电池包及其箱体、汽车的制作方法

本实用新型涉及一种电池包及其箱体、汽车，属于汽车制造技术领域。

背景技术：

顺应新能源汽车发展潮流，动力电池系统作为新能源汽车的核心部件，其性能、寿命、成本、安全性等都对新能源汽车的发展有非常重大的影响，动力电池系统的核心组件为电池包。

新能源汽车的电池包包括：箱体和电池模块组。其中，箱体包括顶板、底板以及位于顶板和底板之间的侧板，电池模块组安装在箱体内。由于新能源汽车在行驶过程中，电池模块组工作电流大，产热量大，同时电池包处于一个相对密闭的环境，就会导致电池模块组的温度上升，当温度过高时，电池包容易出现爆炸或者其他潜在问题。当冬天或者在其他温度较低的区域使用新能源汽车时，又会存在电池模块组温度过低的问题，导致电池模块组的可用容量迅速衰减，而且在低于0℃时对电池模块组进行充电，则可能引发电池模块组瞬间电压过充现象，造成电池模块组短路。所以电池包中的温度控制至关重要。现有技术中，一般会在电池模块组和箱体的底板之间设置散热装置以便对箱体内的温度进行控制，使得电池模块组能够在较佳的温度下正常工作。

由于现有技术中的散热装置一般采用的是可供换热液体循环的换热管道，这些换热管道与电池模块组换热以后需要间接通过箱体的底板与空气进行换热，因此换热效率比较低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电池包及其箱体、汽车，以解决现有技术中电池包换热效率低的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种箱体，用于安装电池模块组，包括：顶板、底板以及位于顶板和底板之间的侧板，所述底板上设置有用于供换热介质循环流动的换热管道，换热管道的底面嵌设在所述底板内。

进一步地，换热管道包括：进液支管、多个连接支管以及出液支管；进液支管的一端与侧板上所设置的进液口连通；出液支管的一端与侧板上所设置的出液口连通、且出液支管与进液支管平行设置；多个连接支管并排设置，用于连通进液支管和出液支管，以形成供换热介质循环流动的通道。

进一步地，底板内形成有供换热介质流动的连通管路，连通管路的两端分别与进液支管和出液支管连通，且所述连通管路位于相邻两个所述连接支管之间。

进一步地，连通管路上形成有往所述箱体内凸出的凸起。

进一步地，凸起有多个，均匀设置在连通管路上。

进一步地，凸起朝向所述箱体内的外表面为弧面。

进一步地，连通管路的横截面为圆形、椭圆形或者多边形。

进一步地，连通管路为多条。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种电池包，包括上述箱体，以及安装于箱体内的电池模块组。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种汽车，包括车体以及设置于车体上的上述电池包。

本实用新型提供的电池包及其箱体、汽车，通过将换热管道的底面直接嵌设在箱体的底板内制成一体结构，换热管道与电池模块组进行热交换以后，换热管道中的冷却液与外部冷却系统进行冷热交换，同时，换热管道吸收的热量直接传递到底板上，并迅速传遍整个底板，而底板的底面又与外界空气接触，从而直接与空气进行换热，提高了热交换效率。此外，由于换热管道的底面直接嵌设与箱体的底板内，在箱体体积不变的情况下还可以使得箱体内的空间能够容纳更多的电池模块组。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例一提供的箱体的爆炸图；

图2为图1所示箱体的底板的结构示意图；

图3为图2所示底板的水平剖面图；

图4为图2中沿a-a方向的局部剖面图；

图5为图2中沿b-b方向的局部剖面图；

图6为图2中沿c-c方向的局部剖面图。

其中：

100-底板； 101-换热管道； 1011-进液支管；

1012-出液支管； 1013-连接支管； 1014-连通管路；

1015-凸起； 200-侧板； 201-进液口；

202-出液口； 300-顶板； 400-容纳空腔；

500-密封圈。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的箱体的爆炸图；图2为图1所示箱体的底板的结构示意图；图3为图2所示底板的水平剖面图；图4为图2中沿a-a方向的局部剖面图；图5为图2中沿b-b方向的局部剖面图；图6为图2中沿c-c方向的局部剖面图。下面结合图1～图6说明本实施例的具体实施方式。

