一种电动汽车及其电池包壳体的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车及其电池包壳体。

背景技术：

电池包在出厂销售前必须通过国家规定的振动试验，如gb/t31467.3《动力汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》的安全性要求与测试方法。

振动试验对电池包壳体的强度要求非常高，电池包壳体包括上下盖合的上壳体和下壳体，其中，下壳体设有电池包的容纳腔，构成电池包壳体的主体部分，是主要受力部件，该下壳体采用的是1.0mm厚度的dc06钢板，其自身的强度较低，无法承受振动试验对壳体造成的破坏。

因此，亟需设计一种电动汽车及其电池包壳体，以增强电池包壳体的强度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电动汽车及其电池包壳体，通过边梁的设置增加了电池包壳体的强度，进而通过了振动试验。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车的电池包壳体，包括具有容纳电池包的容纳腔的下壳体，还包括安装于所述下壳体的左右两侧的侧梁、以及安装于所述下壳体的后端的后端梁；所述后端梁的左右两侧分别与各自同侧的所述侧梁的后端连接，以连接形成围绕于所述下壳体外周的边梁体。

本发明提供了一种电池包壳体，在用于承载电池包的下壳体的外周设有侧梁和后端梁，侧梁和后端梁连接为一个整体结构的边梁体，以有效地对下壳体进行全面的防护，提高下壳体的整体强度，尤其可以提高下壳体在其环绕方向的结构稳定性，使得电池包壳体能够通过振动试验。并且，边梁体包括处于下壳体左右两侧的侧梁，侧梁可以实现下壳体侧面的防护，针对性地提高下壳体的侧面碰撞能力。再者，边梁体包围在下壳体的外周，此时，下壳体不直接与车体连接，而是借助于边梁体实现与车体的连接，此时，下壳体内部的电池包的载荷最终通过边梁体传递到车体的纵梁上，从而减少了作用在用于安装电池包的模组安装板和下壳体上的作用力，使得下壳体的整体不易变形，极大地提高了下壳体的强度。

可选地，所述侧梁包括相互焊接的内板和外板，所述内板与所述下壳体的侧面焊接。

可选地，还包括连接在所述内板的内侧面的第一加强件，以及连接在所述外板的内侧面的第二加强件，所述第一加强件和所述第二加强件均设置在与侧面碰撞的撞击点相对应的位置。

可选地，所述内板和所述外板均呈横向开口的u型，所述内板将所述第一加强件容纳在其u型的开口内，所述外板将所述第二加强件容纳在其u型的开口内，所述内板安装在所述外板的u型的开口处。

可选地，所述内板和所述外板的前后两端的端口处封堵有端板。

可选地，所述端板包括封堵用的挡板以及连接于所述挡板的上下两侧的折边，所述内板和所述外板以各自的上边与处于上侧的所述折边搭接后采用三层点焊连接，并以各自的下边与处于下侧的所述折边搭接后采用三层点焊连接。

可选地，所述第一加强件和/或所述第二加强件为加强板，所述加强板的前后两端设有前后方向开口的u型连接部，所述第一加强件以其u型连接部的上下两边与所述内板和所述外板的相应边搭接后采用三层点焊连接，所述第二加强件以其u型连接部的上下两边与所述外板的相应边搭接后采用两层点焊连接。

可选地，所述加强板的前后两端具有前后延伸的连接耳，所述连接耳与所述内板或所述外板的横部的内侧面搭接焊连。

可选地，所述加强板设有过孔。

可选地，还包括侧面加强件，由前至后向内倾斜地连接于所述后端梁的左右两侧，所述侧面加强件的前端与所述侧梁的后端连接。

可选地，所述侧面加强件的两端通过二氧化碳保护焊与所述侧梁和所述后端梁连接。

可选地，所述侧梁和/或所述后端梁的内侧面设有避让结构。

可选地，所述避让结构为呈锯齿状设置的缺口。

可选地，还包括焊接于所述下壳体的内侧面的模组安装板和焊接于所述下壳体的外侧面的壳体加强板，在所述下壳体的其中一个截面，所述下壳体的内侧焊接有所述模组安装板、外侧焊接有所述壳体加强板，形成三层点焊；和/或，所述下壳体的外侧依次焊接有所述壳体加强板和所述侧梁，形成三层点焊。

