下箱体及包含下箱体的电池箱的制作方法
【专利摘要】本申请涉及锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种下箱体及包含下箱体的电池箱。下箱体包括壳体以及加强连接结构，加强连接结构包括加强连接构件，壳体为由侧壁以及侧壁围成，且壳体的内部设置有空腔，壳体上设置有连接件穿孔，连接件穿孔与空腔连通，加强连接构件包括连接件、加强件以及填充结构，加强件设置在空腔内，加强件上设置有连接孔，连接件与连接孔连接，填充结构填充空腔的剩余空间。电池箱包括上盖、电池组以及下箱体，电池组设置于下箱体内，且电池组与下箱体固定；所述上盖盖合所述下箱体，且所述上盖与所述下箱体固定。本申请一方面，能保证电池箱的下箱体的强度和刚度，另一方面又能减轻电池箱的重量，提高能量密度。
【专利说明】
下箱体及包含下箱体的电池箱
技术领域
[0001]本申请涉及锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种下箱体及包含下箱体的电池箱。
【背景技术】
[0002]现今，由于油价的上涨与资源越来越少，电动汽车已经成为汽车行业的一个重要发展方向。然而，在电动汽车上安装大量的动力电池，需要制作箱体来安装这些动力电池，而目前汽车行业使用的动力电池箱一般采用金属材料制造较多。金属电池箱具有结构复杂、工序多、一致性差、重量大等缺点。
[0003]因此，市面上又出现了复合材料电池箱，而完全的复合材料电池箱具有刚度低的缺点。
[0004]为了改善复合材料电池箱的刚度，便在复合材料电池箱的下箱体的底部安装金属架，由于增加了金属架，虽然会增大刚度，但是也会增加电池箱体的重量。对整车而言，便会增加整车的重量，从而带来更大的能耗。
【实用新型内容】
[0005]本申请提供了一种下箱体及包含下箱体的电池箱，既能保证电池箱的下箱体强度和刚度，又能减轻电池箱的重量，提高能量密度。
[0006]本申请提供了一种下箱体，包括壳体以及加强连接结构，所述加强连接结构包括至少一个加强连接构件，
[0007]所述壳体为由侧壁以及底板围成的一端敞口的结构，且所述壳体的内部设置有空腔，所述壳体上设置有连接件穿孔，所述连接件穿孔与所述空腔连通，
[0008]所述加强连接构件包括连接件、加强件以及填充结构，所述加强件设置在所述空腔内，所述加强件上设置有对应于所述连接件穿孔的连接孔，所述连接件与所述连接孔连接，所述填充结构填充所述空腔的剩余空间。
[0009]优选地，所述加强连接结构包括第一加强连接构件，所述空腔包括第一腔室，所述连接件穿孔包括第一连接件穿孔，且与所述第一腔室连通，
[0010]所述第一加强连接构件包括第一连接件、第一加强件以及第一填充结构，
[0011]所述第一腔室位于所述侧壁内，所述第一连接件穿孔设置在所述侧壁的底面，且与所述第一腔室连通，所述第一加强件设置在所述第一腔室内，所述第一加强件上设置有对应于所述第一连接件穿孔的第一连接孔，所述第一连接件与所述第一连接孔连接，所述第一填充结构填充所述第一腔室的剩余空间。
[0012]优选地，所述加强连接结构还包括第二加强连接构件，所述空腔包括第二腔室，所述连接件穿孔包括第二连接件穿孔，且与所述第二腔室连通，
[0013]所述第二加强连接构件包括第二连接件、第二加强件以及第二填充结构，
[0014]所述第二腔室位于所述底板内，所述第二连接件穿孔设置在所述底板的顶面，所述第二加强件设置在所述第二腔室内，所述第二加强件上设置有对应于所述第二连接件穿孔的第二连接孔，所述第二连接件与所述第二连接孔连接，所述第二填充结构填充所述第二腔室的剩余空间。
[0015]优选地，所述加强连接结构还包括加强筋，所述加强筋设置在所述壳体内。
[0016]优选地，所述加强连接结构还包括第三加强连接构件，所述空腔包括第三腔室，所述连接件穿孔包括第三连接件穿孔，且与所述第三腔室连通，
[0017]所述第三加强连接构件包括第三连接件、第三加强件以及第三填充结构，
[0018]所述第三腔室位于所述侧壁内，所述第三连接件穿孔设置在所述侧壁的顶面，所述第三加强件设置在所述第三腔室内，所述第三加强件上设置有对应于所述第三连接件穿孔的第三连接孔，所述第三连接件与所述第三连接孔连接，所述第三填充结构填充所述第三腔室的剩余空间。
