动力电池托盘及车辆的制作方法

本公开涉及车身结构件领域，具体地，涉及一种动力电池托盘及车辆。

背景技术：

在使用动力电池的车辆中，动力电池通过托盘固定。托盘通常包括底板和围绕底板的边梁，动力电池安装在底板的上方。相关技术中，底板通过型材挤压，拼焊而成，再与弯弧形成的边梁固定连接。这种设置形式存在诸多问题，例如，底板型材的厚度有最低要求，在动力电池的尺寸不变的情况下难以减重，不利于整车轻量化设计；底板上方设置有用于对动力电池冷却的液冷管，在整车振动时，液冷管容易与其他零部件刮碰导致管体破损出现漏液，从而使动力电池损坏，产生安全隐患。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种动力电池托盘以及配置有该动力电池托盘的车辆，以解决现有技术中存在的托盘难以减重以及液冷管容易破损进而产生安全隐患的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种动力电池托盘，包括底板和环绕固定在所述底板外周的边梁，所述底板包括间隔设置的上底板和下底板，所述上底板和所述下底板之间铺设有液冷管。

可选地，所述边梁分别固定连接在所述上底板和所述下底板的边缘，以封闭二者之间的间隙，所述边梁开设有缺口，用于连接所述液冷管的管接头容纳在所述缺口中。

可选地，所述管接头密封焊接在所述缺口中。

可选地，所述边梁的内侧壁的下部内凹以形成为台阶面，所述上底板固定在所述台阶面上，所述下底板固定在所述边梁的底部。

可选地，所述上底板和所述下底板分别通过搅拌摩擦焊固定在所述边梁上。

可选地，所述上底板的上表面固定有多根模组安装梁，所述模组安装梁的两端分别固定在所述边梁的内侧壁。

可选地，所述模组安装梁通过搅拌摩擦焊固定在所述上底板上。

可选地，所述液冷管以蛇形盘管的方式铺设在所述上底板和所述下底板之间。

可选地，所述液冷管的外周安装有开口向上的支撑槽，所述支撑槽的底部固定在所述下底板上。

可选地，所述上底板和所述下底板之间固定有支撑在二者之间的加强梁。

可选地，所述加强梁为横截面为梯形的空腔型材，所述梯形的两个底边分别贴合固定在所述上底板和所述下底板上。

可选地，所述液冷管的上表面贴附有导热层。

可选地，所述下底板的上表面贴附有隔热层。

可选地，所述液冷管的外周安装有开口向上的支撑槽，所述支撑槽的底部固定在所述下底板上，所述上底板和所述下底板之间设置有支撑在二者之间的加强梁，所述隔热层上开设有用于避让所述支撑槽和所述加强梁的过孔。

可选地，所述边梁为空腔型材，所述边梁的空腔中安装有加强块。

根据本公开的第二个方面，提供一种车辆，包括动力电池，所述动力电池通过以上所述的动力电池托盘固定在所述车辆中。

通过上述技术方案，托盘的底板由两层间隔设置的平板形成，而非通过型材挤压而成，这样，在材质变化不大的情况下，平板类型的结构用料较少，从而可以减轻底板的重量。此外，用于冷却动力电池的液冷管设置在上底板和下底板的空隙中，不易与其他零部件发生刮碰，即使发生刮碰产生漏液，该漏液形成在底板内部，不会损坏动力电池，从而降低安全隐患。

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是根据本公开的一个实施方式的动力电池托盘的结构示意图；

图2是根据本公开的一个实施方式的动力电池托盘的断面图；

图3是根据本公开的一个实施方式的动力电池托盘的液冷管的示意图；

图4是根据本公开的一个实施方式的动力电池托盘的底板布置图；

图5是根据本公开的一个实施方式的动力电池托盘的正视图，其中虚线部分示出的是托盘内部的结构；

图6是图5中沿A-A线的半剖视图；

图7是图6中X部分的局部放大图；

图8是图6中Y部分的局部放大图；

图9是图6中Z部分的局部放大图；

图10是图5中沿B-B线的剖视图；

图11是图5中从C处观察的局部视图；

图12是根据本公开的一个实施方式的动力电池托盘的隔热层的示意图。

附图标记说明

10 底板 11 上底板

12 下底板 20 边梁

21 加强块 22 托盘安装座

30 液冷管 31 管接头

32 支撑槽 40 安装梁

41 支撑件 50 加强梁

60 隔热层 61 过孔

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”、“顶”、“底”对应于动力电池托盘的使用状态的上方和下方，以图4为例，图面方向的左侧为下，图面方向的右侧为上；“内”、“外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的。下面的描述在涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同附图标记表示相同的要素。

