横截面大体为阿拉伯数字4形状的支架。其中，竖直部分118接合(例如焊接到)到支承梁106的两端部，水平部分116支承于第一支架104的上侧并且连接于此。水平部分116与第一支架104之间的连接可以采取例如紧固件连接的方式，竖直部分118面积可以大于支承梁106端侧的面积，如图9所示。4形支架108可以在第一支架104和支承梁106之间形成稳固的支承和连接，提高整体结构强度。本领域技术人员应当理解，4形支架108也可以并不严格符合数字4的形状，而是可以一定程度上改变形状，例如竖直部分118可以缩短到与水平部分116齐平，呈大体三角形形状。此外，4形支架108也可以与支承梁106一体成型，例如为从支承梁106端侧的上部区域部分突出形成的三角形凸部。

继续参考图9和图11中详细示出的，水平部分116与第一支架104之间可以通过紧固件122连接，4形支架108的外侧斜面部分112可以包括紧固件开口120，紧固件开口120构造用于在装配时避让紧固件122及其安装工具(未示出)，以促进4形支架108与第一支架104之间的固定。在图中所示的实施例中，外侧斜面部分112上包括两个紧固件开口120和一个治具吊装开口146，当然也可以采取其他布局，例如更多或更少个紧固件开口120和治具吊装开口146。

下面参考图12所示的立体图并继续参考图10，车辆电池包保护外壳100还可以包括连接部124，在装配状态下，连接部124安置在第一支架104形成的通道110内，并且连接(例如焊接)到电池托盘102的侧壁140。紧固件122穿过4形支架108的水平部分116、第一支架104、以及连接部124，将三者连接在一起，以在电池托盘102、第一支架104、以及支承梁106之间形成稳固的连接，从而改善整体结构强度，见图9所示。应当指出的是，连接部124的高度小于通道110的高度，并不会影响气体的排出。图12中例示的连接部124为板材折弯形成的大致矩形体，在两侧包含凸缘148以增大与侧壁140的连接面积和连接强度，并且包括延伸穿过两个相邻侧面的加强筋126以提高整体支承力。应当理解，连接部124也可以采取其他形状，例如大体为梯形体，以及也可以采取其他工艺成型，例如铸造，这同样不脱离本申请的保护范围。

如图6中的立体图和图8中的分解图所示，车辆电池包保护外壳100还可以包括第二支架128。第二支架128连接(例如焊接)到电池托盘102外部，包覆电池托盘102的托盘凸缘138、侧壁140和部分底壁142，见图2和3。第一支架104与第二支架128内外位置相对应，即从分别内侧和外侧连接到电池托盘102的大致相同部分，这进一步提高了车辆电池包保护外壳100的整体支承力和结构强度。在一些实施例中，第二支架128也可以由钢材制成。

继续参考图6和8，第二支架128可以包括若干引流凸部130，引流凸部130为朝向远离电池托盘102的方向拱起的条状突棱，由此使第二支架128与电池托盘102在此处产生间隔，在第二支架128与电池托盘102之间形成若干流道132。流道132在电池托盘102底侧部分处开放。在图示的实施例中，引流凸部130可以在与电池托盘102的托盘凸缘138、侧壁140和底壁142对应的位置处横向延伸贯穿整个第二支架128。由此，在行驶中或者其他情况下飞溅进入第二支架128与电池托盘102之间的液体(如道路积水)会沿着由引流凸部130形成的流道132流到电池托盘102底侧并在此处排出，避免久积产生锈蚀。

下面参考图8和图9中所示的分解图，车辆电池包保护外壳100还可以包括若干外撑架136，外撑架136在与电池托盘102的托盘凸缘138以及侧壁140对应的位置处连接(例如焊接)到第二支架128，也即是说，外撑架136一端连接到第二支架128的大体水平延伸的部分，另一端连接到第二支架128的大体竖直延伸的部分，总体上形成三角形结构，见图13。这进一步改善了车辆电池包保护外壳100的整体支承力和结构强度，并由此省略了与电池包侧梁相关的结构和成本。外撑架136可以为由金属板件折弯形成的棱柱状，各侧面上包括加强筋，并且在两端设置凸缘150以增大与第二支架128的连接面积和连接强度，当然外撑架136在其他实施例中同样可以采取其他工艺制成，例如铸造。此外，外撑架136和4形支架108的位置可以相互交错，参考图3所示，由此提供更均匀的支承力。在图3的实施例中，处于中间的两个4形支架108之间设置有两个外撑架136，其他位置处的4形支架108之间分别设置有一个外撑架136，当然也可以采取其他的布局，例如设置更多或者更少的外撑架136。