[0019]优选地，所述加强连接结构同时包括所述第一加强连接构件、所述第二加强连接构件以及所述第三加强连接构件，
[0020]所述第一腔室、所述第二腔室与所述第三腔室一体设置。
[0021 ]优选地，所述空腔充满所述壳体的内部。
[0022]优选地，所述连接件通过胶粘或螺纹连接的方式与所述连接孔连接。
[0023]优选地，所述连接件为自攻螺套。
[0024]基于上述下箱体，本申请还提供了一种电池箱，包括上盖、电池组以及下箱体，所述电池组设置于所述下箱体内，且所述电池组与所述下箱体固定;所述上盖盖合所述下箱体，且所述上盖与所述下箱体固定。
[0025]本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:
[0026]本申请所提供的下箱体及包含下箱体的电池箱一方面，能保证电池箱的下箱体的强度和刚度，另一方面又能减轻电池箱的重量，提高能量密度。
[0027]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
【附图说明】
[0028]图1为本申请第一实施例所提供的下箱体的整体结构示意图；
[0029]图2为图1中A部的放大示意图；
[0030]图3为本申请第一实施例所提供的下箱体底部的结构示意图；
[0031]图4为本申请第一实施例所提供的下箱体的结构爆炸示意图；
[0032]图5为本申请第一实施例所提供的下箱体的俯视图；
[0033]图6为沿图5中E-E方向的截面示意图；
[0034]图7为图6中C部的放大示意图；
[0035]图8为沿图5中F-F方向的截面示意图；
[0036]图9为图8中B部的放大不意图；
[0037]图10为本申请第二实施例所提供的下箱体的整体结构示意图；
[0038]图11为本申请第二实施例所提供的下箱体的结构爆炸示意图；
[0039]图12为沿图10中B-B方向的截面示意图；
[0040]图13为图12的零部件分解示意图；
[0041]图14为本申请实施例所提供的电池箱的整体结构示意图。
[0042]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
【具体实施方式】
[0043]下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的下箱体及包含下箱体的电池箱的放置状态为参照。
[0044]如图1至图4所示，本申请所提供的下箱体10，包括壳体101以及加强连接结构，壳体101为由侧壁1011以及底板1012围成的一端敞口的结构，且壳体101的内部设置有空腔，在壳体101上设置有连接件穿孔，该连接件穿孔与空腔连通。加强连接结构包括至少一个加强连接构件，加强连接构件包括连接件、加强件以及填充结构，加强件设置在空腔内，用于局部加强，加强件上设置有对应连接件穿孔的连接孔，连接件与连接孔连接，填充结构能够填充空腔的剩余空间，以固定加强件的位置。最后，诸如螺栓等能够穿过外部部件以及连接件穿孔并与连接件进行螺纹连接，以便将外部部件与下箱体10连接在一起。本实施例中的加强连接结构、空腔以及连接件穿孔可以设置在壳体101的任意位置，用于与不同的外部部件进行连接。
[0045]具体地，加强连接结构包括至少一个第一加强连接构件，连接件穿孔包括至少一个第一连接件穿孔11 la。第一加强连接构件包括第一加强件112a、第一填充结构113a以及第一连接件114a。壳体101的侧壁1011形成的空腔内包含有第一腔室，第一连接件穿孔Illa设置在侧壁1011的底面，且与第一腔室连通，第一加强件112a设置于第一腔室内，第一加强件112a上设置有对应第一连接件穿孔Illa的第一连接孔(图中未标号)，第一连接件114a与第一连接孔连接，第一填充结构113a填充第一腔室的剩余空间。
[0046]第一连接件114a用于与螺钉、螺栓等外部连接件(图中未示出)进行螺纹连接，螺钉、螺栓等外部连接件能够依次穿过外部部件以及第一连接件穿孔Illa并与第一连接件114a螺纹连接，从而使外部部件与下箱体10连接。这里的外部部件为车体。