可选地，在所述后端梁的其中一个截面，所述后端梁、所述下壳体和所述模组安装板由外而内依次搭接后采用三层点焊连接。

本发明还提供了一种电动汽车，包括上述的电池包壳体。

附图说明

图1为本发明所提供电动汽车的电池包壳体在一种具体实施方式的俯视图；

图2为图1所示电池包壳体中边梁体的俯视图；

图3为图2所示边梁体处于组装分解状态的结构示意图；

图4为图2所示边梁体中侧梁在一种设置方式中的立体结构示意图；

图5为图4所示侧梁处于组装分解状态的结构示意图；

图6为图4所示侧梁的俯视图；

图7为图6中a-a方向的剖视图；

图8为图6中b-b方向的剖视图；

图9为图6中c-c方向的剖视图；

图10为图2所示边梁体中后端梁在一种设置方式中的组装分解示意图；

图11为图1中d-d方向的剖视图；

图12为图1中e-e方向的剖视图；

图13为图1中f-f方向的剖视图。

图1-图13中：

下壳体1、侧梁2、内板21、外板22、端板23、挡板231、折边232、后端梁3、第一加强件4、第二加强件5、加强板6、过孔61、u型连接部7、连接耳8、侧面加强件9、避让结构10、模组安装板11、壳体加强板12、壳体安装件13。

具体实施方式

本发明提供了一种电动汽车及其电池包壳体，通过边梁的设置增加了电池包壳体的强度，进而通过了振动试验。

以下结合附图，对本发明进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本发明的技术方案。

本文所述的上下、左右等方位以电动汽车的正常使用状态为参照，以电动汽车的行驶方向为前，与前相对的方向为后；在水平面内，垂直于前后的方向为左右方向，沿电动汽车的行驶方向看，处于左手边的方向为左，处于右手边的方向为右；以垂直于地面的方向为上下方向，在上下方向上，垂直指向地面的方向为下，垂直背离地面的方向为上。为便于描述，将上下方向定义为z向。本文所述的纵向即对应前后方向，横向对应左右方向。

如无特殊说明，本文所述的内外是以电池包壳体的中轴线为参照进行定义的，具体可以下壳体1的中轴线为参照，在横向上，靠近下壳体1的纵向中轴线的方向为内，在纵向上，靠近下壳体1的横向中轴线的方向为内。

本文所述的第一、第二等词是为了区分相同或类似的结构，或者具有相同或类似结构的两个以上的部件，不表示对设置顺序的特殊限定。

如图1-图2所示，本发明的电池包壳体，包括下壳体1和连接于下壳体1外周的边梁体，其中，下壳体1具有用于容纳电池包的容纳腔，电池包即安装于该容纳腔内，也就是说，下壳体1为电池包的主要承载件；边梁体具体包括侧梁2和后端梁3，侧梁2安装于下壳体1的左右两侧，后端梁3安装于下壳体1的后端，并且，后端梁3的左端与左侧的侧梁2连接，右端与右侧的侧梁2连接，进而连接形成围绕于下壳体1外周的边梁体，如图1所示。

可见，本发明的边梁体，围绕在下壳体1的外周，并连接为一体，增强了下壳体1在其环绕方向的结构强度和稳定性，有利于提高下壳体1的整体强度；更为重要的是，边梁体围绕于下壳体1的外周，此时，下壳体1不直接与车体连接，而是通过边梁体与车体连接，则电池包作用于下壳体1的力可以通过边梁体有效地传递到车体的纵梁上，通过边梁体和车体的纵梁进行承载，避免下壳体1因受力过大而破裂或者失效，提高了下壳体1的使用可靠性，并延长了下壳体1的使用寿命。

所谓下壳体1的外周是指，下壳体1大致呈上端开口的方体状，此时，除去底板外的其他各边依次连接为一个闭合结构，这个闭合结构的环绕方向即为下壳体1的外周所在的方向。也就是说，下壳体1并不是圆筒状的，其外周或者说其环绕方向并不是一个严格意义上的环形，而是指其前、后、左、右的各边连接后形成的闭合结构的延伸方向。

