电池包下箱体及电池包的制作方法

本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种电池包下箱体及电池包。

背景技术：

当前，世界各国都在积极研发电动汽车。电动汽车电池系统作为电动汽车的三大核心技术之一，其安全性、续航能力和充电效率将直接影响到电动汽车的整车性能与行驶安全。

动力电池的高倍率充放电性能逐渐成为获得车企认可与选择的关键因素之一，而温度对电池的充放电性能有较大的影响。因此，设计合理的热管理系统让动力电池工作在合适的温度下对其性能和寿命至关重要，同时对电芯的安全性能有非常重要的作用。现有电动汽车动力电池热管理系统的加热和散热功能一般通过两套独立的装置分别实现，即利用导热贴或水(风)冷系统进行散热，利用电池外贴ptc加热组件或pi加热膜进行加热。上述方式一方面由于涉及的器件物料较多，占用电池包内部空间，降低了电池能量密度，增加了电池包的成本；另一方面还存在加热和散热效率差、失效风险高的问题。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种电池包下箱体及电池包，能够节省电池包的内部空间，提高空间利用率，且具有较好的冷却及保温性能。

为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种电池包下箱体，包括环形围框和底板，所述围框连接在所述底板上，形成用于容置电池模组的腔室；

所述腔室内设置有介质循环管道，所述介质循环管道具有介质入口及介质出口，所述介质入口与所述介质出口设置在所述围框的外侧，所述介质循环管道在与所述底板相平行的平面上弯折延伸，所述介质循环管道的管高与管径的比为1：(1.2～6)。

可选地，所述介质循环管道至少部分呈s形弯折延伸，形成多条相平行的管道段，多条所述管道段在所述底板的上方均匀间隔排布。

可选地，所述介质循环管道一体成型。

可选地，所述介质入口与所述介质出口位于所述围框的同一侧。

可选地，所述围框形成有一缺口，所述缺口处设有与所述围框密封连接的转接件，所述转接件上开设有两个管道安装孔，所述介质入口及所述介质出口分别密封安装在一个所述管道安装孔内。

可选地，所述转接件上还设有传感器孔，所述传感器孔与所述管道安装孔连通，所述传感器孔内密封安装有温度传感器。

可选地，所述介质循环管道通过第一胶层与所述底板粘结，所述第一胶层的形状与所述介质循环管道的横截面形状相同。

可选地，所述第一胶层的材质为结构胶。

可选地，所述介质循环管道的上方设置有均温板，所述均温板与所述围框固定连接。

可选地，所述介质循环管道通过第二胶层与所述均温板粘结，所述第二胶层的形状与所述介质循环管道的横截面形状相同。

可选地，所述第二胶层的材质为导热胶。

可选地，所述均温板的上方设置有第三胶层。

可选地，所述第三胶层的材质为导热胶。

可选地，所述均温板的底部设置有多个第一支撑块，用于支撑所述均温板，并使所述均温板与所述底板之间具有间隔，多个所述第一支撑块设置在所述介质循环管道弯折延伸形成的空隙中。

可选地，多个所述第一支撑块沿所述均温板的中线设置，和/或，多个所述第一支撑块以所述均温板的中线为轴对称设置。

可选地，所述底板上开设有与所述第一支撑块相匹配的限位孔。

可选地，所述围框包括依次首尾连接的第一侧板、第一端板、第二侧板和第二端板，所述第一侧板与所述第二侧板之间设置有第一安装梁及第二安装梁，所述第一安装梁及所述第二安装梁分别与所述第一端板平行，所述第一安装梁及所述第二安装梁均连接在所述均温板上，所述第一安装梁与所述第一端板连接，所述第二安装梁位于所述均温板的中线上。