[0047]如图4所示，本实施例中的加强连接结构还包括至少一个第二加强连接构件，连接件穿孔包括至少一个第二连接件穿孔111b。第二加强连接构件包括第二加强件112b、第二填充结构113b以及第二连接件114b。壳体101的底板1012形成的空腔内包含第二腔室，第二连接件穿孔Illb设置在底板1012的顶面，并与第二腔室连通。第二加强件112b设置于第二腔室内，第二加强件112b上设置有对应于第二连接件穿孔Illb的第二连接孔(图中未标号)，第二连接件114b与第二连接孔连接，此处的第二连接件114b也可以与螺钉或螺栓螺纹连接，在电池组30 (如图14所示)上也设有与第二连接件114b相对应的孔，螺钉或螺栓依次穿过电池组30上的孔以及壳体101上的第二连接件穿孔11 Ib后与第二连接件114b螺纹连接，从而使壳体1I与内部的电池组30连接。第二填充结构113b填充第二腔室的剩余空间。
[0048]另外，在壳体1I内还可设置有加强筋115，如可将加强筋115设置在第二腔室内，在第二填充结构113b填充第二腔室的剩余空间后，加强筋115分布于第二填充结构113b内。在图4所示的实施例中，加强筋115可以为多个，多个加强筋115纵横垂直交错分布。其中，加强筋115最好采用复合材料，也可以采用低密度的金属材料、合金材料或木质材料。加强筋115可以提高箱体的整体刚度，满足电池组30的承载要求，减少复合材料局部应力集中，保证局部的结构强度。
[0049]在本实施例中，壳体101的侧壁1011内还可包含有第三腔室，在第三腔室内设置第三加强连接构件，连接件穿孔还包括至少一个第三连接件穿孔111C。其中，第三加强连接构件包括第三加强件112c、第三填充结构113c、以及第三连接件114c，第三连接件穿孔Illc设置在侧壁1011的顶面上，并与第三腔室连通。第三加强件112c设置在第三腔室内，第三加强件112c上设置有对应于第三连接件穿孔Illc的第三连接孔(图中未标号)，第三连接件114c与第三连接孔连接。此处的第三连接件114c也可以与螺钉或螺栓螺纹连接，在上盖20(如图14所示)上也设有与第三连接件114c相对应的孔，螺钉或螺栓依次穿过上盖20上的孔以及壳体101上的第三连接件穿孔11 Ic后与第三连接件114c螺纹连接，从而使壳体101与上盖20连接。第三填充结构113c填充第三腔室的剩余空间。其中，第一加强件112a、第二加强件112b和第三加强件112c—般为木质材料、金属材料、合金材料、复合材料或者泡沫材料，这里的金属材料以及合金材料最好为铝、铝合金、铝镁合金等低密度金属或合金。密度低的金属以及合金具有较高的强度，用于电池箱的下箱体10中，能够有效提高连接处的刚度、强度，保证在冲击载荷情况下，下箱体10不破坏、连接件处结构完好，保证连接位点不失效。
[0050]通过这种方式代替了传统的金属架，既能保证电池箱的下箱体10的刚度，与传统的金属架相比，这样设置又能够减轻电池箱的重量。其中，加强件由于其密度低，具有较高的强度，可提高与连接件连接处的刚度、强度，保证在冲击载荷、振动载荷情况下，下箱体10不破坏，连接胶层完好，从而保证连接位点不失效。
[0051]在本实施例中，连接件可以采用粘接剂或螺纹连接的方式与各自的连接孔连接。例如，当连接件为普通螺套时，可以采用粘接剂与连接孔粘接固定，而采用自攻螺套时，则可以直接将自攻螺套旋进连接孔内进行紧固连接。采用自攻螺套连接的方式可以减少粘接固化时间，也可以缩短加工周期。
[0052]采用粘接剂进行连接时，可在连接件穿孔上设置六角形凹槽，六角形凹槽的大小和形状与连接件的端头相适应，也就是说，在连接件穿过连接件穿孔进入到加强件内部后，连接件的端头的外沿与六角形凹槽的内沿重合，从而防止连接件再转动。而采用自攻螺套时便无需再设置六角形凹槽。并且，六角形凹槽也不一定必须采用六角形，例如四角形、三角形均可。
[0053]如图5所示，第一加强件112a在下箱体10的侧壁1011上设置多个，与多个第一加强件112a相对应的第一连接件114a也为多个，多个第一连接件114a与其对应的第一加强件112a配合，从而使得车体固定在下箱体10上。
