电池箱、电池系统及电动汽车的制作方法

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池箱、电池系统及电动汽车。

背景技术：

随着石油等不可再生资源的逐渐减小，人们开始探索新的替代能源，电能就是其中的一种。在汽车领域，电动汽车开始进入人们的视野。

电池系统作为电动汽车的核心部件，是制约电动汽车发展的关键因素。用于收容电池模组等部件的电池箱是电池系统重要的结构部件，电池箱的轻量化及结构强度是影响电池系统性能的重要因素。

一般地，电池箱由多块板件通过焊接拼接而成。为了提高电池系统的能量密度，一般要求电池箱尽可能的轻量化。因此，拼接形成电池箱的板件的厚度应尽可能的薄，以此来满足轻量化的要求。然而，板件的厚度过薄，大大影响电池箱的结构强度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中电池箱采用多块板件焊接拼接而成的方式，无法兼顾电池箱的轻量化要求及结构强度要求的问题，提供一种改善上述缺陷的电池箱、电池系统及电动汽车。

电池箱，包括箱体及箱盖，所述箱体包括：

箱体蒙皮，具有收容腔，以及连通所述收容腔的开口；所述开口形成于所述箱体蒙皮一侧以形成敞口，所述箱盖盖合于所述敞口；及

箱架，收容于所述收容腔，所述箱架包括第一加强件、第二加强件及第三加强件；所述第一加强件及所述第二加强件设置于所述收容腔的底壁，且相互交叉地固定连接，所述第三加强件设置于所述收容腔的侧壁，且与所述第一加强件和/或所述第二加强件固定连接。

上述电池箱，通过箱体蒙皮形成收容腔，并利用箱架的第一加强件、第二加强件及第三加强件对箱体蒙皮进行加强，使得即使是采用厚度较薄的箱体蒙皮满足电池箱的轻量化要求的同时，也能满足电池箱的结构强度的要求。也就是说，上述电池箱可兼顾电池箱的结构强度的要求及轻量化要求。

在一个实施例中，所述箱体还包括设置于所述收容腔的固定支架，所述固定支架一一对应的设置于位于所述第一加强件纵长延伸方向上的两个所述第三加强件，相对应的两个所述固定支架之间形成用于固定安装电池模组的安装位。

在一个实施例中，所述固定支架包括支架本体、连接柱及锁紧件；

所述支架本体固定连接于对应的一个所述第三加强件；所述连接柱一端固定连接于所述支架本体，另一端用于贯穿位于所述安装位的所述电池模组的端板，且与所述锁紧件固定连接，以将所述电池模组紧固于所述支架本体。如此，电池模组的紧固结构简单，安装或拆卸方便快捷。

在一个实施例中，所述箱体还包括连接件，所述连接件的一端用于贯穿所述电池模组的中间撑板，且固定连接于所述第二加强件，以将所述电池模组的中间撑板紧固于所述第二加强件。如此，采用将电池模组的纵长两端的端板固定连接于固定支架，并将电池模组的中间撑板紧固于第二加强件的方式，进一步加强了电池模组的安装稳定性，有利于减小电池模组的振动，提升电池的安全性。

在一个实施例中，所述第二加强件焊接连接有螺母，所述连接件螺纹连接于所述螺母。如此，采用在第二加强件上焊接连接螺母的方式，有利于加强连接件与第二加强件的连接稳定性，有利于防止电池模组振动。

在一个实施例中，所述第二加强件包括多个，多个所述第二加强件沿所述第一加强件的纵长方向间隔排布；

位于所述第一加强件纵长两端的两个所述第三加强件上均设置有多个所述固定支架，以形成多个所述安装位；

位于相邻两个所述安装位的所述连接件固定连接于不同的所述第二加强件。如此，可分散箱体蒙皮底部的应力，有利于增强电池模组的连接稳定性，防止电池模组振动。

在一个实施例中，所述箱体蒙皮设有加强筋；

所述箱体还包括吊耳，所述吊耳固定连接于所述箱体蒙皮的外侧，且对应于所述加强筋设置。如此，通过在箱体蒙皮上设置加强筋，形成加强区域，从而在该加强区域设置吊耳，有利于提高电池箱的安装稳定性，减小电池箱的振动。