如图1所示，本实施例提供的箱体，用于安装电池模块组，其包括：顶板300，底板100以及位于顶板300和底板100之间的侧板200，底板100上设置有用于供换热介质循环流动的换热管道101，换热管道101的底面嵌设在底板100内。其中，顶板300、侧板200和底板100围合形成容纳空腔400，用于容纳和保护电池模块组(图中未示出)。

顶板300可以为任意形状和结构的部件，例如顶板300可以为方形，或者为圆形，本实施例不做具体限定，只要能够实现与侧板200、底板100围合形成容纳空腔400即可。顶板可选用任意材料制成，例如顶板300可以为聚丙烯(PP)材质，或者也可以由不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料(SMC复合材料，俗称玻璃钢)制成，PP或者SMC复合材料的密度小，采用这些材料制备顶板300减轻了箱体的重量，有利于电池包的轻量化设计。

顶板300与侧板200固定连接，并可以通过密封圈500进行密封。当然，本实施例中并不限制必须使用密封圈500，也可以采用其他密封方式，例如涂覆密封胶等。同理的，顶板300和侧板200之间的固定连接也可以采用现有技术中的任意固定连接方式，例如，螺栓连接、卡扣连接等。

继续参考图1，侧板200与底板100固定密封连接，连接方式不做具体限定，例如可以采用粘接，也可以通过一体成型的方式制成一体件。侧板200和底板100可以采用具有良好散热性能的材料制作而成，例如金属材料，以便于安装在其内的电池模块组的散热。在一些示例中，侧板200和底板100可以采用泡沫铝材料制作而成。在另一些示例中，侧板200和底板100可以采用镁合金材料制作而成。当采用泡沫铝或者镁合金等轻质金属制成侧板200和底板100时，由于金属材料的强度较强，可适当地减少侧板200和底板100的厚度，在保证箱体强度的同时，进一步减轻箱体的重量。

如图1和图2所示，在一些示例中，换热管道101的底面嵌设在底板100内，换热管道101的顶部则位于容纳空腔400内，以便于与电池模块组接触，从而与电池模块组进行换热。通过将换热管道101的顶部凸出于底板100的内表面，一方面使换热管道101含有更多的换热介质，提高热交换效率，另一方面增大换热管道101与容纳空腔400的接触面积，进一步提高热交换效率。在另一些示例中，换热管道101的顶部还可以埋设在底板100内，即换热管道101整体埋设在底板100内。

具体的，换热导管101可以通过熔模铸造一体成型工艺将其底面嵌设于底板100内。将换热导管101和底板100一体成型，一方面可以使得各自本身的强度比较高，而且换热导管101可以充当加强筋，进一步提高底板101的强度，另一方面通过一体成型的方式，若换热导管101产生裂缝时，只有当裂缝位于容纳空腔400时才会导致换热介质泄漏，若裂缝位于底板100内或者裂缝位于底板100与外界环境直接接触的外表面上时，均不会使换热介质与位于容纳空腔400中的电池模块组接触，因此保证了电池包的安全，提高了动力汽车的安全等级。当然，本实施例并不限定必须使用上述一体成型的方式，换热导管101也可以通过在底板100内钻孔的方式实现。

