CN221201435U - 一种新能源电池框总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源电池框总成，包括复合材料壳体、电池包托盘和底护板，其中，所述复合材料壳体是通过粘接的方式覆盖在所述电池包托盘和底护板上的，并且，所述电池包托盘的底部螺栓连接有所述底护板。有益效果：电池框总成的密封主要由复合材料壳体承担，不再依靠焊缝和密封胶实现密封，壳体由模具整体模压成型，密封性优良，保温性能好，可以降低电池包冷却系统的功耗。高强度钢材质的电池包托盘围绕复合材料壳体形成一个高强度矩形框结构，在碰撞工况下，提高了整个托盘的抗挤压、侵入能力，进一步提高碰撞安全性。

Description

一种新能源电池框总成

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车部件领域，具体来说，涉及一种新能源电池框总成。

背景技术

当前，人类社会进入一个追求低碳发展的新时代。新能源汽车已成为各国竞相发展的重点领域，新能源汽车必将成为中国汽车工业发展规划的重点之一。业内专家认为，中国新能源汽车产业发展应更多遵循市场需求，坚持走多元化发展路径。目前存在的所有新能源汽车都包括在这一概念里，具体分为六大类:混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、醇醚燃料汽车、天然气汽车等。

电池框总成是新能源汽车电池系统的重要结构承载件，主要用于收纳、保护电池框内的电池、电池热管理系统零件和电气元件，同时对整车的碰撞安全和车身整体的扭转和弯曲刚度都有重要影响。

如中国专利CN202223134478.2提出了一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构及总成，其生产成形简单，组装逻辑合理、其硫化件上本身具有防错漏装功能、过程易受控、易于批量化、易于平台化。

但是，当前电池框总成采用是单一材料结构的托盘（铝合金或者钢材焊接而成），密封主要靠焊缝质量保证，对焊接工艺要求高，同时还存在保温性差、密封性可靠性差（焊缝在长期振动下产生裂纹）、电池框的整体重量偏重的问题。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新能源电池框总成，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新能源电池框总成，包括复合材料壳体、电池包托盘和底护板，其中，所述复合材料壳体是通过粘接的方式覆盖在所述电池包托盘和底护板上的，并且，所述电池包托盘的底部螺栓连接有所述底护板。

进一步的，为了保证整体的强度，所述电池包托盘包括电池框支撑梁、电池框纵向加强梁一、电池框纵向加强梁二、电池框纵向加强梁三、吊耳、电池框纵梁一、电池框纵梁二、电池框前横梁、电池框中横梁、电池框后横梁、电池框边梁一、电池框边梁二；

其中，横向分布有所述电池框前横梁、电池框中横梁和电池框后横梁，所述电池框前横梁的外侧固定焊接有所述电池框支撑梁，所述电池框支撑梁的两侧与所述电池框前横梁形成的九十度夹角之间焊接有所述吊耳；

所述电池框前横梁、电池框中横梁和电池框后横梁的两端分别焊接有所述电池框纵梁一和电池框纵梁二，所述电池框纵梁一的外侧焊接有所述电池框边梁一，所述电池框纵梁二的外侧焊接有所述电池框边梁二；

所述电池框支撑梁与所述电池框前横梁之间焊接有所述电池框纵向加强梁一，所述电池框前横梁与所述电池框后横梁之间均匀焊接有所述电池框纵向加强梁二和电池框纵向加强梁三，并且，所述电池框纵向加强梁二和电池框纵向加强梁三分别与所述电池框中横梁接触处采用卯榫结构进行连接。

进一步的，为了保证受力均匀并且，不再依靠焊缝和密封胶实现密封，壳体由模具整体模压成型，密封性优良，所述复合材料壳体包括凸起一、凸起二、凸起三、法兰边、安装孔、粘接区，所述复合材料壳体为一个盒体，其中，所述凸起一与所述电池框纵向加强梁一相适配，所述凸起二的数量为两个，并且，所述凸起二分别与所述电池框纵向加强梁二以及电池框纵向加强梁三相适配，所述凸起三与所述电池框中横梁相适配，并且，所述凸起三上开设有若干的安装孔，同时，在所述凸起三底部形成粘接区，所述复合材料壳体的外围一圈设置有法兰边，所述法兰边分别与电池框前横梁、电池框后横梁、电池框支撑梁、电池框纵梁一以及电池框纵梁二相适配。