可选地，所述介质入口与所述介质出口设置在所述第一端板的外侧。

可选地，所述第一安装梁及所述第二安装梁上分别设置有凸出部，所述凸出部上开设有固定孔。

可选地，所述第一安装梁及所述第二安装梁分别为中空结构。

可选地，所述第一安装梁及所述第二安装梁之间设置有第三安装梁，所述第二安装梁与所述第二端板之间设置有第四安装梁，所述第三安装梁及所述第四安装梁分别与所述第一侧板平行，所述第三安装梁及所述第四安装梁均连接在所述均温板上。

可选地，所述第三安装梁及所述第四安装梁设置在所述均温板的中线上。

可选地，所述第一侧板及所述第二侧板上分别设有第二支撑块，所述第三安装梁或所述第四安装梁上设有第三支撑块，所述第二支撑块及所述第三支撑块的竖直高度相同且所述第二支撑块及所述第三支撑块在一直线上。

可选地，所述第二支撑块及所述第三支撑块上分别开设有固定孔。

本公开第二方面：提供一种电池包，包括盖板及本公开第一方面所述的电池包下箱体，所述盖板盖设在所述围框上。

可选地，所述盖板与所述围框固定连接，所述盖板上设置有环形压装件，所述压装件与所述围框的形状相匹配。

可选地，所述盖板的边缘向下延伸形成有第一下沿部，所述第一下沿部向外水平延伸形成有第二下沿部，所述压装件形成有相连接的平板及竖板，所述竖板与所述第一下沿部接触，所述平板与所述第二下沿部接触。

可选地，所述压装件包括角件和边件，所述角件设置在所述盖板的角部，所述边件设置在所述盖板的边部。

可选地，所述盖板的边缘、所述压装件及所述围框分别开设有固定孔，用于通过固定件使所述压装件、所述盖板及所述围框相铆接。

本公开通过在电池包内设置弯折延伸的介质循环管道，且该介质循环管道具有特殊的管高与管径比，可最大程度发挥循环介质的导热作用，实现较好的冷却或保温效果，同时在高度上显著降低了介质循环管道的空间占用比例，节省电池包的内部空间，提高空间利用率及电池能量密度，降低成本。本公开的电池包便于安装维护，具有较好的工艺性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一种实施方式的电池包的组装图；

图2是图1的电池包的分解图；

图3是一种实施方式的电池包下箱体的结构示意图；

图4是图3的电池包下箱体的分解图；

图5是图3的电池包下箱体中框体的结构示意图；

图6是一种实施方式的介质循环管道的结构示意图；

图7是图6的介质循环管道的分解图；

图8是图2的电池包中的盖板及压装件的结构示意图；

图9是图8中a部分的放大示意图；

图10是一种实施方式的压装件的结构分解图；

图11是几种实施方式的介质循环管道的纵截面示意图。

附图标记说明

1围框2底板

3介质循环管道4介质入口

5介质出口6转接件

7温度传感器8第一胶层

9均温板10第二胶层

11第三胶层12第一支撑块

13第一侧板14第一端板

15第二侧板16第二端板

17第一安装梁18第二安装梁

19凸出部20第三安装梁

21第四安装梁22第二支撑块

23第三支撑块24盖板

25压装件26第一下沿部

27第二下沿部28平板

29竖板30角件

31边件32管道段

33吊耳34安装支架

35螺丝36密封圈

37电池模组38高压电气安装口

39入口接头40出口接头

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；“内、外”是针对装置的轮廓而言的。

本公开提供一种电池包下箱体和包括该电池包下箱体的电池包，参考图1至图11。其中，电池包包括盖板24及电池包下箱体，电池包下箱体包括环形围框1和底板2，盖板24盖设在围框1上。

围框1连接在底板2上，形成用于容置电池模组37的腔室。该腔室内设置有介质循环管道3。工作状态下，向介质循环管道3内输入循环介质，该循环介质在介质循环管道3中循环流动，当电池模组的温度过高时可有效带走电池模组的热量，而当外界温度较低时，也可起到隔绝低温的作用。其中，循环介质可以为能够实现上述目的的介质，例如水，水具有较高的比热，能够较好地实现对电池模组的降温及保温。