在一个实施例中，所述箱体蒙皮为冲压拉深件。如此，有利于保证箱体蒙皮的密封性，即提高电池箱的密封性。并且，拉深工艺适用于大批量生产，有利于降低电池箱的成本。

电池系统，包括如上任一实施例中所述的电池箱。

电动汽车，包括如上任一实施例中所述的电池系统。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的电池箱的分解结构示意图；

图2为图1所示的电池箱的箱体的结构示意图；

图3为图2所示的箱体的箱体蒙皮的结构示意图；

图4为图2所示的箱体的固定支架的结构示意图；

图5为图2所示的箱体内安装有电池模组的结构示意图；

图6为图5所示的电池模组的端板的结构示意图；

图7为图5所示的电池模组的中间撑板的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一般地，电池箱主要用于收容电池模组以及对电池模组进行冷却、加热和控制的相关部件。电池在使用过程中，电池箱经常受到振动或冲击，因此需要电池箱具有一定的结构强度。同时，为了降低电池的能量密度，电池箱应尽可能的轻量化。因此，有必要提供一种能够兼顾满足结构强度要求以及轻量化要求的电池箱。

图1示出了本发明一实施例中的电池箱的分解结构。图2示出了图1所示的电池箱的箱体的结构。图3示出了图2所示的箱体的箱体蒙皮的结构。

如图1、图2及图3所示，本发明的一实施例中提供的电池箱，包括箱体10及箱盖20。该箱体10包括箱体蒙皮11及箱架(图未标)。

箱体蒙皮11具有收容腔115，以及连通该收容腔115的开口。该开口形成于箱体蒙皮11一侧以形成敞口，箱盖20盖合于该敞口。具体地，该收容腔115主要用于收容箱架、电池模组100以及用于对电池模组100进行冷却、加热和控制的相关部件。

箱架收容于该收容腔115，且与收容腔115的底壁112及侧壁114固定连接，从而增强箱体蒙皮11的强度，有利于防止箱体蒙皮11变形。具体地，箱架包括第一加强件120、第二加强件122及第三加强件124。第一加强件120及第二加强件122设置于收容腔115的底壁112，且相互交叉地固定连接，从而增强箱体蒙皮11底部的强度，有利于防止箱体蒙皮11底部变形。第三加强件124设置于收容腔115的侧壁114，以增强箱体蒙皮11侧面的强度，有利于防止箱体蒙皮11侧面变形。并且，第三加强件124与第一加强件120和/或第二加强件122固定连接。

上述电池箱，通过箱体蒙皮11形成收容腔115，并利用箱架的第一加强件120、第二加强件122及第三加强件124对箱体蒙皮11进行加强，使得即使是采用厚度较薄的箱体蒙皮11满足电池箱的轻量化要求的同时，也能够保证电池箱的结构强度。也就是说，上述电池箱可兼顾电池箱的结构强度的要求以及轻量化要求。

具体到实施例中，箱体蒙皮11一体成型。传统的通过多块板件焊接拼接的方式形成电池箱，焊缝较多，无法满足电池箱的密封性，尤其是当板件较薄时，受限于焊接工艺，焊缝的密封性较差，大大影响电池箱的密封性。本实施例中，箱体蒙皮11一体成型，避免了采用焊接拼接形成焊缝，大大提高了电池箱的密封性。可选地，箱体蒙皮11为拉深一体成型的冲压拉深件。如此，有利于提高箱体蒙皮11的密封性，即提高电池箱的密封性。并且，拉深工艺适用于大批量生产，有利于降低电池箱的成本。

具体到实施例中，箱架与箱体蒙皮11可焊接连接。如此，焊接工艺成熟，便于保证箱架与箱体蒙皮11的连接强度。可选地，箱架与箱体蒙皮11的焊接连接可采用电阻焊或点焊工艺。

具体到实施例中，第一加强件120与第二加强件122呈井字形排布。如此，进一步增强箱体蒙皮11底部的强度。

本发明的实施例中，箱体10还包括设置于收容腔115的固定支架13，固定支架13一一对应地设置于位于第一加强件120纵长延伸方向上的两个第三加强件124，相对应的两个固定支架13之间形成用于固定安装电池模组100的安装位(图未标)。可以理解的是，电池模组100的纵长两端分别固定连接于对应的两个固定支架13，从而将电池模组100固定安装于安装位。

