电池包下箱体的制作方法

本实用新型涉及电池包下箱体结构，尤其涉及电动汽车上的电池包下箱体结构。

背景技术：

市场中的现有产品包括：四周通过铝型材拼焊形成的框架和中间通过焊接形成铝型材底板，两者通过焊接形成了电池包下箱体。

现有产品中存在的主要问题是：(1)铝型材底板需要通过挤出模具成型，然后通过焊接技术形成一块大的底板，制造周期长，工艺复杂，成本高，产品重。(2)电池包内电池组及相关零部件直接固定在底板上，底板直接将作用力传递到边框与底板的焊缝上，边框与底板间的焊缝，直接决定产品的质量，当焊缝失效时，产品将同步失效。

为满足边框与底板的焊接强度，需采用高强度的焊接工艺，如搅拌摩擦焊接等，由此带来的产品成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电池包下箱体结构，通过优化底板结构，使底板制造周期缩短，工艺简单，成本降低，产品底板质量占比降低。

本实用新型的一方案提供一种电池包下箱体，包括：箱体主体，所述箱体主体构成为框状，在所述箱体主体四周相对的侧边设有向框状开口内侧延伸的支承部；安装梁，其架设于所述箱体主体的相对的两个侧边的所述支承部。

优选地，上述电池包下箱体中，所述安装梁为倒T字形结构，所述安装梁的两端处的倒T字形的底边接合于所述支承部。

优选地，上述电池包下箱体中，在所述箱体主体的相对的两个侧边之间，与所述安装梁平行地架设有加强梁。

优选地，上述电池包下箱体中，在所述箱体主体的相对的两个侧边之间，与所述安装梁交叉地架设有加强梁。

优选地，上述电池包下箱体中，在所述安装梁的所述倒T字形结构的底边设有用于安装电池模组的连接部。

优选地，上述电池包下箱体中，所述箱体主体是由多个金属型材连接成框状，所述支承部是侧边的所述金属型材的向框状开口内侧延伸的凸缘，在所述箱体主体设有用于将电池包下箱体固定于车身的固定部。

优选地，上述电池包下箱体中，所述金属型材是通过挤铝成型而成的铝型材。

优选地，上述电池包下箱体中，所述电池包下箱体还包括箱体底板，所述箱体底板设于所述箱体主体的下方，与所述箱体主体及所述安装梁连接固定。

根据本实用新型的上述电池包下箱体结构，通过在框状箱体主体的相对侧面架设横向或纵向的安装梁，安装梁与边框梁形成一个牢固的框架结构，使电池包下箱体结构可靠。而且，通过将电池包内电池组及相关零部件固定在安装梁上，避免底板直接承载，从而降低底板周边焊接的强度要求，避免了底板与框架焊接失效导致电池包失效的风险。

附图说明

图1是电池包下箱体产品示意图。

图2是电池包下箱体四周框架的结构简图。

图3是电池包下箱体安装梁的结构简图。

图4是电池包下箱体四周框架与下箱体安装梁组成的框架的结构简图。

图5是电池包下箱体底板的结构简图。

图6是电池包下箱体四周边框与下箱体安装梁装配示意图。

图7是电池包下箱体四周边框与下箱体安装梁连接部分的局部放大图。

图8是电池包下箱体与电池组的装配示意图。

具体实施方式

参考附图对用于实施本实用新型的方式(实施方式)进行详细说明。本实用新型不限于以下的实施方式中记载的内容。另外，以下记载的构成要素中包括本领域技术人员能够容易地想到的、和实质上相同的构成要素。并且，可以将以下记载的构成要素适当组合。需要说明的是，公开不过是一例，本领域技术人员能够容易地想到的、确保实用新型主旨的适当变更当然包含于本实用新型的范围。此外，附图中为了更清楚地进行说明，与实际情形相比，有时对各部分的宽度、厚度、形状等示意性表示，但终究是一例而已，不用来限定本实用新型的解释。此外，在本说明书和各图中，对于在关于前面的附图所述的部件相同的要素，有时标注相同的附图标记，适当省略重复的详细说明。

如图1、图2及图8所示，电池包下箱体包括：构成为框状的下箱体四周框架1(箱体主体)，在下箱体四周框架1四周相对的侧边设有向框状开口内侧延伸的承接面4(支承部)；下箱体安装梁2(安装梁)，其架设于下箱体四周框架1的相对的两个侧边的承接面4。