继续参考图1和图2，换热管道101包括进液支管1011、出液支管1012及连接支管1013。进液支管1011可以为任意形状和结构的部件，例如可以是直线形、或者也可以是弧形，还可以是其他不规则形状，进液支管1011的横截面可以为圆形、椭圆形或者多边形中的任意一种，本实施例不做限定，同样的，出液支管1012和连接支管1013与进液支管1011的结构相似，此处不再赘述。进液支管1011与连接支管1013可以通过熔模铸造一体成型工艺密封连接，以使换热导管101具有较高的强度，不容易产生裂缝，从而有效避免换热介质泄漏。当然，进液支管1011和连接支管1013也可以通过深度钻孔技术将二者连接在一起。同样的，连接支管1013与出液支管1012密封连接。可以理解，连接支管1013和出液支管1012之间的连接方式与进液支管1011和连接支管1013连接方式相似，此处不在赘述。

在一些可选的实施方式中，可以使用单根进液支管1011、单根连接支管1013和单根出液支管1012，三者首尾相连，形成单一循环管路。也即，换热导管101中的换热介质均朝向同一方向流动，就是说换热介质在换热导管101中流动时不会发生分流，流动方向是相同的。例如，在一些具体的示例中，进液支管1011、连接支管1013和出液支管1012组成第一直线形管路，由第一直线形管路的一端进液，第一直线形管路的另一端出液。

参照图1和图2所示，在另外一些可能实现的实施方式中，进液支管1011和出液支管1012可以为单根，而连接支管1013则为多根。在进液支管1011和出液支管1012上开设有与该连接支管1013数量相同的开口，每一根连接支管1013的两端分别与进液支管1011的开口以及出液支管1012的开口连通。通过上述设置，换热介质在换热导管101中流动时，连接支管1013会对换热介质进行分流，从而形成多个循环分路。

本实施例中，对进液支管1011、连接支管1013和出液支管1012之间的相对位置不做具体限定。例如，在一个示例中，进液支管1011、出液支管1012和第一连接支管通过一体成型制成第二直线形管路，第二连接支管、第三连接支管、第三连接支管的两端分别与第二直线形管路连通，第二连接支管至第四连接支管在第二直线形管路上并排设置，也就是说在第二直线形管路上依次排列第二连接支管的进液端、出液端，第三连接支管的进液端、出液端，第四连接支管的进液端、出液端。又如，在另外一个示例中，进液支管1011和出液支管1012平行设置，且二者均为直线形状，进液支管1011和出液支管1012之间并排设有多个连接支管1013，用于连通所述进夜支1011管和所述出液支管1012，以形成供所述换热介质循环流动的通道。

本实施例中，通过设置多个连接支管1013，一方面可以使换热管道101通过更多的换热介质，提高热交换效率，另一方面可以增大换热管道101与容纳空腔400的接触面积，从而进一步提高热交换效率。

在本实施例中，进液支管1011可以通过箱体上的进液口201与箱体外部的进液导管密封连接，以使进液导管中的换热介质进入换热管道101。具体来说，进液口201可以设置成任意合适的形状，例如可以是如图1所示的圆柱形的凸起管道，或者也可以是内设螺纹的圆形通孔，当然，也可以是多边形或者椭圆形等。进液口201与箱体外部的进液导管的连接方式不做限定，只要实现连接即可，例如可以是焊接、螺接等。应当理解，为了避免漏液，进液口201与外部的进夜导管之间可以采用诸如密封圈、涂覆密封胶等方式进行密封。进液口201与进液支管1011之间可以通过熔模铸造一体成型，或者也可以焊接在一起。

继续参照图1和图2，出液支管1012通过箱体上的出液口202与箱体外部的出液导管密封连接，以使换热管道101中的换热介质流出到出液导管内，以进一步实现换热介质的循环。出液口202与进液口201结构相似，出液口202与箱体外部的出液导管的连接方式与进液口201与箱体外部的进液导管连接方式相似，出液口202和出液支管1012之间的连接方式与进液口201和进液支管1011之间的连接方式相似，具体可以参见上述描述，此处不再赘述。