本公开提供一种动力电池托盘，用于安装动力电池，如图1和图2所示，该托盘包括底板10和环绕固定在底板10外周的边梁20，底板10包括间隔设置的上底板11和下底板12，上底板11和下底板12之间铺设有液冷管30。托盘的底板10由两层间隔设置的平板形成，而非通过型材挤压而成，这样，在材质变化不大的情况下，平板类型的结构用料较少，从而可以减轻底板10 的重量。具体地，上底板11和下底板12的厚度可以减少至强度可靠性要求范围内的最低厚度。此外，用于冷却动力电池的液冷管30设置在上底板和下底板的空隙中，不易与其他零部件发生刮碰，即使发生刮碰产生漏液，该漏液形成在底板内部，不会损坏动力电池，从而降低安全隐患。

为使上底板11和下底板12形成封闭的空间，可以在两块平板的边缘处可设置立板连接，将上底板11和下底板12形成为一体，再连接边梁20。

而根据本公开图示的另一种实施方式中，可以通过边梁20本身将上底板11和下底板12连接，即上底板11、下底板12和边梁20围成上述的封闭的空间。具体地，参照图2、图7和图9，边梁20分别固定连接在上底板11 和下底板12的边缘，以封闭二者之间的间隙。另参照图1、图4和图11，边梁20开设有缺口，用于连接液冷管30的管接头31容纳在缺口中。这样液冷管30中的冷却液可以通过管接头与外部的冷却水源连通，管接头31至少包括两个，即至少一个入水用管接头和一个出水用管接头，以形成冷却水循环。但需要说明的是，入水用管接头和出水用管接头并不一定为一一对应，例如在液冷管30形成有分支的情况下，一个入水用管接头可以对应两个出水用管接头。

为了增强冷却效果，如图3至图5所示，液冷管30可以以蛇形盘管的方式铺设在上底板11和下底板12之间，从而充分利用上底板11和下底板 12之间的空间，增加液冷管30的作用面积。

此外，液冷管30可以包括多条。这样，可以缩短每条液冷管30的管长，以避免冷却液在液冷管30中长时间流动吸热，导致出水口附近的冷却效果降低，如图3和图4所示，本实施方式中的液冷管30可以包括两条。

上述的管接头31可以密封焊接在边梁20的缺口中，以使得底板10内部与外部隔离，确保动力电池托盘的防水防尘密封性。

如图7和图9所示，本实施方式中，边梁20的内侧壁的下部内凹以形成为台阶面，上底板11固定在台阶面上，下底板12固定在边梁20的底部。具体地说，参照图9，边梁20的内侧壁，即图面方向的下表面形成为Z字形面，上底板11固定在该Z字形的中间折线处，下底板12固定在该Z字形的最左侧。这样，在将边梁20与上底板11、下底板12分别固定时，可以首先很方便地将上底板11从底部向上固定在边梁20的内侧壁的台阶面上，最后将下底板12固定在边梁20上，以完成连接。

如图1和图2所示，上底板11的上表面可以固定有多根模组安装梁40，模组安装梁40的两端分别固定在边梁20的内侧壁，以稳定地置于上底板11 的上方，模组安装梁40上开设有安装孔以用于安装动力电池。根据动力电池的安装点分布，模组安装梁40可以适应性地布置在上底板11上，如图1 和图2示出的实施方式中，多根模组安装梁40平行设置，分别位于上底板 11的边部和中心位置。本实施方式中，由于液冷管30铺设在底板10的内部，因而，模组安装梁40上不必开设容纳液冷管30的凹槽，使得模组安装梁40 的整体性更强，以能够具有较高的强度，从而不必通过增加边梁20的厚度或横截面积的方式来提高托盘的强度。

进一步地，模组安装梁40的侧边通过支撑件41固定在边梁20的内侧壁或固定在相邻的另一个模组安装梁40的侧边，以提高模组安装梁40的稳定性。其中，如图1所示，连接两根模组安装梁40的支撑件41上还可以开设有安装孔，以辅助安装动力电池。

参照图3和图4，并结合图8，液冷管30的外周可以安装有开口向上的支撑槽32，支撑槽32的底部固定下底板12上，即通过支撑槽32固定安装液冷管30，防止液冷管30窜动。如图3和图4所示，支撑槽32包括多个，沿液冷管30的走向间隔布置，确保其支撑的稳定性。这里需要说明的是，图3和图4示出的液冷管30的可见部位为其底部。

进一步地，支撑槽32可以选用具有良好隔热性的材料，以阻止液冷管 30与下底板12之间的热量传递，避免下底板12将外部的高热量传递至液冷管30，导致其冷却效果下降。该具有良好隔热性的材料可以选用为非金属材质，例如可以为塑料件。