图4示出了固定支架的结构。

请一并参见图4所示，具体到实施例中，固定支架13包括支架本体132、连接柱134及锁紧件(图未示)。支架本体132固定连接于对应的一个第三加强件124。连接柱134一端固定连接于支架本体132，另一端贯穿电池模组100的端板，且与锁紧件固定连接，以将电池模组100紧固于支架本体132。如此，电池模组100的紧固结构简单，安装或拆卸方便快捷。

图5示出了箱体内安装有电池模组的结构。图6示出了电池模组的端板的结构。

请一并参见图5及图6所示，更加具体地，电池模组100包括设置于电池模组100纵长两端的端板1002。端板1002开设有供连接柱134贯穿的通孔e。可选地，连接柱134可为螺柱，锁紧件可为螺母。锁紧件螺纹连接于连接柱134，从而将电池模组100紧固于支架本体132。

具体到实施例中，连接柱134焊接连接于支架本体132。采用焊接连接的方式，有利于保证连接柱134的连接强度。支架本体132也可采用焊接的方式连接于第三加强件124。可选地，支架本体132为钣金件通过折弯制成。如此，有利于减小箱体10的重量，提高电池的能力密度。

具体到实施例中，每一个固定支架13可包括一个或多个连接柱134。优选地，每一个固定支架13包括两个连接柱134。如此，有利于增强电池模组100的连接稳定性，减小电池模组100的振动，提升电池的安全性。

具体到实施例中，箱体10还包括连接件15，该连接件15的一端贯穿电池模组100的中间撑板1004，且固定连接于第二加强件122，以将电池模组100的中间撑板1004紧固于第二加强件122。如此，采用将电池模组100的纵长两端的端板固定连接于固定支架13，并将电池模组100的中间撑板1004紧固于第二加强件122的方式，进一步加强了电池模组100的安装稳定性，有利于减小电池模组的振动，提升电池的安全性。

图7示出了电池模组的中间撑板的结构。

请一并参见图7所示，具体地，中间撑板1004开设有贯穿孔f，供连接件15穿设。连接件15可为螺杆，并与第二加强件122螺纹连接。

可选地，第二加强件122焊接连接有螺母。连接件15螺纹连接于该螺母，以将电池模组100的中间撑板1004紧固于第二加强件122。如此，采用在第二加强件122上焊接连接螺母的方式，有利于加强连接件15与第二加强件122的连接稳定性，有利于防止电池模组100振动。

需要说明的是，电池模组100的中间撑板1004设置于两个端板1002之间。两个端板1002用于将电池模组100的各个电芯及中间撑板1004夹紧形成一个整体，中间撑板1004用于增强电池模组100的结构强度。需要说明的是，中间撑板1004并不能理解为仅限于位于电池模组100的中间位置，而应理解为位于两个端板1002之间的一定范围内。

具体到实施例中，第二加强件122包括多个，多个第二加强件122沿第一加强件120的纵长方向间隔排布。位于第一加强件120纵长延伸方向上的两个第三加强件124均设置有多个固定支架13，以形成多个安装位。位于相邻两个安装位的连接件15固定连接于不同的第二加强件122，也就是说，用于紧固相邻两个电池模组100的连接件15固定连接于不同的第二加强件122。如此，可分散箱体蒙皮11底部的应力，有利于增强电池模组100的连接稳定性，防止电池模组100振动。可以理解的是，设置有固定支架13的第三加强件124大致平行于第二加强件122。

具体到实施例中，每一个中间撑板1004可通过一个或多个连接件15紧固于第二加强件122。优选地，每一个中间撑板1004通过两个连接件15紧固于第二加强件122。如此，有利于增强电池模组100的连接稳定性，减小电池模组100的振动，提升电池系统的安全性。

本发明的实施例中，箱体蒙皮11设有加强筋111，以进一步增强箱体蒙皮11的强度。进一步地，箱体10还包括用于将电池箱安装于电动汽车车架的吊耳14，吊耳14固定连接于箱体蒙皮11的外侧，且对应于加强筋111设置。如此，通过在箱体蒙皮11上设置加强筋111，形成加强区域，从而在该加强区域设置吊耳14，有利于提高电池箱的安装稳定性，减小电池箱的振动。具体地，吊耳14可焊接连接于箱体蒙皮11。如此，焊接工艺成熟，有利于保证吊耳14的连接强度。可选地，吊耳14与箱体蒙皮11的焊接连接可采用电阻焊或二保焊。

