一种电池包壳体的制作方法

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电池包壳体。

背景技术：

为保证电池包及整车的安全性，电池包壳体必须通过国家规定的 GB/T 31467.3《动力汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》关于安全性的要求与测试方法，其中，电池包壳体必须满足如下要求：(1)机械强度要求:壳体强度满足GBT 31467.3的相关要求(振动、冲击、跌落、翻转、碰撞、挤压)；(2)IP要求:壳体满足IP67要求；(3)防腐要求: 满足GBT 31467.3中7.11盐雾的要求。

然而，现有技术中的电池包壳体难以满足上述要求，因此，亟需设计一种电池包壳体，以满足国家规定的安全性要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电池包壳体，采用钣金整体冲压成型，能够保证安装结构的可靠性和安全性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池包壳体，包括上下盖合的上壳体和下壳体，所述下壳体的底面的内侧连接有电池包的模组安装梁，底面的外侧连接有支撑梁，所述上壳体、所述下壳体、所述模组安装梁和所述支撑梁均采用钣金件整体冲压成型，所述支撑梁、所述下壳体的底面以及所述模组安装梁由下至上依次贴合后采用点焊连接。

本实用新型的电池包壳体，上壳体和下壳体均采用钣金件整体冲压成型，这种整体冲压成型的方式可以使得上壳体和下壳体具有较深的垂向拉延深度，进而在上下方向形成足够的安装空间，以满足电池包对于垂向安装空间的需求。与此同时，电池包壳体还设有模组安装梁和支撑梁，模组安装梁用于实现电池包的模组安装，支撑梁支撑于下壳体的底面，提高了下壳体的强度；尤其是，支撑梁、下壳体的底面以及模组安装梁由下至上依次贴合，然后这三层结构采用点焊连接，此时，模组安装板的作用力可以直接地传递到支撑梁，通过支撑梁实现了模组的辅助承载，进而避免模组的载荷过大而损伤下壳体，延长了电池包壳体的使用寿命，使得电池包壳体更为可靠。再者，支撑梁和模组安装梁也采用钣金件整体冲压成型，强度高，重量轻，能够更好地满足电池包壳体的使用需求。

可选地，所述模组安装梁的左右两侧中的至少一侧设置为在前后方向呈波纹形延伸的安装侧边，所述模组安装梁以所述安装侧边的波谷与所述下壳体的底面和所述支撑梁点焊连接。

可选地，所述支撑梁的左右两侧中的至少一侧设置为在前后方向呈波纹形延伸的支撑侧边，所述支撑梁以所述支撑侧边的波峰与所述下壳体的底面和所述安装侧边的波谷点焊连接。

可选地，所述下壳体的底面在与所述安装侧边和所述支撑侧边相对应的位置呈相应的波纹形设置，以便所述支撑侧边、所述下壳体的底面以及所述安装侧边在波纹形的波峰和波谷均点焊连接。

可选地，还包括焊接于所述下壳体的侧面外侧的防撞梁，所述防撞梁采用钣金件整体冲压成型。

可选地，所述上壳体和/或所述下壳体设有电器插接件和水冷接头的安装孔。

可选地，在所述电池包壳体的各焊接点完成焊接后，对所述电池包壳体进行整体电泳处理，电泳漆的厚度≥20μm。

可选地，所述电池包壳体包括四个以上由左至右间隔分布的所述模组安装梁，至少两个所述模组安装梁连接为一体而形成前部模组安装件，至少两个所述模组安装梁连接为一体而形成后部模组安装件，所述前部模组安装件和所述后部模组安装件分别连接于所述下壳体的底面的内侧的前后两端。

可选地，所述上壳体和所述下壳体的垂向拉延深度均大于或等于120mm，且所述上壳体所选用材料的厚度小于所述下壳体所选用材料的厚度。

附图说明

图1为本实用新型所提供电池包壳体在一种具体实施方式中的俯视图；

图2为图1所示电池包壳体拆卸上壳体后的立体结构示意图；

图3为图1所示电池包壳体的下壳体一种设置方式的立体结构示意图；

图4为图1所示电池包壳体中模组安装梁一种设置方式的立体结构示意图；

图5为图1所示电池包壳体中支撑梁一种设置方式的立体结构示意图；

图6为图1所示电池包壳体中下壳体与模组安装梁、支撑梁的点焊部位剖视图。

图1－图6中：

上壳体1、下壳体2、下壳体波纹21、模组安装梁3、安装侧边 31、支撑梁4、侧边41、防撞梁5、前部模组安装件6、后部模组安装件7、安装用结构件8。

具体实施方式

本实用新型提供了一种电池包壳体，采用钣金整体冲压成型，能够保证安装结构的可靠性和安全性。

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。

本文所述的上下、左右等方位以电池包壳体的正常使用状态为参照，电池包壳体在使用时安装于电动汽车，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。