如图3所示，本发明的电池包壳体还包括侧面加强件9，该侧面加强件9由前至后向内倾斜，并连接于后端梁3的左右两侧，其中，连接于左侧的侧面加强件9的前端与左侧的侧梁2的后端连接，连接于右侧的侧面加强件9的前端与右侧的侧梁2的后端连接。或者说，处于左侧的侧面加强件9由前至后向右倾斜，其前端与左侧的侧梁2连接，后端与后端梁3的左侧连接，进而实现左侧的侧梁2与后端梁3的连接；处于右侧的侧面加强件9由前至后向左倾斜，其前端与右侧的侧梁2连接，后端与后端梁3的右侧连接，进而实现右侧的侧梁2与后端梁3的连接。如此，不仅可以与下壳体1的结构相匹配，还使得侧梁2可以设置为直梁结构，简化了侧梁2的结构，提高了拆装便捷性。

侧面加强件9的两端可以通过二氧化碳保护焊分别与侧梁2和后端梁3进行连接。具体可以将侧面加强件9的后端与后端梁3的左端或右端搭接，然后在后端梁3的左右两端进行两层点焊。

如图2和图3所示，后端梁3的内侧面设有避让结构10，侧梁2的内侧面也可以设有避让结构10，用于避让电池包或者下壳体1内其他待安装部件，避免相互干涉。

本实施例中，上述的避让结构10具体可以为呈锯齿状设置的缺口，本领域技术人员可以根据需要设置缺口的个数和位置；当设置多个缺口时，这些缺口在后端梁3或侧梁2的内侧面间隔分布。

如图4和图5所示，本发明中，侧梁2可以包括相互焊接的内板21和外板22，其中，内板21与下壳体1的侧面焊接，外板22连接于内板21的外侧。

采用内板21和外板22相互配合的结构形式，使得侧梁2具有更高的强度，进而能够有效地抵抗侧面碰撞的冲击力，提高对下壳体1的防护能力。

在内板21的内侧面还可以设置第一加强件4，外板22的内侧面可以设置第二加强件5，并且，第一加强件4和第二加强件5均可以设置在与侧面碰撞的撞击点相对应的位置。

本领域技术人员应该可以理解，当车体承受侧面碰撞时，撞击点所承受的撞击力最大，伤害也最大，而处于车内的电池包壳体也会在撞击点对应的位置承受最大的冲击力，这种冲击载荷有可能损伤电池包壳体。而鉴于侧面碰撞的撞击力过大，单纯的依靠内板21和外板22形成的侧梁2可能无法抵御，最终还有可能导致下壳体1出现变形。因此，本发明的侧梁2在与撞击点相对应的位置设有第一加强件4和第二加强件5，分别对内板21和外板22进行加强，以便在与撞击点对应的位置形成由外而内依次排布的四层防护，即外板22→第二加强件5→内板21→第一加强件4，进而对下壳体1进行可靠的防护，避免下壳体1因侧面碰撞而变形。

所谓与撞击点相对应的位置不限于侧面碰撞的撞击点在横向上的投影位置，而是可以为由该投影位置向外扩散一定面积形成的撞击区域。

在本实施例中，内板21和外板22均可以设置为u型板，该u型板的开口朝向横向，对于左侧的侧梁2而言，其内板21和外板22的开口向右，对于右侧的侧梁2而言，其内板21和外板22的开口向左。u型板以其相对设置且相互平行的两竖边置于上下方向，分别作为上边和下边，以处于两竖边之间的横边作为侧边，由于侧梁2由前至后延伸，则u型板的上边、下边和侧边均由前至后延伸，或者说，内板21和外板22为横向放置的u型板，如图4和图5所示。

对于u型板结构的内板21和外板22，内板21可以将第一加强件4容纳在其u型的开口内，外板22可以将第二加强件5容纳在其u型的开口内，此时，内板21可以安装在外板22的u型的开口处，而下壳体1可以安装在内板21的u型开口处，内板21与外板22之间具有用于容纳第二加强件5的空间，内板21与下壳体1之间具有容纳第一加强件4的空间。如此，不但可以实现第一加强件4和第二加强件5的安装，还可以增大侧梁2在横向上的尺寸，以延长侧面碰撞时的作用距离(即由撞击点到下壳体1之间的路程)，提高对下壳体1的安全防护能力。

