电池包及其双层模组的连接机构的制作方法

本实用新型涉及动力电池系统技术领域，特别是涉及电池包及其双层模组的连接机构。

背景技术：

电池包是电动汽车的主要载体，需要经过国标的相关实验，如振动试验、挤压试验、模拟碰撞试验、火烧试验等等，其中，振动为电池包测试中关键试验，对电池包刚性强度的要求非常高。但由于车身结构限制，部分电池包的内部空间受限，作为电池包内核心部件的模组，需要采用双层布置形式，从而导致电池包的整体频率偏弱，难以满足振动试验的需求。

因此，急需设计电池包及其双层模组的连接机构，以实现双层模组的可靠固定，进而提高电池包的整体刚度，使得电池包频率满足振动试验需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供电池包及其双层模组的连接机构，能够实现双层模组的可靠固定，从而提高了电池包的整体刚度，使得电池包的频率满足振动试验需求。

为实现上述目的，本实用新型提供了电池包的双层模组的连接机构，所述电池包具有壳体和设于所述壳体内的模组，所述模组包括上层模组和下层模组，所述连接机构包括具有支腿的固定架，所述固定架通过所述支腿支撑于所述下层模组的顶部，并以其顶面抵顶支撑所述上层模组；所述固定架设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔用于接入贯穿所述上层模组、所述下层模组和所述壳体的第一连接件，所述第二安装孔用于接入贯穿所述上层模组的第二连接件。

本实用新型的连接机构，设于上层模组和下层模组之间，用于实现双层模组的连接，包括具有支腿的固定架，固定架以其支腿支撑于处于下层的下层模组的顶部，并以其顶面支撑处于上层的上层模组；与现有技术中将上层模组直接叠置于下层模组之上相比，固定架可以通过支腿稳定地支撑于下层模组的顶部，实现固定架本身的可靠定位，进而通过固定架对上层模组进行支撑，如此，降低了下层模组的顶面不平整所产生的不稳定因素，借助固定架提高了下层模组对上层模组的支撑可靠性。

更为重要的是，固定架设有接入第一连接件的第一安装孔和接入第二连接件的第二安装孔，连接时，第一连接件贯穿上层模组、固定架、下层模组和壳体，从而实现这四者在高度方向的连接，将四者连接为整体，以增强双层模组的稳定性，提高整体的振动频率；与此同时，第二连接件将处于上层的上层模组与固定架在高度方向上连接，实现了对不稳定性更高的上层模组的针对性加强，以进一步提高双层模组连接后的整体刚度，使得电池包的频率能够满足振动试验的需要。

可选地，所述电池包还包括冷却板，所述固定架的顶面构成所述冷却板的安装面，以通过所述冷却板抵顶支撑所述上层模组。

可选地，所述固定架是中空框架，所述冷却板覆盖所述固定架的中空框，以抵顶支撑所述上层模组。

可选地，所述固定架是回字形框架，并以其内口和外口之间的实体部分的顶面作为所述冷却板的安装面，所述内口包围形成所述中空框，所述冷却板的外沿通过螺栓与所述安装面连接，以覆盖所述中空框。

可选地，所述上层模组和所述下层模组的两端均具有端板，所述支腿支撑于所述端板。

可选地，所述固定架在与所述端板的横向两端相对应的位置均设有所述支腿，以通过至少四角支撑地形式而置于所述下层模组的顶部。

可选地，所述第一安装孔设于所述支腿，所述第一连接件贯穿接入所述端板的横向两端；所述第二安装孔设于与所述端板的横向中间相对应的位置，所述第二连接件贯穿接入所述端板的横向中间。

