电池托盘、电池包和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池托盘、电池包和车辆。


背景技术：

2.现有技术中，电池托盘的制造一般会在其内、外表面喷涂隔热层，以增加托盘本体的保温效果，但是，隔热层的设置厚度和需要设置隔热的面积之间没有具体的限定，导致隔热层的厚度和托盘本体的隔热面积设置的不够合理，容易导致电池托盘的生产制造的成本增加，保温效果不好，且电池托盘的装配效率低下。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池托盘，增加电池托盘的保温效果，便于装配，提高生产率。
4.本实用新型右提出一种电池包，包括上述实施例中的电池托盘。
5.本实用新型还提出一种车辆，包括上述实施例中的电池包。
6.根据本实用第一方面新型实施例的电池托盘包括：托盘本体、隔热层，所述托盘本体用于放置电池，所述托盘本体具有面向所述电池的内表面和背离所述电池的外表面，所述托盘本体的内表面和外表面的至少一者设有所述隔热层，所述隔热层的厚度为h，所述隔热层的导热系数为r，所述隔热层的热阻为r
t
，在所述电池托盘的高度方向上，所述隔热层的正投影的面积为s，所述s、h、r和r
t
分别满足：s＝h/(r
t
×
r)，0.016≤r
t
≤0.035，0.04≤r≤0.08，s的单位为mm2，h的单位为mm,r
t
的单位为k/w,r的单位为w/(m.k)。
7.根据本实用新型的电池托盘，通过选取具有合适的热阻和导热系数的隔热层材料，并对设于电池托盘表面的隔热层的厚度和面积的关系进行限定，以便于隔热层能够实现对托盘本体良好的保温效果，而且，可以根据托盘本体的面积限定隔热层的面积，从而能够快速地选择使用合适的隔热层的厚度，同样地，也可以根据限定的隔热层的厚度来快速确定隔热层的面积，便于提高电池托盘的生产效率，且在保证保温效果的同时可以设置更加合理的隔热层的厚度或面积，从而可以实现对隔热层的精确设计。
8.在一些实施例中，所述托盘本体的外表面设有所述隔热层，该隔热层记为第一隔热层，所述第一隔热层的导热系数记为r1，所述第一隔热层的热阻记为r
t1
，所述第一隔热层的厚度记为h1，r1、r
t1
、h1满足：0.04w/(m.k)≤r1≤0.06w/(m.k)，0.016k/w≤r
t1
≤0.035k/w，1mm≤h1≤3mm。
9.在一些实施例中，所述托盘本体的内表面设有所述隔热层，该隔热层记为第二隔热层，所述第二隔热层的导热系数记为r2，所述第一隔热层的热阻记为r
t2
，所述第二隔热层的厚度记为h2，r2、r
t2
、h2满足：0.04w/(m.k)≤r2≤0.08w/(m.k)，0.016k/w≤r
t2
≤0.035k/w，0.3mm≤h2≤1mm。
10.在一些实施例中，所述隔热层的厚度h满足：0.3mm≤h≤3mm。
11.在一些实施例中，所述隔热层为聚氨酯或聚苯乙烯或聚乙烯或聚醚酰亚胺一体发
泡成型。
12.在一些实施例中，所述托盘本体为钢件。
13.在一些实施例中，所述托盘本体为中空结构。
14.在一些实施例中，所述托盘本体的厚度为h3，所述h3满足：1mm≤h3≤1.8mm。
15.根据本实用新型第二方面实施例的电池包，包括：电池托盘、多个电芯，所述电池托盘为根据上述实施例中任一项所述的电池托盘，多个所述电芯均设在所述电池托盘内。
16.根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括上述实施例中所述的电池包。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型实施例的电池托盘的示意图。
20.图2是根据本实用新型实施例的托盘本体和第一隔热层的示意图。
21.图3是根据本实用新型实施例的托盘本体和第二隔热层的示意图。
22.图4是根据本实用新型实施例的电池包的示意图。
23.附图标记：
24.电池包100；
25.电池托盘10；
26.托盘本体11；第一膨胀梁111；第二膨胀梁112；底板113；外表面114；内表面115；边梁116；
27.第一隔热层12；翻边121；避让口122；第二隔热层13；
28.电芯20；
29.第一方向a；第二方向b。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的电池托盘10。
31.如图1-图4所示，根据本实用第一方面新型实施例的电池托盘10，包括托盘本体11和隔热层。