在内板21和外板22的前后两端均可以设置端板23，以封堵内板21和外板22前后两端的端口，提高侧梁2的强度和封闭性。

如图5、图6和图7所示，端板23可以包括封堵端口用的挡板231和连接于挡板231上下两侧的折边232，其中，外板22的上边、内板21的上边以及处于挡板231上侧的折边232由外而内依次搭接，然后采用三层点焊连接；外板22的下边、内板21的下边以及处于挡板231下侧的折边232由外而内依次搭接，然后采用三层点焊连接。此处所述的内外是以内板21和外板22为参照定义的，内板21和外板22为u型，则包围在u型的两侧边之间的区域为内，处于两侧边以外的区域即为外，具体可以u型的中轴线为参照，靠近其中轴线的方向为内，远离其中轴线的方向为外。

与此同时，如图5和图7所示，挡板231的左右两边也可以翻折形成翻边结构，并以其中一个翻边与外板22的侧边搭接贴合，然后采用两层点焊进行连接。采用这种折边232和翻边的结构形式，便于实现端板23的连接，还可以提高端板23的强度和连接可靠性。

本发明中，第一加强件4和第二加强件5均可以设置为加强板6，加强板6的前后两端设有前后方向开口的u型连接部7，处于加强板6前端的u型连接部7的开口向前，处于后端的u型连接部7的开口向后；具体而言，处于前端的u型连接部7可以其横部连接于加强板6的前边，处于后端的u型连接部7可以其横部连接于加强板6的后边。并且，u型连接部7可以在由左至右延伸一定的厚度，然后以其左右方向上的一个边沿与加强板6连接，进而与加强板6连接形成台阶状的结构形式，以便将加强板6支撑于其左右方向的一个侧部，在左右方向上看，此时的u型连接部7相当于加强板6的支撑腿，将加强板6支撑于外板22或者内板21，如图5所示。并且，该u型连接部7可以与加强板6一体成型，提高了整个第一加强件4或第二加强件5的强度，有利于增强其抗侧面碰撞的能力。

或者，可以将加强板6的前边作为前端的u型连接部7的横部，后边作为后端的u型连接部7的横部，处于前端的u型连接部7的两个相互平行且相对设置的竖部分别由加强板6的前边的上下两侧向前延伸而成，处于后端的u型连接部7的两个相互平行且相对设置的竖部分别由加强板6的后边的上下两侧向后延伸而成。此时，无需单独设置u型连接部7的横部，只需在加强板6的前后两端的上下两侧设置连接用的边即可，简化了结构。

在此基础上，如图6和图9所示，第一加强件4可以其u型连接部7的上下两边与内板21和外板22的相应边搭接后采用三层点焊连接，第一加强件4的上边与内板21和外板22的上边搭接后形成三层相互贴合的结构，然后通过三层点焊将第一加强件4、内板21和外板22焊接；第一加强件4容纳在内板21的内侧，第一加强件4的上边与内板21的上边的内侧贴合，内板21由安装于外板22的开口处，内板21的上边以其远离其开口端的一侧与外板22的上边的开口端相贴合，如此，第一加强件4的上边、内板21的上边以及外板22的上边由内而外依次贴合，然后进行焊接。同理，第一加强件4的下边、内板21的下边以及外板22的下边由内而外依次搭接，然后通过三层点焊连接。由于第一加强件4与内板21和外板22进行了三层点焊，能够同时对内板21和外板22起到加强作用，并且可以通过内板21和外板22同时对第一加强件4进行定位和支撑，提高了第一加强件4的稳定性和可靠性。

第二加强件5可以其u型连接部7的上下两边与外板22的相应边搭接后采用两层点焊连接。第二加强件5的上边与外板22的上边搭接后通过两层点焊连接，下边与外板22的下边搭接后通过两层点焊连接。

如图8所示，在内板21和外板22的中部、不设置第一加强件4和第二加强件5的位置，内板21容纳在外板22的u型的开口处，内板21以其上边的外端与外板22的上边的开口端(对应外板22的内端)搭接贴合，然后通过两层点焊连接；内板21以其下边的外端与外板22的下边的开口端(对应外板22的内端)搭接贴合，然后通过两层点焊连接。

此外，如图5所示，加强板6的前后两端还可以设置连接耳8，连接耳8在前后方向延伸，具体地，加强板6前端的连接耳8向前延伸，后端的连接耳8向后延伸，本领域技术人员可以根据需要设置连接耳8的个数，例如，可以在加强板6的前端设置两个连接耳8，后端设置两个连接耳8。

第一加强件4以其连接耳8与u型的内板21的横部内侧面搭接，然后采用两层点焊连接，第二加强件5以其连接耳8与u型的外板22的横部内侧面搭接，然后采用两层点焊连接，如图4和图5所示。