[0054]现有技术中是在壳体101上直接设置通孔，在与车体进行连接时，力会施加在壳体101上，就会造成壳体101的开裂，从而损坏下箱体10。而本申请中由于在固定时，力始终施加在第一加强件112a上，而第一加强件112a是由木质材料、金属材料、合金材料、复合材料或者泡沫材料制成，因此，也就能够防止壳体101开裂，从而保证下箱体10不被损坏。
[0055]第二加强件112b在下箱体10的底部也设置多个，下箱体10底部设置的第二连接件114b也为多个，多个第二连接件114b与其对应的第二加强件112b配合，从而使得电池组30固定在箱体上。同样，这样也能防止壳体101开裂，并且设置多个第二加强件112b，能够进一步的起到加固的目的，并且进一步增加刚度。
[0056]如图6和图7所示，第一连接件穿孔Illa的数量为两个，且分别设置在侧壁1011的顶面以及侧壁1012的底面，两个第一连接件穿孔Illa相对设置，且均与第一腔室连通。
[0057]如图8和图9所示，第二连接件穿孔Illb的数量为两个，且分别设置在底板1012的顶面和底面，两个第二连接件穿孔11 Ib相对设置，且均与第二腔室连通。
[0058]图10至图13所示为本申请的另外一种实施方式中，加强筋115位于第二加强件112b与底板1012的底面之间。
[0059]如图14所示，本申请还提供了一种电池箱，包括上盖20、电池组30以及下箱体10，电池组30设置于下箱体10内，且电池组30与下箱体10固定;上盖20盖合下箱体10，且上盖20与下箱体10固定。
[0060]在本申请中，采用模压工艺实现下箱体10结构的成型。
[0061]本申请的下箱体10的制作流程为:
[0062]I)材料选择:根据物理化学性能要求，主要根据强度、刚度、及表面质量、腐蚀性能要求等，选择增强材料、树脂、夹芯。
[0063]2)外壳101:可以采用复合材料，根据复合材料的强度要求，设计纤维与树脂的比例，即纤维的含量;根据载荷区域，进行冲击载荷区局部加强，在该区域铺足够多的纤维铺层，即足够多的复合毡、短切毡、网格布、单向布、无捻粗纱布、表面毡、预成型胚、织物、纤维预混料、预侵胶布，其为长纤维、短纤维及其组合。后进行设计复合材料的厚度。该结构的设计厚度在0.5mm?10mm。
[0064]3)在模具内放置加强件、加强筋等结构，并由复合材料外壳包裹。
[0065]4)模压，传递树脂后固化，保证箱体结构尺寸、性能稳定。
[0066]5)箱体成型后打孔，并安装连接件。
[0067]本申请中，壳体101具有较高的强度，能够满足电池下箱体的刚度。壳体101的增强材料形式有复合毡、短切毡、网格布、单向布、无捻粗纱布、表面毡、预成型胚、织物、纤维预混料、预侵胶布，其为长纤维、短纤维及其组合。
[0068]其中，壳体101的增强材料采用玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、硼纤维、天然纤维、超高分子量聚乙烯纤维及其组合。
[0069]壳体101的树脂基采用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、乙烯基酯、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、氰酸酯树脂、聚苯硫醚、聚丙烯、聚醚酮、聚醚酮及其组合。一般情况下该复合材料的结构纤维含量为10%?80%。壳体101的厚度为0.5mm?10mm。
[0070]填充结构的材料可以采用木质材料、金属材料、合金材料、泡沫材料或复合材料。其中，泡沫材料可以选择聚氯乙烯泡沫(PVC泡沫)、聚苯乙烯泡沫(PS泡沫)、聚氨酯泡沫(HJ泡沫)、聚甲基丙烯酰胺泡沫(acrylic泡沫)、苯乙烯丙烯腈共聚泡沫(SAN泡沫)、聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(PMI泡沫)及其组合。
[0071]填充结构由于密度低，且具有一定的结构强度，用于提高下箱体10的整体刚度、强度。因为密度低的特点，可以降低电池箱体的重量，提高电池箱的能量密度。