可选地，所述下层模组也贯穿有所述第二连接件，所述第二连接件贯穿所述下层模组的所述端板的横向中间，并接入所述壳体。

可选地，所述模组包括两个以上并排布置的所述上层模组，以及两个以上并排布置的所述下层模组，各所述上层模组均对应有一个处于下层的所述下层模组。

本实用新型还提供了电池包，包括上述的双层模组的连接机构，所述上层模组和所述下层模组通过所述连接机构安装于所述壳体内。

附图说明

图1为本实用新型所提供双层模组的连接机构在一种具体实施方式中的立体结构示意图；

图2为采用图1所示连接机构连接而成的模组的结构示意图；

图3为图2所示模组的剖面结构示意图。

图1-图3中：

上层模组1、下层模组2、支腿3、固定架4、第一安装孔41、第二安装孔42、第一连接件5、第二连接件6、冷却板7、端板8。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本实用新型的技术方案。

本文所述的第一、第二等仅为了区分相同或类似结构的两个以上的部件，或者相同或类似的两个以上的结构，不表示对顺序的特殊限定。

本文所述的上下以电池包的使用状态为参照，当电池包安装于车体或者其他装置进行使用时，垂直于地面的方向为上下方向，在上下方向，指向地面的方向为下，背离地面的方向为上。

如图1-图3所示，本方案提供了电池包的双层模组的连接机构，电池包具有壳体和设于壳体内的模组，模组包括上层模组1和下层模组2，本方案的连接机构包括具有支腿3的固定架4，固定架4通过支腿3支撑于下层模组2的顶部，并以其顶面抵顶支撑上层模组1。该固定架4设有第一安装孔41和第二安装孔42，第一安装孔41用于接入第一连接件5，第二安装孔42用于接入第二连接件6，第一安装孔41可以根据第一连接件5进行设置，具体可以是圆柱状的闭合孔或者半圆柱状的缺口孔，第二安装孔42可以根据第二连接件6进行设置，也可以是圆柱状的闭合孔或者半圆柱状的缺口孔。其中，第一连接件5贯穿上层模组1、固定架4、下层模组2和壳体设置，实现上层模组1、固定架4、下层模组2和壳体在上下方向的连接，第二连接件6贯穿上层模组1和固定架4，实现上层模组1与固定架4在上下方向的连接，将上层模组1可靠地固定于固定架4。

该第一连接件5可以为长螺栓，以有效贯穿上层模组1和下层模组2，并实现上下两层模组与固定架4和壳体的可靠定位；第二连接件6可以为短螺栓，该短螺栓贯穿上层模组1后接入固定架4，以通过固定架4实现上层模组1的辅助定位。

本实用新型的连接机构，设于上层模组1和下层模组2之间，用于实现双层模组的连接，包括具有支腿3的固定架4，固定架4以其支腿3支撑于处于下层的下层模组2的顶部，并以其顶面支撑处于上层的上层模组1，如此，通过该固定架4将上层模组1转接后支撑于下层模组2，提高了支撑的稳定性。与现有技术中将上层模组1直接叠置于下层模组2之上相比，固定架4可以通过支腿3稳定地支撑于下层模组2的顶部，实现固定架4本身的可靠定位，进而通过固定架4对上层模组1进行支撑，降低了下层模组2的顶面不平整所产生的不稳定因素。

更为重要的是，固定架4设有第一安装孔41和第二安装孔42，连接时，第一连接件5贯穿上层模组1、下层模组2和壳体，并通过该第一安装孔41而接合固定架4，从而实现上层模组1、固定架4、下层模组2和壳体这四者在高度方向的连接，将四者连接为整体，以增强双层模组的稳定性，提高整体的振动频率；与此同时，通过第二安装孔42，第二连接件6将处于上层的上层模组1与固定架4在高度方向上连接，实现了对不稳定性更高的上层模组1的针对性加强，以进一步提高双层模组连接后的整体刚度，使得电池包的频率能够满足振动试验的需要。

由于第一连接件5与壳体的底面连接，壳体处于下层模组2的底部，因此，第一连接件5贯穿下层模组2后，其下端向下伸出，以便与壳体连接，如图2和图3所示。但是，为便于显示，图2和图3中并没有示出壳体，本领域技术人员可以根据现有技术选择合适的结构作为本方案中的壳体，以满足对双层模组的承载需求，同时能够与该第一连接件5的下端连接。