此外，本领域技术人员可以在加强板6设置过孔61，用于实现电池包壳体内所需连接线的通过，或者还可以便于实现安装用的扳手等工具的通过。

如图10所示，后端梁3具体可以包括后端板以及处于后端板左右两侧的连接板，其中，左侧的连接板由前至后向右延伸，并以其后端与后端板的左侧连接，右侧的连接板由前至后向左延伸，并以其后端与后端板的右侧连接，如图2所示。后端梁3以其左右两侧的连接板与同侧的侧梁2焊接，具体可以与连接于侧梁2后端的侧面加强件9进行焊接。

本领域技术人员应该可以理解，在侧梁2和后端梁3均可以设置壳体安装件13，用于实现电池包壳体与车体纵梁的连接，该壳体安装件13具体可以设置为倒置的l型支架，然后以该l型支架的竖部与侧梁2或者后端梁3焊接，该l型支架的横部与车体纵梁连接，如图4、图5和图10所示。

再者，本发明的电池包壳体还包括焊接于下壳体1的内侧面的模组安装板11，以及焊接于下壳体1的外侧面的壳体加强板12，其中，模组安装板11用于实现电池包的模组的安装，壳体加强板12对壳体起到加强作用。

如图11所示，在下壳体1的其中一个截面，下壳体1的内侧焊接有模组安装板11、外侧焊接有壳体加强板12，此时，壳体加强板12、下壳体1与模组安装板11由外而内依次搭接，然后采用三层点焊连接，形成三层点焊的结构形式，如图11中处于下壳体1底面内端的一个连接点所示。

在下壳体1的侧面以及底面的外端，下壳体1的外侧依次焊接有壳体加强板12和侧梁2，具体可以侧梁2的内板21与壳体加强板12搭接，此时，侧梁2的内板21、壳体加强板12和下壳体1由外而内依次搭接，然后采用三层点焊连接，形成三层点焊的结构形式，如图11中处于下壳体1底面外端的一个连接点、以及处于下壳体1侧面顶端和中部的两个连接点所示。

采用这种结构形式，模组安装板11与侧梁2存在焊接连接关系，那么，作用在安装板上的载荷可以有效地传递到边梁体，再通过边梁体将载荷最终传递到车体的纵梁上，从而减少了作用在模组安装板11和下壳体1上的作用力，使得电池包壳体整体不易变形，大大提高了电池包壳体的整体强度。

如图12所示，处于下壳体1的侧面顶端的一个连接点可以采用三层点焊的结构形式，即侧梁2的内板21、壳体加强板12和下壳体1由外而内依次搭接，然后采用三层点焊连接；处于下壳体1侧面中部的一个连接点可以采用两层点焊连接，即以模组安装板11与下壳体1的侧面搭接后焊接；处于下壳体1底面外端的一个连接点，可以壳体加强板12、下壳体1和模组安装板11由外而内依次搭接，然后采用三层点焊连接；处于下壳体1底面内端的两个连接点中，靠外的一个连接点可以下壳体1与壳体加强板12采用两层点焊连接，靠内的一个连接点以模组安装板11与下壳体1进行两层点焊连接。

如图13所示，在后端梁3的其中一个截面，后端梁3、下壳体1和模组安装板11由外而内依次搭接，然后采用三层点焊连接。具体可以下壳体1的侧面顶端的一个连接点和下壳体1的底面外端的一个连接点采用这种三层点焊的方式连接，而下壳体1的侧面下端以及下壳体1的底面内端，均可以与模组安装板11采用两层点焊连接。

试验证明，当增加了边梁体后，电池包壳体的主频达到50hz，振动12小时，可以通过振动试验；同时，增加了边梁体的结构后，整车的侧面碰撞仿真结果明显改善，电池包壳体的侧面无变形，侵入量为零。

需要说明的是，本发明电池包壳体的各部件采用点焊连接，为便于说明各部件的连接方式，图7-图13中采用圆圈标注出焊点的位置，供本领域技术人员参考。

本发明还提供了一种电动汽车，包括上述的电池包壳体。鉴于电动汽车包含的部件较多，各部件的结构较为复杂，此处仅对其电池包壳体进行说明，其它部分请参照现有技术，此处不再赘述。

以上对本发明所提供电动汽车及其电池包壳体进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。