介质循环管道3在与底板2相平行的平面上弯折延伸，有利于充分提高管道的利用率。介质循环管道3的管高与管径的比为1：(1.2～6)，进一步优选为1：(2～4)。其中，介质循环管道3的管高和管径是针对介质循环管道3在纵截面上的尺寸而言的，参考图11，管高是指介质循环管道3的纵截面的最大纵向距离a，管径是指介质循环管道3的纵截面的最大横向距离b。介质循环管道3的形状没有特殊限制，只要满足管高与管径为上述比例即可，例如，介质循环管道3的纵截面可以为矩形、圆角矩形、椭圆形、腰形、倒三角形或倒梯形等(如图11所示)。本公开通过在电池包内设置弯折延伸的介质循环管道3，且对该介质循环管道3设置特殊的管高与管径比，可最大程度发挥循环介质的导热作用，实现较好的冷却或保温效果，同时在高度上显著降低了介质循环管道3的空间占用比例，节省电池包的内部空间，提高空间利用率及电池能量密度，降低成本。

介质循环管道3可以采用任意弯折方式，可以为直线型弯折，也可以为曲线型弯折。介质循环管道3的延伸区域可覆盖整个底板2，或至少覆盖装配电池模组的区域，以实现较好的导热和保温效果。在一种实施方式中，参考图6和图7，介质循环管道3至少部分呈(直线)s形弯折延伸，形成多条相平行的管道段32，多条管道段32在底板2的上方均匀间隔排布，这种方式的导热和保温效果好，管道易于加工且节省物料。在其他实施方式中，介质循环管道3还可以呈z形、螺旋形等形式弯折延伸。

介质循环管道3具有介质入口4及介质出口5，介质入口4与介质出口5设置在围框1的外侧，进一步地，介质循环管道3一体成型，也即，在围框1内部的介质循环管道3无接口或接头，可防止其在电池包中发生液体渗漏而对电池模组造成影响。更进一步地，介质入口4与介质出口5位于围框1的同一侧，方便与外部接口对接。

围框1可以形成有一缺口，缺口处设有与围框1密封连接的转接件6，转接件6上开设有两个管道安装孔，介质入口4及介质出口5分别密封安装在一个管道安装孔内。通过转接件6，介质入口4连接入口接头39介质出口5连接出口接头40，入口接头39及出口接头40设置在围框1的外侧，用于接入和导出循环介质。进一步地，转接件6上还可以设有传感器孔，传感器孔与管道安装孔连通，传感器孔内密封安装有温度传感器7，温度传感器7的温感探头与循环介质接触。温度传感器7可用于实时监测循环介质的温度并将温度信号发送至电池管理系统，当温度过高或过低时还可发出警报信号。传感器孔的形状可以根据温度传感器7的形状进行设计，优选为圆孔，温度传感器7可以通过粘结胶安装在传感器孔内，或者，可将传感器孔的内壁设计为螺纹口，将温度传感器7旋入其中，实现较好的密封性。

介质循环管道3、转接件6、入口接头39及出口接头40的材质均可以为铝，以降低电池包的总重量。进一步地，介质循环管道3可以采用al3003材质，转接件6、入口接头39及出口接头40可以采用al6063材质。制备时，可以通过氩弧焊将入口接头39及出口接头40与转接件6焊接，通过钎焊将介质循环管道3的介质入口4及介质出口5与转接件6焊接。

介质循环管道3可以通过第一胶层8与底板2粘结，第一胶层8的形状与介质循环管道3的横截面形状相同。进一步地，第一胶层8的材质可以为结构胶。

为了进一步增强电池包的热管理效果，介质循环管道3的上方可以设置有均温板9，均温板9与围框1固定连接。均温板9靠近电池模组37，用于促进电池模组37与介质循环管道3之间达到热量均衡，避免温度剧烈变化影响电池性能。均温板9的材质可以为铝，例如al6061。介质循环管道3可通过第二胶层10与均温板9粘结，第二胶层10的形状与介质循环管道3的横截面形状相同。进一步地，第二胶层10的材质可以为导热胶，从而有效将均温板9的热量传至介质循环管道3。