进一步的，为了具有较好地轻量化、防护性及保温性能，所述底护板包括依次连接的热塑性玻璃纤维层一、夹芯层、钢板防护层、热塑性玻璃纤维层二，其中，所述夹芯层的长宽均小于所述底护板的长宽。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）、电池包托盘由超高强度钢辊压而成，材料屈服强度高（900-1200Mpa），同等条件比普通钢材或者铝合金结构侵入量更小，多种截面形状进一步提高了矩形截面的抗失稳和吸能效果，从而提升了整个电池包的侧面碰撞安全性，更好的保护内部电芯。

（2）、电池框总成的密封主要由复合材料壳体承担，不再依靠焊缝和密封胶实现密封，壳体由模具整体模压成型，密封性优良，电池框总成具有优异的保温性能 ，复合材料壳体材料的导热系数远远低于钢材和铝合金，保温性能好，可以降低电池包冷却系统的功耗。

（3）、高强度钢材质的电池包托盘围绕复合材料壳体形成一个高强度矩形框结构，在碰撞工况下，提高了整个托盘的抗挤压、侵入能力，进一步提高碰撞安全性，结构胶层对复合材料壳体和电池包托盘起到连接、缓冲效果，也可以避免电池包托盘对复合材料壳体直接的摩擦和挤压；释放不同材料之间因热膨胀系数差异产生的内应力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成的部分剖视图；

图3是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中底护板的部分剖视图；

图4是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中复合材料壳体的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中复合材料壳体的仰视图；

图6是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中电池包托盘的结构示意图；

图7是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中电池框支撑梁的截面示意图；

图8是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中电池框纵向加强梁一、电池框纵向加强梁二和电池框纵向加强梁三的截面示意图；

图9是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中电池框纵梁一和电池框纵梁二的截面示意图；

图10是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中电池框前横梁、电池框中横梁和电池框后横梁的截面示意图；

图11是根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成中电池框边梁一和电池框边梁二的截面示意图。

附图标记：

1、复合材料壳体；101、凸起一；102、凸起二；103、凸起三；104、法兰边；105、安装孔；106、粘接区；2、电池包托盘；201、电池框支撑梁；202、电池框纵向加强梁一；203、电池框纵向加强梁二；204、电池框纵向加强梁三；205、吊耳；206、电池框纵梁一；207、电池框纵梁二；208、电池框前横梁；209、电池框中横梁；210、电池框后横梁；211、电池框边梁一；212、电池框边梁二；3、底护板；301、热塑性玻璃纤维层一；302、夹芯层；303、钢板防护层；304、热塑性玻璃纤维层二。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对实用新型做出进一步的描述：

实施例一

请参阅图1-图2，根据本实用新型实施例的一种新能源电池框总成，包括复合材料壳体1、电池包托盘2和底护板3，其中，复合材料壳体1是通过粘接的方式覆盖在电池包托盘2和底护板3上的，并且，电池包托盘2的底部螺栓连接有底护板3。

通过本实用新型的上述方案，通过在电池包托盘2上覆盖复合材料壳体1然后在底部螺栓连接底护板3，能够使得整个电池框总成整体化更强，受力更均匀。并且，具有优异的保温性能，可以降低电池包冷却系统的功耗，根据电池框总成受力特点和性能要求，在电池框总成的不同位置应用了不同的材料和结构，充分发挥各自材料和结构的优点，复合材料壳体1与电池包托盘2采用胶接方式连接，电池包托盘2表面采用电泳工艺处理，复合材料壳体1的粘接区106采用激光打磨处理，可有效提供粘接强度底护板3与电池包托盘2主要采用螺栓连接，两者之间涂有密封胶，形成结构胶层。