如图3所示，电池包还可以包括冷却板7，具体可以采用水冷板作为此处的冷却板7，此时，固定架4的顶面构成冷却板7的安装面，将冷却板7安装于固定架4的顶面，然后再通过冷却板7抵顶支撑上层模组1。

一方面，冷却板7直接与上层模组1贴合，可以实现对上层模组1的降温；另一方面，固定架4的顶面作为冷却板7的安装面，可以实现冷却板7的可靠定位，避免冷却板7悬空或者晃动而影响整个电池包的振动频率。

如图1所示，固定架4可以是中空框架，具体可以是回字形框架，包括内口和外口，内口包围形成中空框，其内部是中空区域，内口与外口之间是实体部分，该实体部分的顶面就作为冷却板7的安装面，冷却板7与该实体部分连接，从而覆盖固定架4的中空框，进而抵顶支撑上层模组1。以回字形的中心为参照，固定架4的中间为中空区域，外沿是支撑用的实体部分，相应地，冷却板7以其外沿(是指与外口的各边相对应的边沿)与安装面连接，具体可以是通过螺栓与安装面连接，从而盖合于固定架4的顶部，以覆盖中空框，在中空框所对应的区域也能够与上层模组1接触，进而提高对上层模组1的支撑可靠性。

此处所述的内口和外口是指在在整体上呈口字型结构，包括四条边，且这四条边依次相接，形成闭合结构，而并不必然具有四个顶角，即在相邻两边相接的位置可以进行倒角等处理，如图1所示，在内口的顶角位置均设有倒角，以增强整体刚度和强度。

如图1和图2所示，上层模组1和下层模组2的两端均具有端板8，此时，端板8的顶部可以低于各自所处的模组的顶面，以便在上层模组1和下层模组2的两端形成一个凹陷区域；此时，固定架4可以其支腿3支撑于下层模组2的端板8，即下层模组2以其端板8的凹陷区域容纳支腿3，实现对支腿3的承接；第一连接件5和第二连接件6可以由上层模组1的端板8向下贯穿，上层模组1以其端板8的凹陷区域容纳第一连接件5和第二连接件6，实现第一连接件5和第二连接件6的内陷式安装，避免两连接件安装到位后突出上层模组1的顶面而影响模组的安装。

同时，固定架4可以在与端板8的横向两端相对应的位置均设有支腿3，以形成至少四角支撑，进而置于下层模组2的顶部。以上层模组1和下层模组2都设置为长方体状为例，固定架4可以设置为与该长方体匹配的长方形框架，并能够在四个顶角处各设置一个支腿3，以形成四角支撑。

此时，可以将第一安装孔41设于支腿3，以横向定义为前后方向，横向两端即对应前后两端，则第一安装孔41设于与端板8的前后两端相对应的位置，以便第一连接件5贯穿接入端板8的横向两端，对应图1和图2中的前后两端。第二安装孔42可以设于与端板8的横向中间相对应的位置，即与端板8所在的一边在前后方向的中间位置相对应，使得第二连接件6贯穿接入端板8在前后方向的横向中间位置，提高上层模组1的定位可靠性。该横向中间位置是指由端板8在前后方向的中点向前后两端延展较小距离形成的中间区域，区别于端板8的前后两端，以便在第一连接件5以外的中间区域进行加强定位。

此外，本方案的连接机构还可以包括连接于下层模组2的第二连接件6，即下层模组2也贯穿有第二连接件6，第二连接件6贯穿下层模组2的端板8的横向中间，并接入壳体，如图1-图3所示。同理，设于下层模组2的第二连接件6可以参照上层的第二连接件6进行布置，可以增强下层模组2在前后方向的中间区域的稳定性和强度。

在上述基础上，模组可以包括两个以上并排布置的上层模组1，以及两个以上并排布置的下层模组2，各上层模组1均对应有一个处于下层的下层模组2。

当上层包括两个以上的上层模组1、下层包括两个以上的下层模组2时，一个上层模组1和该上层模组1对应的下层模组2可以作为一组，通过一个连接机构实现连接。或者，各上层模组1和下层模组2可以采用一个连接机构实现连接，共用一个固定架4，仅根据需要增设支腿3即可，如图1-图3所示。在图1-图3所示的实施方式中以设置两个前后并排设置地上层模组1、以及两个前后并排布置的下层模组2为例进行说明。