下箱体四周框架1只要是能够作为电池箱体的框架结构即可，从重量轻、价格低廉等方面考虑，优选是由多条铝挤型材拼接在一起，通过焊接而形成电池包外框架。这样形成的下箱体四周框架1是电池包与整车的配合界面，也是电池组及相关零部件重量传递的最终载体。这样的下箱体四周框架结构能够有效阻挡外部物体挤压电池包，防止电池组受外部尖锐物体刺碰而失效。

下箱体四周框架1可以是由铸造、锻造成形的铝金属边框，也可以是满足机械强度、工艺成型及电池包下箱体性能要求的其他如镁合金、镁铝合金等金属合金材料。

下箱体四周框架1的承接面4是用于承接下箱体安装梁2的部位，如图6所示，优选是金属型材侧边的向框状开口内侧延伸的凸缘，这样在制作下箱体四周框架1的铝型材时同时形成，简化了制造工艺，降低制造成本。

如图1、图3及图8所示，下箱体安装梁2为多条横向或纵向的加强梁，作为下箱体结构加强梁，与下箱体四周框架1连接组成稳固的框架结构，用于固定电池组及相关零部件，直接承受来自电池组及相关零部件的载荷，并传递给四周框架。下箱体安装梁2用作为电池组线路及管路固定支撑点的载体。

下箱体安装梁2可以是挤出铝型材或其他满足机械强度、成型工艺及下箱体性能要求的由挤出或其他工艺成型的金属合金材料。

此外，如图3所示，下箱体安装梁2优选采用倒“T”字形结构，结合图6、7可知，下箱体安装梁2的两端处的倒T字形的底边21接合于下箱体四周框架1的承接面4，由此下箱体四周框架1与下箱体安装梁2在竖直方向以面接触方式配合，通过配合面传递来自安装梁在竖直方向的载荷。如图4所示，通过沿下箱体四周框架1与下箱体安装梁2接触的边缘进行焊接，由此使下箱体四周框架1与下箱体安装梁2形成一个整体。

如图6所示，本实施方式的下箱体四周框架1通过在内侧设计承接面4，通过机械结构来有效承接了下箱体安装梁2传递的载荷，避免了因焊接强度不够而导致的失效风险。同时由于通过产品结构设计降低了对焊接强度的要求，降低了工艺成本。

此外，虽然未图示，除了下箱体安装梁2之外，在下箱体四周框架1的相对的两个侧边之间还可以设置加强梁。加强梁可以设置成与下箱体安装梁2平行或交叉。下箱体安装梁2能够将下箱体四周框架1的框状开口划分为多个用于载置电池包模组等的载置部，而加强梁可以进一步起到加固连接的作用，提高电池包下箱体整体的承载强度。加强梁的结构可以与上述下箱体安装梁2不同，可以采用一字型结构、肋状结构等，只要是不妨碍电池包模组等的安装、且能够加固连接的结构即可。此外，加强梁的材质可以根据实际需求而选择，优选是与下箱体安装梁2相同，为挤出铝型材或其他满足机械强度、成型工艺及下箱体性能要求的由挤出或其他工艺成型的金属合金材料，这样可以节约材料，降低制造成本。

本实施方式中，如图2～4所示，下箱体四周框架1与下箱体安装梁2首先连接形成一个稳定结构的框架。下箱体安装梁2通过机械配合和焊接或其他工艺与下箱体四周框架1连接，使下箱体结构稳固可靠，提高产品设计可靠性，有效降低了因外界挤压导致四周边框变形而挤压到内部器件的风险；

如图8所示，下箱体安装梁2是整个动力电池系统内部电池组、电子电气、热管理系统、电池管理系统等零部件的固定支撑结构，承载系统内部零部件的载荷，同时将载荷传递给下箱体四周框架，避免传统铝型材箱体使用厚底板导致下箱体质量大、能力密度偏低的问题。传统方式是安装在底板上，底板会加厚，局部增加安装梁相当于是局部较厚而不是整体加厚。

此外，本实施方式的电池包下箱体中，优选是进一步安装下箱体底板3来组成电池包下箱体，用于动力电池系统电池组、电子电气、热管理系统、电池管理系统等组件的承载、装配固定、防护保护、与整车装配连接等。