本实施例中，进液口201和出液口202可以设置在侧板200上，也可以设置在底板100上。例如，图1和图2示出了进液口201和出液口202可以同时位于侧板200的同一面上。当然，进液口201和出液口202也可以分别位于侧板200的相对的两个面上，例如分别设置在图2中的左侧和右侧。或者也可以将进液口201和出液口202分别设置在侧板200和底板100上。本实施例中对进液口201和出液口202的数量不做限定，例如可以为一个，或者为两个。例如，当进液口201数量为两个时，可以在箱体外连接一个三通，通过三通将进液导管中的换热介质分流到两个进液口201中。

本实施例的箱体在进行热交换时，换热介质从箱体外部的进液导管经进液口201流入进液支管1011中，即换热介质进入换热导管101中；然后换热介质在连接支管1013中流动；最后由出液支管1012经出液口202流出至箱体外部的出液导管，即换热介质流出换热导管101。流出到箱体外部的换热介质经加热或者冷却处理后，可以再次由箱体外部的进液导管流入进液支管1011中，从而形成换热介质的循环。

此外，还需要说明一点，在本实施例中，换热介质可以是液体或者气体，例如水或者水蒸气。

本实施例提供的用于安装电池模块组的箱体，通过在箱体的底板上设置供换热介质循环流动的换热管道，其中，换热管道的底面嵌设在底板内，使得换热管道与箱体底板形成了一体化的结构。当换热介质在换热管道内循环流动时，通过一体化的换热管道和底板，使得换热介质一边与电池模块组进行热交换，一边与外部冷却系统和外界空气进行热交换，而且由于箱体底板的底面直接与外界空气接触，提高了换热效率。尤其当外界空气流动较快时，例如安装有上述箱体的新能源汽车在路面上行驶时，车身运动所引起的风的流动会快速带走底板的热量，进一步提高换热效率。此外，由于换热管道的底面直接嵌设于箱体的底板内，在同等体积的情况下，使得箱体内原本用来容纳换热管道的空间可以用来容纳更多的电池模块组。同时，换热管道嵌设在底板内的底部如果破裂，其渗漏的换热介质会直接从底板表面流出，而不会进入箱体内部，这从一定程度上减少了换热管道内换热介质渗漏所带来的安全隐患。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实施例中，如图3～图6所示，底板100内形成有供换热介质流动的连通管路1014，所述连通管路1014的两端分别与进液支管1011和出液支管1012连通，且连通管路1014位于相邻两个连接支管1013之间。

具体的，参见图3，换热管道101还包括连通管路1014，连通管路1014位于底板100内，即连通管路1014埋设在底板100内。连通管路1014可以通过现有技术中的任意合适工艺制备而成，例如，可以通过熔模铸造一体成型技术进行埋设，或者也可以对底板100进行深度钻孔得到连通管路1014。连通管路1014的横截面可以为圆形、椭圆形或者多边形，以便获得合适的热交换面积来提高热传导效率。

继续参照图3，本实施例可以在底板100内埋设多条连通管路1014。通过在底板100内埋设连通管路1014，增大了底板100的换热面积，以提高热交换效率。可以理解，当设置有多条连通管路1014时，这些连通管路1014分别设置在相邻两个连接支管1013之间。

进一步地，如图3～图6所示，在连通管路1014上形成有往箱体内凸出的凸起1015。在本实施例中，凸起1015朝向箱体内的外表面可以是弧面、梯形面或者其他任意合适形状的表面。通过在连通管路1014上形成上述凸起1015，可以增大连通管路1014换热面积，从而提高换热效率。可选地，在连通管路1014上形成的凸起1015有多个，这些凸起1015可以沿着连通管路1014均匀布置。

本实施例提供的用于安装电池模块组的箱体，还包括在底板上形成连通管路，连通管路的两端分别与进液支管和出液支管连通且连通管路位于相邻两个连接支管之间，同时还可以在连通管路上形成往箱体内凸出的凸起。通过在底板上形成连通管路和凸起，一方面使管热管道中含有更多的换热介质，提高热交换效率，另一方面增大与容纳空腔的接触面积，进一步提高热交换效率。