均温板9的上方还可以设置有第三胶层11。第三胶层11可将电池模组37的热量传至均温板9，同时具有粘结电池模组37的作用。第三胶层11的设置区域可以同电池模组37的底部大小一致。进一步地，第三胶层11的材质可以为导热胶。

均温板9的形状可设计为与电池模组37的底面形状相同，一般为矩形。均温板9的数量可以根据需要进行调整，可以是一整块板，也可以是多块面积较小的板相拼合。均温板9的底部可设置有多个第一支撑块12，用于支撑均温板9，并使均温板9与底板2之间具有间隔，从而为安装介质循环管道3提供足够的高度空间，避免均温板9直接压在介质循环管道3上，保障介质循环管道3的安全性。多个第一支撑块12设置在介质循环管道3弯折延伸形成的空隙中，即相邻管道段32之间。进一步地，多个第一支撑块12可以沿均温板9的中线设置，其中，均温板9的中线可以包括经过均温板9中心点的多条直线；此外，多个第一支撑块12还可以以均温板9的中线为轴对称设置，达到有效支撑。

在一种实施方式中，底板2上可开设有与第一支撑块12相匹配的限位孔，组装电池包时，将第一支撑块12插入对应的限位孔中，再通过烧焊焊接，使均温板9与底板2固定连接，加强整体强度，避免均温板9发生过大形变以及振动过程中的异响。在其他实施方式中，底板2上也可以不开设限位孔，而是直接由底板2的外侧(底部)对第一支撑块12进行焊接。

围框1可以包括依次首尾连接的第一侧板13、第一端板14、第二侧板15和第二端板16，相邻的侧板与端板的端部均可设计为与各自的延伸方向呈45°角的切面，两两相互配合，并在配合处采用搅拌摩擦焊接，形成矩形的围框1。第一侧板13、第一端板14、第二侧板15和第二端板16均可采用三角形交错筋相连的结构，分别采用铝挤成型工艺制造，在保证机械强度和刚度的前提下，减轻重量，节省材料。第一侧板13、第一端板14、第二侧板15和第二端板16可通过搅拌摩擦焊焊接形成围框1。介质入口4与介质出口5可以设置在第一端板14的外侧。

进一步地，第一侧板13与第二侧板15之间可以设置有第一安装梁17及第二安装梁18，第一安装梁17及第二安装梁18分别与第一端板14平行，第一安装梁17及第二安装梁18均连接在均温板9上。第一安装梁17与第一端板14连接，第二安装梁18位于均温板9的中线上。第一安装梁17及第二安装梁18之间还可以设置有第三安装梁20，第二安装梁18与第二端板16之间设置有第四安装梁21，第三安装梁20及第四安装梁21分别与第一侧板13平行，第三安装梁20及第四安装梁21同样均连接在均温板9上。进一步地，第三安装梁20及第四安装梁21可以设置在均温板9的中线上。此外，第二端板16上还可设置第五安装梁，第五安装梁可以一体成型在第二端板16上。第一安装梁17、第二安装梁18及第五安装梁上可分别设置有凸出部19，凸出部19上开设有固定孔，用于与电池模组37的固定螺栓连接，实现安装固定电池模组37并加强电池包下箱体的机械强度；凸出部19的数量可以为多个，在一个安装梁上的多个凸出部19均匀间隔分布。第一安装梁17、第二安装梁18及第五安装梁可分别为中空结构，降低电池包的总重量。通过设置第一安装梁17、第二安装梁18、第三安装梁20、第四安装梁21及第五安装梁，可将电池模组37稳定地安装在电池包内，加强电池包下箱体的机械强度以及均温板9的平整度，避免振动过程中产生异响。