如图1和图2所示，本实用新型的电池包壳体包括相互连接的上壳体1和下壳体2，其中，下壳体2作为主受力结构，上壳体1盖合在下壳体2上，上壳体1和下壳体2共同围成用于容纳电池包的模组的容纳腔，也就是说，电池包实际上是以模组为单位进行安装的，模组由多个电池串联或并联组成，是为汽车提供电能的主要部件。

本实用新型中，下壳体2设有模组安装梁3，用于实现模组的安装，该模组安装梁3连接于下壳体2的底面的内侧，以便将模组安装于下壳体2内部的容纳腔中；下壳体2的底面的外侧还连接有支撑梁 4，该支撑梁4对下壳体2进行支撑，以提高下壳体2的强度，如图5 和图6所示。

具体地，可以支撑梁4、下壳体2的底面以及模组安装梁3由下至上依次贴合，然后采用三层点焊连接，将支撑梁4、下壳体2和模组安装梁3连接为一体。本领域技术人员可以选择选择多个焊接点进行点焊，以提高支撑梁4、下壳体2和模组安装梁3的连接可靠性。

本实用新型的电池包壳体，上壳体1、下壳体2、模组安装梁3 和支撑梁4均采用钣金件整体冲压成型。

此时，模组安装梁3和支撑梁4采用上述钣金件整体冲压成型时，可以有效兼顾强度和轻量化的需求，还易于加工，简化了加工工艺。可以理解的是，当模组安装梁3和支撑梁4为单梁结构时，均可以采用一个钣金件整体冲压成型，而当模组安装梁3和支撑梁4中的任一者包括两个或者多个梁时，各个梁均可以采用一个钣金件整体冲压成型，然后再将各个梁采用焊接等连接方式组合，形成所需的模组安装梁3和支撑梁4。

其中，上壳体1和下壳体2要围成电池包的容纳腔，由于电池包的Z向尺寸较大，上壳体1和下壳体2就需要有足够的Z向拉延深度，采用整体冲压工艺时，可以满足上壳体1和下壳体2对于Z向拉延深度较大的需求。

同时，上壳体1和下壳体2可以选用拉延性能较好的材料DC06。考虑到上壳体1不是承重件而下壳体2为承重件，上壳体1所选用材料的厚度可以为0.8mm、下壳体2所选用材料的厚度可以为1mm，即上壳体1所选用材料的厚度小于下壳体2所选用材料的厚度。由于电池包壳体的尺寸较大，拉延深度较深，经多次冲压工艺分析，并优化结构设计，使得材料和结构满足成型工艺要求，具体可以对上壳体1 和下壳体2进行材料流入量和减薄率的分析。

关于拉延深度，上壳体1和下壳体2的垂向拉延深度均可以≥ 120mm。

如图2和图3所示，下壳体2具体可以为大致呈方形的箱体状结构，该箱体状结构的上端开口，上壳体1即盖合在下壳体2上端的开口处；由图3可以看出，该下壳体2较为单薄，因此，本实用新型在下壳体2的底面的内侧设置模组安装梁3，用于实现电池包的模组的安装；在下壳体2的底面的外侧设置支撑梁4，以实现对下壳体2的辅助支撑。在此基础上，本实用新型还可以包括焊接于下壳体2的侧面外侧的防撞梁5，该防撞梁5也采用钣金件整体冲压成型，如图2 所示。防撞梁5可以连接于下壳体2的左侧和/或右侧，具体可以采用焊接的连接方式。防撞梁5采用钣金件整体冲压成型时，不仅便于加工，还具有较高的强度，能够对下壳体2进行有效防护，提高下壳体 2的防撞性能，还可以辅助下壳体2通过振动试验。

本领域技术人员还可以根据需要，在下壳体2的后端设置防撞梁 5，后端的防撞梁5可以大致呈U型设置，然后以U型的两侧分别与左侧和右侧的防撞梁5连接为一体，形成围绕于下壳体2外周的边梁体，有效地对下壳体2进行防护，在提高下壳体2强度的同时，还可以避免侧面碰撞等对下壳体2的损伤。

可以理解的是，当防撞梁5包括两个或者多个梁时，单个梁可以采用一个钣金件整体冲压成型，然后将这些梁采用焊接等连接方式组合形成所需的防撞梁5。

还可以理解的是，由于电池包壳体的其他结构件，如防撞梁5、支撑梁4等均为主受力部件，受力较大，对材料的性能要求较高，考虑到电池包壳体的强度要求及轻量化设计，这些其他结构件的材料可以均选用强度较高的B340/590DP，经CAE仿真计算，该材料符合设计要求。

关于防撞梁5的设计，考虑到壳体在侧碰、挤压、振动时，需要壳体有足够的机械强度，故在下壳体2的两侧及后端均可以设置防撞梁5，为下壳体2提供强度支撑，并且，处于左右两侧的防撞梁5可以提高整车的侧碰安全性。