[0072]在本申请的其它实施方式中，可以将第一腔室、第二腔室与第三腔室一体设置，并可以尽量扩大所占空间，将空腔充满壳体101内部。这样能够填充更多的填充结构，以降低下箱体10的重量。
[0073]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种下箱体，其特征在于，包括壳体以及加强连接结构，所述加强连接结构包括至少一个加强连接构件， 所述壳体为由侧壁以及底板围成的一端敞口的结构，且所述壳体的内部设置有空腔，所述壳体上设置有连接件穿孔，所述连接件穿孔与所述空腔连通， 所述加强连接构件包括连接件、加强件以及填充结构，所述加强件设置在所述空腔内，所述加强件上设置有对应于所述连接件穿孔的连接孔，所述连接件与所述连接孔连接，所述填充结构填充所述空腔的剩余空间。2.根据权利要求1所述的下箱体，其特征在于，所述加强连接结构包括第一加强连接构件，所述空腔包括第一腔室，所述连接件穿孔包括第一连接件穿孔，且与所述第一腔室连通， 所述第一加强连接构件包括第一连接件、第一加强件以及第一填充结构， 所述第一腔室位于所述侧壁内，所述第一连接件穿孔设置在所述侧壁的底面，且与所述第一腔室连通，所述第一加强件设置在所述第一腔室内，所述第一加强件上设置有对应于所述第一连接件穿孔的第一连接孔，所述第一连接件与所述第一连接孔连接，所述第一填充结构填充所述第一腔室的剩余空间。3.根据权利要求2所述的下箱体，其特征在于，所述加强连接结构还包括第二加强连接构件，所述空腔包括第二腔室，所述连接件穿孔包括第二连接件穿孔，且与所述第二腔室连通， 所述第二加强连接构件包括第二连接件、第二加强件以及第二填充结构， 所述第二腔室位于所述底板内，所述第二连接件穿孔设置在所述底板的顶面，所述第二加强件设置在所述第二腔室内，所述第二加强件上设置有对应于所述第二连接件穿孔的第二连接孔，所述第二连接件与所述第二连接孔连接，所述第二填充结构填充所述第二腔室的剩余空间。4.根据权利要求3所述的下箱体，其特征在于，所述加强连接结构还包括加强筋，所述加强筋设置在所述壳体内。5.根据权利要求2所述的下箱体，其特征在于，所述加强连接结构还包括第三加强连接构件，所述空腔包括第三腔室，所述连接件穿孔包括第三连接件穿孔，且与所述第三腔室连通， 所述第三加强连接构件包括第三连接件、第三加强件以及第三填充结构， 所述第三腔室位于所述侧壁内，所述第三连接件穿孔设置在所述侧壁的顶面，所述第三加强件设置在所述第三腔室内，所述第三加强件上设置有对应于所述第三连接件穿孔的第三连接孔，所述第三连接件与所述第三连接孔连接，所述第三填充结构填充所述第三腔室的剩余空间。6.根据权利要求3所述的下箱体，其特征在于，所述加强连接结构还包括第三加强连接构件，所述空腔包括第三腔室，所述连接件穿孔包括第三连接件穿孔，且与所述第三腔室连通， 所述第三加强连接构件包括第三连接件、第三加强件以及第三填充结构， 所述第三腔室位于所述侧壁内，所述第三连接件穿孔设置在所述侧壁的顶面，所述第三加强件设置在所述第三腔室内，所述第三加强件上设置有对应于所述第三连接件穿孔的第三连接孔，所述第三连接件与所述第三连接孔连接，所述第三填充结构填充所述第三腔室的剩余空间。7.根据权利要求6所述的下箱体，其特征在于，所述加强连接结构同时包括所述第一加强连接构件、所述第二加强连接构件以及所述第三加强连接构件， 所述第一腔室、所述第二腔室与所述第三腔室一体设置。8.根据权利要求1所述的下箱体，其特征在于，所述空腔充满所述壳体的内部。9.根据权利要求1所述的下箱体，其特征在于，所述连接件通过胶粘或螺纹连接的方式与所述连接孔连接。10.根据权利要求9所述的下箱体，其特征在于，所述连接件为自攻螺套。11.一种电池箱，其特征在于，包括上盖、电池组以及权利要求1至10中任一项所述的下箱体， 所述电池组设置于所述下箱体内，且所述电池组与所述下箱体固定； 所述上盖盖合所述下箱体，且所述上盖与所述下箱体固定。
【文档编号】H01M2/10GK205488294SQ201620211614
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】陈亮美, 秦峰
【申请人】宁德时代新能源科技股份有限公司