新能源汽车电池包及其制造方法与流程

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池包及其制造方法。


背景技术：

2.随着人们环境保护意识的不断增强，各国纷纷制定了减碳战略，以保护日益恶化的我们的地球家园。目前，新能源汽车已经成为汽车领域的重要发展方向，随着电池技术的不断发展，新能源汽车越来越普及。伴随着行驶里程的不断增加，电池的能量密度和电池组的数量也相应的增加，而电池包作为新能源汽车最重要也是最重的部件，其结构形式，直接影响到了整个车辆的使用性能。电池包组件的轻量化，模块化，功能化，性价比的要求越来越高。首先要求电池包具有高的结构强度，能够有效保护内部的电池组件，同时自身还要重量轻，最大程度的减少自重；其次，电池包还要具备温度调节的功能，确保内部电池始终处于最佳的温度区间；同时，还要求电池包易于安装和拆卸，实现灵活组合，从而能够快速的适应不同的应用场景；最后，还要易于生产制造，成本低廉，经济性优异。
3.现有的新能源汽车的电池包的设计要么只考虑安全性的因素，采用各种框架结构保护电池组件；要么只考虑更换的便捷性，采用模块化的设计和制造思路；对于电池包的内部，外部散热，制造的低成本等均未涉及。随着新能源汽车的不断发展，对于轻质、高强、可拆卸、具有液冷等功能的低成本制造的电池包的需求会越来越迫切。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是设计一种结构简单、防护性能好、散热效果佳、便于生产组装以及拆卸方便的新能源汽车电池包，解决现有的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明的新能源汽车电池包包括盖板、支撑底板、第一边框组、第二边框组、冷却隔板和电池组；所述盖板上表面设有t型防护结构，所述盖板上表面开孔设置有高压接口、低压接口、总进液口和总出液口；所述支撑底板下表面设有t型防护结构，t型防护结构可以防止碰撞时外力对内部的电池组造成损伤，t型防护结构还可以实现车辆运行时风冷散热，将电池组的热量通过t型防护结构散发出去，确保电池在适宜的温度范围内工作；所述第一边框组包括2个第一边框，2个第一边框分别设置在支撑底板的一组对边上；所述第二边框组包括2个第二边框，2个第二边框分别设置在支撑底板的另一组对边上；第一边框和第二边框的外侧面均设有t型防护结构，t型防护结构可以防止碰撞时外力对内部的电池组造成损伤，还可以实现车辆运行时风冷散热，将电池组的热量通过t型防护结构散发出去，确保电池在适宜的温度范围内工作；盖板与第一边框组、第二边框组和支撑底板连接固定共同构成一个封闭结构，用于容纳电池包内部功能部件；所述冷却隔板包括液冷板和支撑条，所述液冷板四周均固定连接有支撑条，4个支撑条围绕在液冷板的四边，通过搅拌摩擦焊的方式和液冷板焊接在一起，形成冷却隔板，液冷板可以为一个，也可以为多个液冷板通过搅拌摩擦焊的方式焊接位一个整体，所述冷却隔板的数量至少为1个，
所述液冷板上设有支路进液口和支路出液口，液冷板为中空结构，液冷板内部设有多个折流板，温度调节媒质从支路进液口进入液冷板，在折流板的作用下流经冷却通道，最后从支路出液口流出；各个液冷板上的支路进液口分别通过管道与盖板上的总进液口连接，各个液冷板上的支路出液口分别通过管道与盖板上的总出液口连接；所述第一边框和第二边框内侧分别设有多个插接槽用于冷却隔板的限位；所述支撑底板和冷却隔板上布置有多个电池组，所述电池组之间串联连接，即电池组的正极和一侧相邻的电池组的负极相连，电池组的负极和另一侧相邻的电池组的正极相连，分别形成正极的输出端即高压端口和负极的输出端即低压端口，所述支撑底板和冷却隔板上均设有电池隔板，所述电池隔板用于相邻电池组之间的分隔与固定；所述t型防护结构包括多个防护单元，所述防护单元包括支撑部和防护部，所述防护部为弧形结构。