参考图7的立体图并返回参考图2和3，车辆电池包保护外壳100还可以包括角加强支架134。在图7中仅示出了位于车辆电池包保护外壳100一端的两个角加强支架134，可以理解在另一端同样可以包括另外两个角加强支架，四个角加强支架134分别包覆电池托盘102下部的四个角并连接(例如焊接)于此，以对电池托盘102的角部进行结构加强。

本领域技术人员可以理解，在无相反阐述的情况下，前述以及以下所述的电池托盘102、第一支架104、支承梁106、4形支架108、连接部124、第二支架128、外撑架136、角加强支架134等车辆电池包保护外壳100的各个组成部件的制造材料可以包括但不限于各种型号的铝合金、镁合金、各种低、中、高碳钢、及其他的任何金属/非金属或者合成/复合材料；进一步地，上述车辆电池包保护外壳100各个组成部件的加工制造可以通过但不限于挤压、冲压、铸造、模塑、3D打印等手段实现。此外，以上或以下所述的接合或者连接可以通过各种替代手段实现，例如焊接、粘接、卡接、铆接、螺纹连接、一体成型等等，焊接例如但不限于可以包括惰性气体保护焊接、激光焊接等。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种车辆电池包200，如图2所示，该车辆电池包200包括如以上任一实施例所述的车辆电池包保护外壳100。应当理解，在相互不冲突的情况下，以上针对根据本实用新型的第一个方面的车辆电池包保护外壳100阐述的所有实施方式、特征和优势同样地适用于根据本实用新型的该另一个方面的车辆电池包200。也就是说，上面所述的所有实施例及其变化都可以直接移转应用并结合于此。为了本公开的简洁起见，在此不再重复阐述。

综上所述，相比于现有技术，本实用新型提出了一种车辆电池包保护外壳和车辆电池包，该保护外壳和电池包能够对内部的电池单元模块提供充分的支承和保护、成本低、轻量化，同时还能兼顾电池包的热管理效果，从而进一步提高了用户满意度。

应当理解，在技术上可行的前提下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本实用新型范围内的另外实施例。

在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。

上述实施例是本实用新型的实施方式的可能示例，并且仅是为了使本领域技术人员清楚地理解本实用新型的原理而给出。本领域技术人员应当理解：以上针对任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子。在本实用新型的整体构思下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以彼此进行组合，并产生如上所述的本实用新型实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在具体实施方式中提供。因此，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型所要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆电池包保护外壳，包括：

电池托盘；

第一支架，所述第一支架连接到所述电池托盘的侧壁和/或底壁以形成沿所述电池托盘内部纵向延伸的通道，所述第一支架具有朝向电池单元的通气孔；和

支承所述电池单元的支承梁，所述支承梁的端部连接到所述第一支架。

2.根据权利要求1所述的车辆电池包保护外壳，还包括4形支架，所述4形支架包括两两连接的外侧斜面部分、水平部分和竖直部分，所述竖直部分接合到所述支承梁的端部，所述水平部分支承于并连接到所述第一支架。

3.根据权利要求2所述的车辆电池包保护外壳，其中，所述外侧斜面部分包括紧固件开口，所述紧固件开口构造用于避让将所述水平部分与所述第一支架相连接的紧固件。

4.根据权利要求3所述的车辆电池包保护外壳，还包括安置在所述第一支架的所述通道内的连接部，所述连接部连接到所述电池托盘的侧壁并且与所述4形支架的水平部分和所述第一支架通过所述紧固件相连接。

5.根据权利要求2所述的车辆电池包保护外壳，还包括连接到所述电池托盘外部的第二支架，所述第二支架包覆所述电池托盘的托盘凸缘、侧壁和部分底壁并且与所述第一支架相对应。

6.根据权利要求5所述的车辆电池包保护外壳，其中，所述第二支架包括朝向远离所述电池托盘的方向拱起的引流凸部，所述引流凸部在所述第二支架与所述电池托盘之间形成向所述电池托盘底侧开放的流道。

7.根据权利要求5所述的车辆电池包保护外壳，还包括若干外撑架，所述外撑架连接到与所述电池托盘的所述托盘凸缘以及侧壁对应位置处的所述第二支架，所述外撑架和所述4形支架的位置相互交错。

8.根据权利要求1所述的车辆电池包保护外壳，还包括包覆并连接到所述电池托盘的角部的角加强支架。

9.根据权利要求1所述的车辆电池包保护外壳，其中，所述电池托盘和所述第一支架包括钢，所述支承梁包括铝。

10.一种车辆电池包，包括如权利要求1到9任意一项所述的车辆电池包保护外壳。

Images