如图1、图5及图8所示，电池包下箱体还包括下箱体底板3(箱体底板)，下箱体底板3设于下箱体四周框架1的下方，与下箱体四周框架1及下箱体安装梁2连接固定。下箱体底板3由铝板材通过切割或其他加工方式成型，与下箱体四周框架1和下箱体安装梁2一起组成半封闭的箱体结构。下箱体底板3与下箱体四周框架1可以通过焊接或其他工艺形成箱体，满足电池包防护对箱体的要求，下箱体底板3与下箱体安装梁2可以通过焊接或其他工艺连接，由此可以通过弹性支承结构，将支撑力传递给电池系统液冷界面，从而使电池组与液冷界面接触良好，换热效率大大提高。

下箱体底板3可以是铝合金或其他满足与下箱体四周框架1和下箱体安装梁2通过焊接或铆接形成半封闭箱体的金属合金材料。

如图5所示，优选是下箱体底板3的形状与下箱体四周框架1形成的框架一致，底板边缘与框架底部内侧面通过焊接形成一个密闭的箱体。下箱体底板3与下箱体安装梁2的底部面接触配合，通过沿配合后的下箱体安装梁2的边缘进行局部焊接加固，有效保证整个下箱体的稳固可靠性，控制底板由于自重及运动过程中的变形量。

如图1、图8所示，下箱体底板3与下箱体四周框架1及下箱体安装梁2连接，对电池系统内部零部件进行有效的防护保护，同时对电池系统热管理系统液冷板形成有效支撑，使液冷板与电池组换热界面有效接触，大大提高了热管理效率。本实用新型采用板材冲裁或其他加工方式成型的下箱体底板，避免传统底板需要经过挤出、加工、拼接焊接而成型的方式，大大降低了设计成本、模具成本和加工周期，同时也有效降低了下箱体的重量，提高了电池包的能力密度。

本实用新型设计的电池包内部结构如图8所示，包括电池包下箱体和电池模组6。电池包下箱体采用本实用新型所述方案实施，即由下箱体四周框架1、中部6根下箱体安装梁2和下箱体底板3组成，下箱体四周框架1与下箱体安装梁2通过机械结构满足竖直方向配合、焊接工艺加固连接，下箱体底板3与下箱体四周框架1、中部的下箱体安装梁2焊接连接。电池模组为市场通用的355电池模组。

可以根据该电池包长方形外包络结构，同时考虑电池模组尺寸进行布置，优选是选择加强安装梁横向布置。在图1所示的本实施方式中，由于纵向尺寸较小，同时考虑空间布置问题，图示的没有增加纵向加强梁，但实际应用时可以根据车型、车内部空间、电池包要求等而设计横向、纵向加强梁等。

如图8所示，本实施方式中电池组采用两层电池模组布置，下层电池模组纵向布置，安装点在下箱体安装梁2上。根据电池包布置要求，电池模组长度方向有20mm间隙，本实施方式中所用下箱体安装梁2在预留电池组组装的安装间隙后将该空间进行了有效利用，用于强化了下箱体安装梁2结构，如图3所示，下箱体安装梁2采用了倒“T”字形结构，由此能够更紧凑地安装，充分利用空间。

如图8所示，本实施方式中布置了28组市场通用355电池模组，总重可到340kg以上。为确保下箱体安装梁2与下箱体四周框架1的连接可靠性，下箱体安装梁2与下箱体四周框架1间首先采用机械配合结构，如图6所示，下箱体四周框架1内侧设计凸起支撑架构，用于承载下箱体安装梁2在竖直方向的载荷，然后在下箱体安装梁2与下箱体四周框架1拼接位置，采用焊接工艺焊接连接，使其成为一个整体。

如图5、图8所示，为满足箱体密封防护要求，同时考虑箱体轻量化要求，下箱体底板3采用厚2.5mm的铝板，与下箱体四周框架1采用焊接工艺拼接成一个完整的箱体；同时为满足对模组底板水冷板形成有效支撑以满足良好的换热效率，同步兼顾成本问题，优选是在下箱体安装梁2与下箱体底板3拼接界面进行局部焊接加固。

此外，如图1所示，在下箱体四周框架1还设置有用于与整车固定的固定部5。

本实施方式中，电池包采用了安装梁，结构稳固且不易变形。底层电池模组固定在安装梁上，通过安装梁将重量转移到四周框架上，减少了底板承重要求，降低底板周边焊接的强度要求，避免了底板与框架焊接失效导致电池包失效的风险。该电池包虽然增加了安装梁，但是采用了简单的薄底板，大大减轻了电池包下箱体总质量，降低了对底板的工艺要求。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。