此时，两个以上的上层模组1和下层模组2可以共用一个固定架4，处于上层的各上层模组1可以在并排布置的方向组合形成一个大的方体结构，各下层模组2也可以在并排布置的方向组合形成一个大的方体结构，该固定架4可以覆盖一个大的方体结构，还是以回字形的框架作为固定架4，此时，回字形的外口根据这个大的方体结构的各边进行设置，以覆盖各上层模组1和各下层模组2。

同时，对于并排布置的相邻的两上层模组1而言，存在相邻边，两相邻的上层模组1在两者相邻边的两顶角处均可以共用一个支腿3，或者不共用支腿3，而是每个顶角处均设有支腿3进行支撑。在每个顶角处均设有支腿3的方案中，即不共用支腿3的方案中，处于相邻边的顶角处的支腿3也会在并排布置的方向上相邻，此时，可以将相邻的两支腿3连接为一体，形成一个大支腿3，这个大支腿3可以保留原来两支腿3的功能，仅在结构上结合为一体，以提高该支撑的整体强度和刚度，进而对固定架4进行更稳定可靠的支撑。

安装时，首先安装下层模组2，将第二连接件6贯穿下层模组2后与壳体连接；然后安装固定架4，通过支腿3支撑于下层模组2的端板；接着，安装冷却板7，将冷却板7安装于固定架4；再安装上层模组1；最后安装第一连接件5，通过第一连接件5贯穿上层模组1、冷却板7、固定架4、下层模组2和壳体，并且，通过第二连接件6贯穿上层模组1后与固定架4连接。

如此，第一连接件5可以通过冷却板7和固定架4将上层模组1和下层模组2与壳体固定；第二连接件6可以增强固定下层模组2于壳体，固定上层模组1于固定架4；固定架4可以支撑上层模组1和冷却板7，并起到加强固定冷却板7和双层模组的作用；而冷却板7可以通过螺栓等连接件固定于固定架4，以增强整体刚度。

一方面，固定架4起到了支撑上层模组1及其水冷板的作用，同时和上层模组1通过第二连接件6进行连接，增强了整体的预紧力，大幅度增加了电池包的整体刚度；

另一方面，采用四个第一连接件5贯穿上层模组1和下层模组2，并与壳体接合，在上下两层模组的两端板的横向中间增加第二连接件6，上层模组1通过第二连接件6与固定架4连接，下层模组2通过第二连接件6与壳体连接，使得壳体的刚性增加，改善了电池包的整体刚度，进而提升了一阶频率，确保满足电池包的振动需求。

本方案采用固定架4的形式连接固定上层模组1和下层模组2，且优化了单个上层模组1或下层模组2的连接点数，在两端板的中部各增设一个连接点，即增加了两个中间连接点，从而将由顶角组成的四个连接点扩展到六个连接点，提高了整体刚度。当第一连接件5和第二连接件6均采用螺栓时，对于单个上层模组1或下层模组2而言，就相当于由原有的四根螺栓增加到六根螺栓；其中，处于下层的第二连接件6将下层模组2与壳体连接，第一连接件5由上层模组1的四个顶角处向下贯穿，进而接合上层模组1和下层模组2，处于上层的第二连接件6将上层模组1固定于固定架4。

该连接机构具有工艺简单、强度大、结构刚度大的特点，极大地提高了壳体的一阶模态频率。通过仿真试验测得，采用该连接机构的电池包的一阶频率是48.6Hz，能够满足振动试验需求。

在上述基础上，本申请还提供了电池包，包括上述的双层模组的连接机构，上层模组1和下层模组2通过该连接机构连接，并安装于壳体内。本文仅对其双层模组的连接机构、以及与该连接机构相关的安装过程进行了说明，该电池包的其他部分，如壳体等均可以参照现有技术进行设置，此处不再赘述。

以上对本实用新型所提供电池包及其双层模组的连接机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。