6.进一步的，所述第二边框的上下两端中至少一端设有防护条，所述防护条一端面上间隔设置有多个第一固定条，与设置第一固定条的端面相邻的两个侧端面均设有第二固定条，所述防护条通过第一固定条插入第二边框的t型防护结构的相邻防护单元形成的空间内，所述第一固定条与第二边框连接固定，连接方式为螺钉连接，所述第二固定条与第一边框连接固定，连接方式为螺钉连接。防护条设置第一固定条的端面上间隔设有与第二边框的t型防护结构相同弧度的曲面结构，与第二边框的t型防护结构相对应，更加美观。
7.进一步的，所述插接槽包括上下设置的2条铝材，2条铝材之间的间距限定出冷却隔板的位置，所述冷却隔板通过四周的支撑条分别插接于第一边框和第二边框同高度的插接槽内固定。
8.进一步的，所述电池隔板沿第二边框的长度为电池组长度的1/2～1，较佳地，电池隔板沿第二边框的长度为电池组长度的2/3，这样技能确保电池组的固定，又能减轻重量，电池隔板与支撑底板、电池隔板与冷却隔板通过螺钉固定，电池隔板为铝合金板，电池隔板的厚度为8～12mm，较佳地，电池隔板的厚度为10mm。
9.进一步的，所述盖板的四个角上加工有吊装孔，用于实现该电池包的转运。
10.进一步的，所述温度调节媒质的温度为10～30℃。温度调节媒质为水、油等流体，通过外部加压装置对液体媒质增加压强，使其从支路进液口流入到冷却隔板中并从支路出液口流出，将电池包内部电池组产生的热量带走，实现电池组冷却，液体媒质既可以实现电池组的冷却，也可以实现加热。管路内部的温度调节媒质在外部环境温度较高比如夏季，可实现电池包内的电池组的冷却，在外部环境温度较低时，比如冬季，可实现电池组的保温，通过选取不同温度的调节媒质保证电池组的温度始终处于最佳的工作范围内。
11.进一步的，所述第一边框组中的至少一个第一边框上设有辅助板，所述辅助板包括辅助板本体和设置在辅助板本体两侧的连接部，所述辅助板本体上设有开孔，所述连接部远离辅助板本体的一端设有插接条，所述辅助板通过两端的插接条插入第一边框的t型防护结构内并与第一边框连接固定，连接方式可以是螺钉连接，也可以是利用自身结构使得插接条紧紧固定在相邻防护单元之间形成的槽内，所述辅助板居中固定在第一边框上，开孔用于展示品牌logo，当开孔为通孔时，品牌logo固定在开孔对应区域的第一边框上，当开孔为盲孔时，品牌logo固定在开孔上，辅助板的尺寸根据第一边框的长度设计，其长度一般为第一边框长度的1/4～1，当长度较长时，辅助板的两端之间还设有多个插接条，用于更好的固定辅助板。
12.本发明还提供一种新能源汽车电池包，包括多个电池包单元和连接卡槽，电池包单元为前述的新能源汽车电池包，电池包单元上下放置，电池包单元之间通过连接卡槽连接紧固，连接卡槽包括挡块，所述挡块上下两侧对称设置有多个连接条，相邻两个电池包单元的第二边框组与第二边框组之间通过连接卡槽连接固定，挡块两侧的连接条分别插入到上下相邻的电池包单元的第二边框组的t型防护结构内，实现上下两个相邻电池包单元的紧固和连接，中间的挡块用于上下两个相邻电池包单元的分隔，防止在车辆运行过程中的相互碰撞。
13.进一步的，辅助板的插接条两端均设有第一连接孔，使用连接件通过第一连接孔将上下两个相邻电池包单元的辅助板连接固定，连接件上端固定在上侧电池包单元的插接条下端的第一连接孔，连接件下端固定在下侧电池包单元的插接条上端的第一连接孔，实现对上下两个相邻电池包单元辅助板之间的连接固定，起到对上下相邻电池包单元之间辅助固定的作用，连接件与第一连接孔采用螺纹连接。
14.进一步的，辅助板的上下两端分别设有对应的第二连接孔，使用连接件通过第二连接孔将上下两个相邻电池包单元的辅助板连接固定，连接件与第二连接孔采用螺纹连接，起到对上下相邻电池包单元之间进一步辅助固定的作用。