实施例三

本实施例提供一个用于安装电池模块组的箱体的具体示例。

如图1所示，在本实施例中，箱体整体为矩形，其包括矩形形状的顶板300、底板100以及位于顶板300和100之间的侧板200。在顶板300、底板100和侧板200所围成的容纳空腔400内用来安装电池模块组。为了提高密封性，在顶板300和侧板200之间还可以安装密封圈500。

在箱体的底板100上设置有用于供换热介质循环流动的换热管道101，换热管道101的底面嵌设在底板100内。换热管道101包括进液支管1011、出液支管1012和多条连接支管1013。

请参考图2，在本实施例中，进液支管1011为直线形状，出液支管1012为类似L形状。进液支管1011与出液支管1012的一部分相互平行；在进液支管1011和出液支管1012的第一部分之间并排设置多条连接支管1013，连接支管1013的两端分别与进液支管1011和出液支管1012连通；出液支管1012的第二部分与连接支管1013平行，进液支管1011的一端与进液口201连通，出液支管1012的一端与出液口202连通，进液口201与出液口202位于侧板200的同一面。

如图3所示，在底板100内形成有多条横截面为圆形的连通管路1014。这些连通管路1014的两端分别与进液支管1011和出液支管1012连通，且每根连通管路1014均位于相邻两个连接支管1013之间。

请参考图3～图6，在连通管路1014上形成有多个往箱体内部凸出的、且朝向箱体内的外表面为弧面的凸起1015，这些凸起1015均匀设置在连通管路1014上。

本实施例提供的用于安装电池模块组的箱体，在箱体的底板上设置有换热管道，换热管道的底面嵌设在底板内，换热管道包括进液支管、出液支管和多条连接支管，以及位于连接支管之间的包含多个凸起的连通管路。通过将换热管道与箱体的底板设置为一体化结构，使得换热介质可以直接通过底板与外界空气进行热交换，提高了热交换效率。此外，由于换热管道的底面直接嵌设与箱体的底板内，在同等体积的情况下，可以使得箱体内原本用来容纳换热管道的空间可以用来容纳更多的电池模块组，并且也在一定程度上提高了安全性。当然，通过设置连通管路以及在连通管路上形成凸起，使换热管道中含有更多的换热介质，有助于提高热交换效率，并且增大换热管道与容纳空腔的接触面积，进一步提高热交换效率。

实施例四

本实施例提供一种电池包，包括上述的箱体以及安装于所述箱体内的电池模块组。在箱体的底板100上的换热管道101内流动的换热介质可以将电池模块组散发的热量带走、或者为箱体内提供热量以保持电池模块组的温度。可选的，该电池模块组直接与底板100上的换热管道101接触，以提高换热效率。箱体的结构和功能与上述实施例相同，具体可以参见上述实施例，在此不再赘述。

本实施例提供的电池包，电池模块组安装在箱体内，箱体的底板上设有换热管道，换热管道的底面嵌设在所述底板内，一方面，换热管道直接与电池模块组进行热交换的同时可以直接通过底板与外部冷却系统和外界空气进行热交换，提高了热交换的效率；另一方面，由于换热管道的底面嵌设在底板内，如果该换热管道的底面产生裂缝，其渗漏出的换热介质也不容易进入箱体的容纳空腔内，从而在一定程度上提高了电池包的安全性。

实施例五

本实施例提供一种汽车，包括车体以及设置于车体上的上述电池包。在一些示例中，电池包可以设置于车体的底盘上，当然，在另一些示例中，电池包也可以安装在车体的其他位置，例如车体的前方或者后方。通过将电池包裸露在外部环境中，从而使得该电池包安装有电池模块组的箱体可以与外界空气直接接触，以便提高箱体内安装的电池模块组的换热效率。

本实施例提供的汽车，通过在箱体的底板上设置换热管道，该换热管道的底面嵌设在所述底板内，在车辆行驶过程中，从车头向车尾流动的风可以快速的将电池包箱体上的热量带走，以提高换热效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。