实施例二

请参阅图1-图2和图6-图11，对于电池包托盘2来说，电池包托盘2包括电池框支撑梁201、电池框纵向加强梁一202、电池框纵向加强梁二203、电池框纵向加强梁三204、吊耳205、电池框纵梁一206、电池框纵梁二207、电池框前横梁208、电池框中横梁209、电池框后横梁210、电池框边梁一211、电池框边梁二212；

其中，横向分布有电池框前横梁208、电池框中横梁209和电池框后横梁210，电池框前横梁208的外侧固定焊接有电池框支撑梁201，电池框支撑梁201的两侧与电池框前横梁208形成的九十度夹角之间焊接有吊耳205，吊耳205呈L型，位于电池框后横梁210的外壁还焊接有直线型吊耳，其中电池框前横梁208上开设有缺口，该缺口的长度与位置跟电池框支撑梁201开口内径一致，相应的，在复合材料壳体1上对应位置设有相匹配的凹口；

电池框前横梁208、电池框中横梁209和电池框后横梁210的两端分别焊接有电池框纵梁一206和电池框纵梁二207，电池框纵梁一206的外侧焊接有电池框边梁一211，电池框纵梁二207的外侧焊接有电池框边梁二212；

电池框支撑梁201与电池框前横梁208之间焊接有电池框纵向加强梁一202，电池框前横梁208与电池框后横梁210之间均匀焊接有电池框纵向加强梁二203和电池框纵向加强梁三204，并且，电池框纵向加强梁二203和电池框纵向加强梁三204分别与电池框中横梁209接触处采用卯榫结构进行连接。

通过本实用新型的上述方案，电池包托盘2主要是由纵梁、横梁、支撑梁、吊耳205等组成，各零件之间采用焊接方式连接成型，纵梁、横梁、支撑梁交错焊接成一个矩形框架结构，整体呈一个“安全笼”结构； 纵梁、横梁、支撑梁采用超高强度钢DP&QP980、DP&QP1180、HS1500、22MnB5等通过辊压方式成型，截面形状是日字型、凸字型、L型等截面，零件厚度在1.0~2.0mm，复杂的截面形状可提高电池框的刚性及侧面碰撞的安全性，各零件是开有设有若干个通孔，用于安装隔套；

实施例三

请参阅图1、图2、图4和图5，对于复合材料壳体1来说，复合材料壳体1包括凸起一101、凸起二102、凸起三103、法兰边104、安装孔105、粘接区106，复合材料壳体1为一个盒体，其中，凸起一101与电池框纵向加强梁一202相适配，凸起二102的数量为两个，并且，凸起二102分别与电池框纵向加强梁二203以及电池框纵向加强梁三204相适配，凸起三103与电池框中横梁209相适配，并且，凸起三103上开设有若干的安装孔105，同时，在凸起三103底部形成粘接区106，复合材料壳体1的外围一圈设置有法兰边104，法兰边104分别与电池框前横梁208、电池框后横梁210、电池框支撑梁201、电池框纵梁一206以及电池框纵梁二207相适配。

通过本实用新型的上述方案，复合材料壳体1是一个带法兰边104的“盒状”型结构，壳体底面设置有纵横交错的凸起一101、凸起二102、凸起三103，用于安装、粘接电芯，复合材料壳体1可以是实心的复合材料结构，也可以是带结构芯材的夹层结构，还可以是结构芯材+强度钢板的组合结构；复合材料壳体1的厚度在0.8-3mm之间，可以是等厚度的，也可是不等厚度的；壳体周圈的法兰宽度在20-70mm，其宽度可以是等宽度也可以是不等宽度；复合材料壳体1在底部和上部法兰处，设置有适当宽度的区域作为粘接区106，粘接面宽度10-100mm，和电池包托盘2、电芯粘接配合，复合材料壳体1成型工艺可选用浸料模压工艺(PCM)、湿法模压工艺(WCM)、高压树脂传递模塑工艺(HP-RTM)模压成型；