15.进一步的，底部电池包单元的第二边框下端设有防护条，顶部电池包单元的第二边框上端设有防护条，实现对电池包上下两端的防护。
16.进一步的，盖板采用铝合金挤压的方式制造，如果挤压的方式难以一次性加工，可以将多个盖板通过搅拌摩擦焊接的方式进行制备，较佳地，盖板的长度为0.3m～1.5m，宽度为1.8m～3.0m。冷却隔板为铝合金的挤压型材，既可以对安装于其上的电池组的支撑固定，又可实现电池组的温度调节，保证电池组在一个较为适宜的温度范围内工作。支撑底板为整个电池包的底座，用于支撑整个电池包的重量，支撑底板为铝合金挤压型材。第一边框和第二边框均为铝合金的挤压型材。
17.本发明还提供一种新能源汽车电池包的制造方法，包括如下步骤：
18.步骤s1：将支撑底板与一侧的第一边框通过螺纹连接并紧固，确保第一边框和支撑底板垂直；
19.步骤s2：将步骤s1已经固定好的支撑底板和一侧的第一边框与两侧的第二边框通过螺钉进行紧固，确保两侧的第二边框和底板垂直，第二边框与第一边框也保持垂直；
20.步骤s3：将相应的电池组按照设定的顺序依次放置到支撑底板的相应位置，形成第一层电池组合；
21.步骤s4：将第一层电池组中相邻电池组的正负极通过电线依次连接，形成正极的输出端即高压端口，和负极的输出端即低压端口；
22.步骤s5：将第一层冷却隔板插入到第二边框、2个第一边框相应的插接槽内，并通过第二边框、第一边框的螺纹紧固，实现第一层冷却隔板与第二边框、第一边框的固定并形成一个整体结构；
23.步骤s6：将第二层电池组按照相应的顺序依次放置到第一层冷却隔板的相应位置，形成第二层电池组合；
24.步骤s7：将第二层电池组中相邻电池组的正负极通过电线依次连接，形成正极的输出端即高压端口，和负极的输出端即低压端口；
25.步骤s8：重复步骤s5～s7分别放置剩余冷却隔板及电池组，直至完成所有冷却隔板和电池组的安装；
26.步骤s9：将另一个第一边框与步骤s1～s8组合成的结构体进行装配并通过螺钉紧固，保证该第二边框与另一个第二边框保持平行，该第二边框与2个第一边框保持垂直，以及该第二边框和支撑底板垂直；
27.步骤s10：将每一层电池组的高压端口、低压端口通过电线连接到电池包的高压接口和低压接口上；
28.步骤s11：利用管路将每一层冷却隔板的支路进液口分别与盖板上的总进液口连接，将每一层冷却隔板的支路出液口分别与盖板上的总出液口连接；
29.步骤s12：将盖板与步骤s11形成的电池包结构进行装配，并通过螺纹连接和紧固，最终形成一个完整的电池包。
30.进一步的，还包括如下步骤：
31.步骤s13：将连接卡槽插入到电池包两侧的第二边框外部的t型防护结构内；
32.步骤s14：将第二个组装完成的电池包吊运至第一个电池包的上方；
33.步骤s15：缓慢移动吊起的电池包，使两侧的接卡槽正好插入到其相应的第二边框外部的t型防护结构内；
34.步骤s16：重复步骤s13～s15，实现多个电池包的组合。
35.进一步的，还包括如下步骤：
36.步骤s17：在底部电池包单元两侧的第二边框的下端、顶部电池包单元两侧的第二边框的上端安装上防护条，实现对电池包底部和顶部的防护。
37.进一步的，还包括如下步骤：使用连接件通过第n-1层电池包单元的插接条上端的第一连接孔和第n层电池包单元的插接条下端的第一连接孔将上下两个相邻电池包单元的辅助板连接固定，n为电池包单元总数，n≥2。
38.进一步的，还包括如下步骤：使用连接件通过第n-1层电池包单元的辅助板上端的第二连接孔和第n层电池包单元的辅助板下端的第二连接孔将上下两个相邻电池包单元的辅助板连接固定，n为电池包单元总数，n≥2。