在左右两侧以及后端的防撞梁5均可以设置安装用结构件8，用于实现与车体的纵梁的连接，在下壳体2的侧面的外侧还可以设置加强梁，用于实现下壳体2的侧面加强，此时，下壳体2与模组安装梁 3、防撞梁5、和加强梁可以相互焊接，进而连接成一体式结构，满足电池包壳体的使用需求。

如图4所示，模组安装梁3可以为单板炸状的结构形式，在该模组安装梁3的左右两侧中的至少一侧可以设置为波纹形的安装侧边 31，该安装侧边31可以在前后方向延伸；此时，该模组安装梁3以安装侧边31的波谷与下壳体2的底面和支撑梁4贴合，然后进行点焊连接。

如图5所示，支撑梁4也可以设置为单板状的结构形式，其左右两侧中的至少一侧可以设置为在前后方向呈波纹形延伸的支撑侧边 41；此时，支撑梁4以该支撑侧边41的波峰与下壳体2的底面和安装侧边31的波谷贴合，然后进行点焊连接。

如图3和图6所示，下壳体2的底面在与安装侧边31和支撑侧边41相对应的位置也可以呈相应的波纹形设置，如图3所示，先壳体 2在其底面形成下壳体波纹21；此时，支撑侧边41、下壳体2底面的下壳体波纹21以及安装侧边31均在前后方向上呈波纹形延伸，且三者的波纹大致相同，波峰和波谷的位置大致相同，那么，三者在波纹形的波峰和波谷均有效贴合，以便在各波峰和波谷的位置均点焊连接，如图6所示。

本实用新型中，将下壳体2的底面、支撑梁4的侧边和模组安装梁3的侧边均设置为波纹形的结构形式，这些波纹形结构呈现为凹凸不平的阶梯断面，并在凹面(对应波谷)和凸面(对应波峰)的位置进行贴合，然后在贴合处进行电阻点焊，经CAE仿真和振动试验验证，此种结构强度最佳，保证了电池包壳体的固有频率在50HZ以上，并顺利通过了振动试验。

此外，上壳体1和/或下壳体2可以设有电器插接件和水冷接头的安装孔，除此之外无需为其他部件的安装开设孔位，也就是说，上壳体1和下壳体2均采用板材一体冲压成型，除部分电器插接件及水冷接头需要在上壳体1和/或下壳体2上开孔外，上壳体1和下壳体2无其他开孔，故很好地保证了电池包壳体的自密封性。同时，上壳体1 和下壳体2之间采用螺栓连接并用密封胶条进行密封，保证了整体连接的密封性。而上述的电器插接件及水管接头均带自密封结构，安装到电池包壳体上能够满足IP(INGRESS PROTECTION)67的要求。

在上述基础上，在电池包壳体的各焊接点均完成焊接后，对电池包壳体进行整体电泳处理，其中，电泳漆的厚度≥20μm，此时，按标准QC/T 484的4.1.11a规定的方法进行720h盐雾试验，满足耐蚀性的要求。

另外，如图2所示，电池包壳体可以包括四个以上由左至右间隔分布的模组安装梁3，至少两个模组安装梁3连接为一体，以形成前部模组安装件6；至少两个模组安装梁3连接为一体，以形成后部模组安装件7；该前部模组安装件6和后部模组安装件7分别连接于下壳体2的底面的内侧的前后两端。

本实施例中，前部模组安装件6、后部模组安装件7、处于下壳体2后端的防撞梁5以及处于下壳体2侧面的防撞梁5等，均可以与壳体优先采用点焊的形式连；在点焊无法实现的情况下，可以采用二氧化碳气体保护焊的形式，保证焊接强度，减少焊接发热变形。

经过试验验证，本实用新型实现了较大尺寸钣金件整体冲压的成型加工，通过优化结构，调整冲压工艺，消除了成型缺陷，完成深度拉延件的加工成型，形成满足需求的电池包壳体。

本实用新型的电池包壳体的固有频率达到50HZ，分别沿X轴(横向)、Y轴(纵向)、Z轴(垂向)振动12小时后，结构完好，连接可靠，试验后电性能和参数满足要求，通过国标振动试验要求；本实用新型的结构强度可靠，安全性高，沿X方向和Y方向分别进行挤压，挤压力200KN时，电池包未出现起火和爆炸现象，通过国标挤压试验要求；电池包随整车碰撞试验后未对电池包产生破坏，符合整车碰撞安全性要求。

需要说明的是，本实用新型的电池包壳体，用于承载电动汽车的电池包，但是，应该可以理解，凡是与电动汽车的电池包类似的部件都可以采用本实用新型的电池包壳体进行安装，不具体局限于在电动汽车上的应用。

以上对本实用新型所提供电池包壳体进行了详细介绍。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。