如图4和图8所示，本实施方式中，上底板11和下底板12之间还可以固定有支撑在二者之间的加强梁50，即加强梁50的顶部固定在上底板11 的下表面，加强梁50的底部固定在下底板12的上表面，以提高底板10的强度。加强梁50可以包括多条，例如图4所示，加强梁50间隔地分布在底板10的内部，以使底板10各处强度均匀。

进一步地，如图8所示，加强梁50为横截面为梯形的空腔型材，梯形的两个底边分别贴合固定在上底板11和下底板12上，从而可以在稳定支撑上底板11的同时减轻自重。根据使用环境，加强梁50还可以为其他的形式，例如实心梁或矩形截面的空腔型材等。

液冷管30的上表面可以贴附有导热层，例如可以为导热硅胶，以能够提高液冷管30与上底板11的热传导率，从而起到加速冷却动力电池的效果。在铺设液冷管30时，液冷管30的上表面可以与上底板11接触，在这种情况下，前述的导热层直接接触于上底板11，以提高冷却效果。

如图7至图9所示，下底板12的上表面可以贴附有隔热层60，例如可以为防火隔热棉，可以防止底板10内外的热交换过快，即，避免外部的热量过多地进入到底板10中，也可以在天气冷时，防止电池的热量通过底板散发到空气中，影响液冷管30的冷却效果。为确保隔热效果，隔热层60可以覆盖在下底板12的整个上表面。

进一步地，如图12所示，在液冷管30上安装有上述的支撑槽32的情况下，隔热层60开设有避让该支撑槽32的过孔61，在底板10中设置有上述的加强梁50的情况下，隔热层60也开设有避让该加强梁50的过孔61。即隔热层60可依据底板10中的零部件进行适应性设计。

本公开提供的边梁20可以为空腔型材，具有较高的强度和较轻的重量，如图9所示，边梁20的空腔中可以安装有加强块21，以提高边梁20承受挤压的能力，提高整个托盘的承载能力。另外，在边梁20上设置有下述的托盘安装座22的情况下，由于托盘安装座22处收到的载荷较大，加强块21 可以固定在该托盘安装座22的位置。

本公开对加强块21的材料不做限定，只要能够安装在边梁20中并提高边梁20的强度即可，例如该加强块21可以为泡沫铝材质，其不但具有良好的吸收冲击的能力，还具有密度小耐高温等优点，尤其适用于本公开的托盘中，一方面其在工作时结构稳定，另一方面可以满足整车轻量化设计的要求。

如图1、图2和图10所示，边梁20的外侧壁向外凸出有托盘安装座22，以用于将托盘固定在车辆中，该托盘安装座22可以通过紧固件固定在边梁 20上，或者与边梁20一体焊接成型。该托盘安装座22包括沿边梁20的外侧壁周向间隔分布的多个，以提高托盘安装的稳定性。

本公开前面提及多处零部件之间的固定连接，其固定的形式可以根据零部件本身的材质特性以及连接时的强度需要等设计，本公开对此仅做示例性说明。例如，边梁20与上底板11、下底板12的连接，模组安装梁40与上底板11、边梁20的连接，以及加强梁50与上底板11、下底板12的连接，均可以通过搅拌摩擦焊的形式，无需消耗其他焊条、焊丝等材料，加工成本低，且焊接过程中不会产生污染，其中搅拌摩擦焊的焊缝接头可以为T型接头、对接接头等。为提高管接头31固定在边梁20时的密封性，管接头31 可以通过弧焊的形式固定在边梁20上。边梁20本身可以通过弯弧工艺再拼焊而成。隔热层60与下底板12的连接，支撑槽32与下底板12的连接，均可以通过胶水或其他粘接胶来实现。

下面结合附图简单介绍根据本公开一个实施方式提供的托盘的安装过程。首先在边梁20经过弯弧处理后，通过搅拌摩擦焊的方式与上底板11固定；将管接头31通过弧焊的方式固定在边梁20上；在液冷管30上安装支撑槽32，在液冷管30的上表面涂抹导热硅胶层；在下底板12的上表面胶接防火隔热棉；支撑槽32的下表面涂抹粘结胶水；将支撑槽32固定在胶接有防火隔热棉的下底板12上，压实以确保胶合性能；最后将下底板12和边梁 20通过搅拌摩擦焊的方式彼此固定。

此外，根据本公开的另一个方面，还提供一种车辆，该车辆包括动力电池，动力电池通过上述动力电池托盘固定在车辆中。该车辆具有上述的动力电池托盘的全部有益效果，此处不再赘述。

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。