39.本发明的新能源汽车电池包结构简单，防护效果好，且能控制电池组的温度始终处于最佳的工作范围，电池包均为铝合金挤压和搅拌摩擦焊接的方式获得，成本低，技术成熟度高，易于批量化生产制造，可实现模块化加工制造和组合，能够根据实际情况进行自由组合，且安装和拆卸方便，可实现重复使用。
附图说明
40.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。
41.图1为本发明的新能源汽车电池包的结构示意图；
42.图2为本发明的新能源汽车电池包的内部结构示意图；
43.图3为本发明的新能源汽车电池包的t型防护结构示意图；
44.图4为图3中a处的放大示意图；
45.图5为本发明的新能源汽车电池包的冷却隔板的示意图；
46.图6为本发明的新能源汽车电池包的第一边框(第二边框组)的主视结构示意图；
47.图7为本发明的新能源汽车电池包的第一边框(第二边框组)的侧视结构示意图；
48.图8为图1中b处的放大示意图；
49.图9为本发明的新能源汽车电池包的连接卡槽的结构示意图；
50.图10为本发明的新能源汽车电池包的辅助板的结构示意图；
51.图11为本发明的新能源汽车电池包多个叠加的组装的结构示意图。
52.盖板1；支撑底板2；第一边框31；第二边框32；冷却隔板4；液冷板41；支撑条42；电池组5；防护单元6；支撑部61；防护部62；电池隔板7；插接槽8；铝材81；连接卡槽9；挡块91；连接条92；防护条10；；第一固定条101；第二固定条102；总进液口11；总出液口12；支路进液口13；支路出液口14；折流板15；高压接口16；低压接口17；吊装孔18；开孔19；插接条20；第一连接孔211；第二连接孔212；辅助板100；辅助板本体101；连接部102；。
具体实施方式
53.实施例1
54.结合图1-图10，本发明的新能源汽车电池包包括盖板1、支撑底板2、第一边框组、第二边框组、冷却隔板4和电池组5；所述盖板1上表面设有t型防护结构，所述盖板1 上表面开孔设置有高压接口16、低压接口17、总进液口11和总出液口12；所述支撑底板 2下表面设有t型防护结构，t型防护结构可以防止碰撞时外力对内部的电池组5造成损伤，t型防护结构还可以实现车辆运行时风冷散热，将电池组5的热量通过t型防护结构散发出去，确保电池在适宜的温度范围内工作；所述第一边框组包括2个第一边框31，2 个第一边框31分别设置在支撑底板2的一组对边上；所述第二边框组包括2个第二边框 32，2个第二边框32分别设置在支撑底板2的另一组对边上；第一边框31和第二边框32 的外侧面均设有t型防护结构，t型防护结构可以防止碰撞时外力对内部的电池组5造成损伤，还可以实现车辆运行时风冷散热，将电池组5的热量通过t型防护结构散发出去，确保电池在适宜的温度范围内工作；盖板1与第一边框组、第二边框组和支撑底板2连接固定共同构成一个封闭结构，用于容纳电池包内部功能部件；所述冷却隔板4包括液冷板 41和支撑条42，所述液冷板41四周均固定连接有支撑条42，4个支撑条42围绕在液冷板41的四边，通过搅拌摩擦焊的方式和液冷板41焊接在一起，形成冷却隔板4，液冷板 41可以为一个，也可以为多个液冷板41通过搅拌摩擦焊的方式焊接位一个整体，所述冷却隔板4的数量至少为1个，所述液冷板41上设有支路进液口13和支路出液口14，液冷板41为中空结构，液冷板41内部设有多个折流板15，温度调节媒质从支路进液口13进入液冷板41，在折流板15的作用下流经冷却通道，最后从支路出液口14流出；各个液冷板41上的支路进液口13分别通过管道与盖板1上的总进液口11连接，各个液冷板41上的支路出液口14分别通过管道与盖板1上的总出液口12连接；所述第一边框31和第二边框32内侧分别设有多个插接槽8用于冷却隔板4的限位；所述支撑底板2和冷却隔板4 上布置有多个电池组5，所述电池组5之间串联连接，即电池组5的正极和一侧相邻的电池组5的负极相连，电池组5的负极和另一侧相邻的电池组5的正极相连，分别形成正极的输出端即高压端口和负极的输出端即低压端口，所述支撑底板2和冷却隔板4上均设有电池隔板7，所述电池隔板7用于相邻电池组5之间的分隔与固定；所述t型防护结构包括多个防护单元6，所述防护单元6包括支撑部61和防护部62，所述防护部62为弧形结构。