实施例四

请参阅图1-图3，对于底护板3来说，底护板3包括依次连接的热塑性玻璃纤维层一301、夹芯层302、钢板防护层303、热塑性玻璃纤维层二304，其中，夹芯层302的周边长宽均小于底护板3的长宽，小于的宽度等于电池包托盘2的正投影宽度。

通过本实用新型的上述方案，底护板3整体共有4层，依次连接的有热塑性玻璃纤维层一301、夹芯层302、钢板防护层303、热塑性玻璃纤维层二304，底护板3整体采用热塑模压工艺压制成型，具有较好地轻量化、防护性及保温性能；开有若干个孔，用于安装。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新能源电池框总成，其特征在于，包括复合材料壳体（1）、电池包托盘（2）和底护板（3），其中，所述复合材料壳体（1）是通过粘接的方式覆盖在所述电池包托盘（2）和底护板（3）上的，并且，所述电池包托盘（2）的底部螺栓连接有所述底护板（3）。

2.根据权利要求1所述的一种新能源电池框总成，其特征在于，所述电池包托盘（2）包括电池框支撑梁（201）、电池框纵向加强梁一（202）、电池框纵向加强梁二（203）、电池框纵向加强梁三（204）、吊耳（205）、电池框纵梁一（206）、电池框纵梁二（207）、电池框前横梁（208）、电池框中横梁（209）、电池框后横梁（210）、电池框边梁一（211）、电池框边梁二（212）；

其中，横向分布有所述电池框前横梁（208）、电池框中横梁（209）和电池框后横梁（210），所述电池框前横梁（208）的外侧固定焊接有所述电池框支撑梁（201），所述电池框支撑梁（201）的两侧与所述电池框前横梁（208）形成的九十度夹角之间焊接有所述吊耳（205）。

3.根据权利要求2所述的一种新能源电池框总成，其特征在于，所述电池框前横梁（208）、电池框中横梁（209）和电池框后横梁（210）的两端分别焊接有所述电池框纵梁一（206）和电池框纵梁二（207），所述电池框纵梁一（206）的外侧焊接有所述电池框边梁一（211），所述电池框纵梁二（207）的外侧焊接有所述电池框边梁二（212）。

4.根据权利要求3所述的一种新能源电池框总成，其特征在于，所述电池框支撑梁（201）与所述电池框前横梁（208）之间焊接有所述电池框纵向加强梁一（202），所述电池框前横梁（208）与所述电池框后横梁（210）之间均匀焊接有所述电池框纵向加强梁二（203）和电池框纵向加强梁三（204），并且，所述电池框纵向加强梁二（203）和电池框纵向加强梁三（204）分别与所述电池框中横梁（209）接触处采用卯榫结构进行连接。

5.根据权利要求4所述的一种新能源电池框总成，其特征在于，所述复合材料壳体（1）包括凸起一（101）、凸起二（102）、凸起三（103）、法兰边（104）、安装孔（105）、粘接区（106），所述复合材料壳体（1）为一个盒体，其中，所述凸起一（101）与所述电池框纵向加强梁一（202）相适配，所述凸起二（102）的数量为两个，并且，所述凸起二（102）分别与所述电池框纵向加强梁二（203）以及电池框纵向加强梁三（204）相适配，所述凸起三（103）与所述电池框中横梁（209）相适配，并且，所述凸起三（103）上开设有若干的安装孔（105），同时，在所述凸起三（103）底部形成粘接区（106）。

6.根据权利要求5所述的一种新能源电池框总成，其特征在于，所述复合材料壳体（1）的外围一圈设置有法兰边（104），所述法兰边（104）分别与电池框前横梁（208）、电池框后横梁（210）、电池框支撑梁（201）、电池框纵梁一（206）以及电池框纵梁二（207）相适配。

7.根据权利要求1所述的一种新能源电池框总成，其特征在于，所述底护板（3）包括依次连接的热塑性玻璃纤维层一（301）、夹芯层（302）、钢板防护层（303）、热塑性玻璃纤维层二（304），其中，所述夹芯层（302）的长宽均小于所述底护板（3）的长宽。