第一安装梁17可通过搅拌摩擦焊的方式焊接在第一端板14的内侧，第二安装梁18的两端可分别通过搅拌摩擦焊的方式与第一侧板13和第二侧板15焊接在一起。第一安装梁17、第二安装梁18及第二端板16上的第五安装梁可用过搅拌摩擦焊的方式焊接在均温板9上。第三安装梁20的两端可分别通过氩弧焊的方式与第一安装梁17及第二安装梁18焊接，第四安装梁21的两端可分别通过氩弧焊的方式与第二安装梁18及第二端板16焊接，第三安装梁20及第四安装梁21的底部采用氩弧焊的方式焊接在均温板9上。第一安装梁17、第二安装梁18、第三安装梁20、第四安装梁21及第五安装梁的材质可分别为铝材质，例如al6061，减轻电池包的总重量。

电池包内一般还需设置电池管理系统，用于监控电池的使用状态，保护电池使用安全。为了稳定安装该电池管理系统，第一侧板13及第二侧板15上可分别设有第二支撑块22，第三安装梁20或第四安装梁21上可设有第三支撑块23，第二支撑块22及第三支撑块23的上表面在同一平面上，即第二支撑块22及第三支撑块23的竖直高度相同，且第二支撑块22及第三支撑块23在一直线上，形成电池管理系统的安装支撑组件。进一步地，第二支撑块22及第三支撑块23上可分别开设有固定孔，用于与电池管理系统的固定螺栓连接。第二支撑块22及第三支撑块23可分别采用采用氩弧焊的方式焊接固定在第一侧板13、第二侧板15、第三安装梁20或第四安装梁21的需要位置上。

除以上所述的各部件外，围框1上还可设置有用于实现安装等功能的其他部件。例如，在第一端板14的外侧可设置有2个吊耳33，用于将电池包安装在外部设备中；第一端板14上还可开始有高压电气安装口38，等等。这些部件可以根据需要进行设计，此处不再赘述。围框1可通过搅拌摩擦焊的方式与底板2进行焊接。

盖板24与围框1固定连接。为了提高连接稳定性，盖板24上可设置有环形压装件25，参考图8至图10，压装件25与围框1的形状相匹配，在连接部位提供下压力，使盖板24与电池包下箱体更为均衡地压紧。盖板24可以与围框1铆接固定，这时，盖板24的边缘、压装件25及围框1分别开设有固定孔，用于通过固定件使压装件25、盖板24及围框1相铆接。

在一种实施方式中，盖板24的边缘向下延伸形成有第一下沿部26，第一下沿部26向外水平延伸形成有第二下沿部27，即盖板24的边缘形成为“l”形。相应地，压装件25形成有相连接的平板28及竖板29，即同为“l”形，组装时，竖板29与第一下沿部26接触，平板28与第二下沿部27接触，这样有利于进一步提高压装件25的强度以及盖板24与围框1的连接稳定性。

在一种实施方式中，压装件25可以包括角件30和边件31。角件30形成为直角形，设置在盖板24的四个角部；边件31形成为长条形，设置在盖板24的边部，相邻的角件30及边件31的边缘相配合。如此设置的好处是压装件25更易于加工，且安装更方便。当压装件25上需开设固定孔时，角件30及边件31的边缘可分别预留安装孔缺口，即在角件30及边件31的连接处通过固定件将二者同时固定。在其他实施方式中，压装件25还可以是一体成型的。

盖板24与围框1之间可以设有密封圈36，起到良好的密封作用，当连接方式为铆接时，密封圈36相应地开设固定孔。

本公开的电池包将介质循环管道3与电池包下箱体集成一体化，介质循环管道3具有特殊的管高和管径比，可有效节省电池包内部空间，提高能量密度的同时，降低成本。介质循环管道3在下箱体内弯折延伸，充分提高了管道的利用率，散热和加热效率高，减少循环介质泄露的风险，可靠性高。此外，本公开的电池包还具有便于安装维护，轻量化，工艺性好等优点。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。