55.本实施例优选地，所述第二边框32的上下两端中至少一端设有防护条10，所述防
和支撑底板2垂直；
72.步骤s2：将步骤s1已经固定好的支撑底板2和一侧的第一边框31与两侧的第二边框 32通过螺钉进行紧固，确保两侧的第二边框32和底板垂直，第二边框32与第一边框31 也保持垂直；
73.步骤s3：将相应的电池组5按照设定的顺序依次放置到支撑底板2的相应位置，形成第一层电池组5合；
74.步骤s4：将第一层电池组5中相邻电池组5的正负极通过电线依次连接，形成正极的输出端即高压端口，和负极的输出端即低压端口；
75.步骤s5：将第一层冷却隔板4插入到第二边框32、2个第一边框31相应的插接槽8 内，并通过第二边框32、第一边框31的螺纹紧固，实现第一层冷却隔板4与第二边框32、第一边框31的固定并形成一个整体结构；
76.步骤s6：将第二层电池组5按照相应的顺序依次放置到第一层冷却隔板4的相应位置，形成第二层电池组5合；
77.步骤s7：将第二层电池组5中相邻电池组5的正负极通过电线依次连接，形成正极的输出端即高压端口，和负极的输出端即低压端口；
78.步骤s8：重复步骤s5～s7分别放置剩余冷却隔板4及电池组5，直至完成所有冷却隔板4和电池组5的安装；
79.步骤s9：将另一个第一边框31与步骤s1～s8组合成的结构体进行装配并通过螺钉紧固，保证该第二边框32与另一个第二边框32保持平行，该第二边框32与2个第一边框 31保持垂直，以及该第二边框32和支撑底板2垂直；
80.步骤s10：将每一层电池组5的高压端口、低压端口通过电线连接到电池包的高压接口16和低压接口17上；
81.步骤s11：利用管路将每一层冷却隔板4的支路进液口13分别与盖板1上的总进液口 11连接，将每一层冷却隔板4的支路出液口14分别与盖板1上的总出液口12连接；
82.步骤s12：将盖板1与步骤s11形成的电池包结构进行装配，并通过螺纹连接和紧固，最终形成一个完整的电池包。
83.本实施例优选地，还包括如下步骤：
84.步骤s13：将连接卡槽9插入到电池包两侧的第二边框32外部的t型防护结构内；
85.步骤s14：将第二个组装完成的电池包吊运至第一个电池包的上方；
86.步骤s15：缓慢移动吊起的电池包，使两侧的连接卡槽9正好插入到其相应的第二边框32外部的t型防护结构内；
87.步骤s16：重复步骤s13～s15，实现多个电池包的组合。
88.本实施例优选地，还包括如下步骤：
89.步骤s17：在底部电池包单元两侧的第二边框32的下端、顶部电池包单元两侧的第二边框32的上端安装上防护条10。
90.本实施例优选地，还包括如下步骤：使用连接件通过第n-1层电池包单元的插接条20 上端的第一连接孔211和第n层电池包单元的插接条20下端的第一连接孔211将上下两个相邻电池包单元的辅助板100连接固定，n为电池包单元总数，n≥2。
91.本实施例优选地，还包括如下步骤：使用连接件通过第n-1层电池包单元的辅助板
100 上端的第二连接孔212和第n层电池包单元的辅助板100下端的第二连接孔212将上下两个相邻电池包单元的辅助板100连接固定，n为电池包单元总数，n≥2。
92.在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。