具体到实施例中，位于收容腔115侧壁114上的加强筋111与第三加强件124交叉设置。优选地，位于收容腔115侧壁114上的加强筋111与第三加强件124相垂直。如此，进一步提高箱体10的结构强度。

可选地，加强筋111可为压筋。采用压筋的形式，加工工艺简单，加工成本较低，适合大批量生产。

本发明的实施例中，第一加强件120包括多个，多个第一加强件120平行设置，且沿第二加强件122的纵长方向间隔布设。第二加强件122包括多个，多个第二加强件122平行设置，且沿第一加强件120的纵长方向间隔布设。可选地，第一加强件120垂直于第二加强件122设置。

请继续参见图1及图3所示，本发明的实施例中，箱体蒙皮11的敞口处具有沿敞口周向延伸的安装法兰116(见图3)，箱盖20的边沿也沿周向设置有配合法兰22(见图1)。该安装法兰116与配合法兰22相贴合，并利用固定件(图未示)锁紧固定，从而实现箱盖20盖合于敞口。

具体到实施例中，固定件为拉铆螺母及螺钉。拉铆螺母设置于安装法兰116，螺钉穿设于配合法兰22，并与拉铆螺母螺纹连接，以将配合法兰22锁紧于安装法兰116。

为了提高电池箱的密封性，在一个实施例中，可在安装法兰116与配合法兰22之间设置密封圈30。需要说的是，拉铆螺母具有圆形凸台，该圆形凸台可用于限制密封圈30的压缩率，防止密封圈30被过渡压缩，有利于延长密封圈30的使用寿命。

具体到实施例中，箱盖20采用拉深一体成型。如此，有利于保证电池箱的密封性。更加具体地，箱盖20上还成型有压筋，以增强箱盖20的强度，有利于增加电池箱的结构强度。

本发明的实施例中，箱体蒙皮11还开设有用于安装防爆阀的防爆阀安装孔117以及用于安装接插件的接插件安装孔118。

本发明的实施例中，收容腔115内还设置有安装支架(图未标)，该安装支架可用于安装配电盒、电池管理系统等部件。需要说明的是，安装支架可直接焊接固定于箱体蒙皮11，也可焊接固定于箱架，在此不作限定。

基于上述电池箱，本发明的一个实施例中还提供一种电池系统。该电池系统包括如上任一实施例中所述的电池箱。

一些实施例中，电池系统还包括电池模组100，电池模组100的纵长两端分别固定连接于相对应的两个固定支架13，以将电池模组100固定安装于上述安装位。具体地，电池模组100包括设置于电池模组100纵长两端的端板1002。端板1002上开设有供连接柱134贯穿的通孔e。连接柱134穿设于该通孔e，锁紧件连接于该连接柱134，以将电池模组100的端板1002紧固于支架本体132，从而实现电池模组100的固定安装。

具体到实施例中，电池模组100还包括中间撑板1004，中间撑板1004通过连接件15紧固于第二加强件122。如此，电池模组100通过纵长两端的端板1002及中间撑板1004与箱体10的固定连接，使得电池模组100安装稳固，有利于减小电池模组100的振动，增强了电池系统的安全性和耐冲击能力。更加具体地，电池模组100的中间撑板1004开设有贯穿孔f，连接件15的一端贯穿该贯穿孔f，并与第二加强件122固定连接，从而将中间撑板1004紧固于第二加强件122。

可以理解的是，电池模组100还包括设置于两个端板1002之间的多个电芯(图未标)，两个端板1002用于夹紧多个电芯形成一个整体。中间撑板1004设置于两个端板1002之间，用于增强电池模组100的整体结构强度。

在一个实施例中，电池模组100可包括多个，多个电池模组100沿第二加强件122的纵长方向间隔布设。

具体到实施例中，电池系统还包括收容于收容腔115内的配电盒及电池管理系统等部件。配电盒及电池管理系统可通过安装支架固定安装于箱体10。

基于上述电池系统，本发明的一个实施例中还提供一种电动汽车，该电动汽车包括如上任一实施例中所述的电池系统。具体地，电池系统通过上述吊耳14固定安装。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。