32.具体而言，如图1-图4所示，托盘本体11用于放置电池，且托盘本体11具有面向电池的内表面115和背离电池的外表面114，托盘本体11的内表面115和外表面114的至少一者设有隔热层，这里以托盘本体11的内表面115和外表面114均设有隔热层进行举例说明。隔热层设于托盘本体11的内表面115和外表面114，例如，隔热层可以设在托盘本体11的厚度方向的两侧表面上。隔热层的厚度为h，隔热层的导热系数为r，隔热层的热阻为r
t
，在电池托盘10的高度方向上，隔热层的厚度方向与电池托盘10的高度方向一致，当电池托盘10安装至车辆上时，电池托盘10的高度方向与车辆的高度方向一致。隔热层的正投影的面积为s，其中，s、h、r和r
t
分别满足：s＝h/(r
t
×
r)，0.016≤r
t
≤0.035，0.04≤r≤0.08。可选地，r
t
＝0.03，r＝0.06，以便于隔热层具有良好的隔热性。其中，s的单位为平方毫米，可以用mm2表示；h的单位为mm,r
t
的单位为开尔文每瓦特，可以用k/w表示；r的单位为瓦/米
·
度，可以用w/(m.k)表示。
33.根据本实用新型的电池托盘10，通过选取具有合适的热阻和导热系数的隔热层材料，并对设于电池托盘10表面的隔热层的厚度和面积的关系进行限定，以便于隔热层能够实现对托盘本体11良好的保温效果，而且，可以根据托盘本体11的面积限定隔热层的面积，从而能够快速地选择使用合适的隔热层的厚度，同样地，也可以根据限定的隔热层的厚度来快速确定隔热层的面积，便于提高电池托盘10的生产效率，且在保证保温效果的同时可以设置更加合理的隔热层的厚度或面积，从而可以实现对隔热层的精确设计。
34.在一些实施例中，如图2所示，托盘本体11的外表面114设有隔热层，该隔热层记为第一隔热层12，第一隔热层12的导热系数记为r1，第一隔热层12的热阻记为r
t1
，第一隔热层12的厚度记为h1，且r1、r
t1
、h1满足：0.04w/(m.k)≤r1≤0.06w/(m.k)，0.016k/w≤r
t1
≤0.035k/w，1mm≤h1≤3mm。可选地，r1＝0.05w/(m.k)，r
t1
＝0.035k/w，h1＝2mm。第一隔热层12在电池托盘10的外表面114能够实现对电池托盘10的隔热，避免外部温度对托盘本体11的影响，例如，可以避免第一隔热层12设计的厚度过大造成电池托盘10制造成本的增加，或者，第一隔热层12的厚度过小导致可能影响电池托盘10的保温效果。
35.由此，通过限定第一隔热层12导热系数、热阻值以及厚度，增加第一隔热层12的保温效果，以使第一隔热层12的厚度和隔热的面积相对合理，有利于第一隔热层12的精确设计，提高电池托盘10的生产效率。
36.在一些实施例中，托盘本体11的内表面115也可以设有隔热层，该隔热层记为第二隔热层13，换言之，托盘本体11的内表面115设有第二隔热层13，外表面114设有第一隔热层12。第二隔热层13的导热系数记为r2，第一隔热层12的热阻记为r
t2
，第二隔热层13的厚度记为h2，r2、r
t2
、h2满足：0.04w/(m.k)≤r2≤0.08w/(m.k)，0.016k/w≤r
t2
≤0.035k/w，0.3mm≤h2≤1mm。可选地，r2＝0.068w/(m.k)，r
t2
＝0.035k/w，h2＝0.5mm。由此，通过限定第二隔热层13的热阻值、导热系数以及厚度，可以进一步增加电池托盘10的保温效果，以使第二隔热层13的厚度和隔热的面积相对合理，有利于第二隔热层13的精确设计，提高电池托盘10的生产效率。同时，避免第二隔热层13设计的厚度过大影响电池托盘10与车辆其他系统的装配，且可以降低电池托盘10的制造成本，或者，避免第二隔热层13的厚度过小而出现隔热的效果不理想等问题。
37.具体地，可以通过对电池托盘10的外表面114和内表面115分别设有的第一隔热层12、第二隔热层13的厚度进行限定，以使在保证电池托盘10整体厚度的同时增加电池托盘10的热阻值，避免为了实现电池托盘10对电池包100的保温效果增加第一隔热层12和第二隔热层13的厚度，造成电池托盘10的制造工序复杂，隔热层材料的浪费，可以提高电池托盘10的装配效率，增加电池托盘10的热阻以使电池托盘10达到良好的保温效果。同时，限定第一隔热层12和第二隔热层13的热阻值，可以保证第一隔热层12和第二隔热层13具有良好的隔热效果，增加对与托盘10配合的电池包100的保温，避免外界环境对电池包100温度的影响，增加电池包100的蓄电能力。尤其，在极寒的天气环境中，第一隔热层12和第二隔热层13可以有效保护电池包100，避免外界的低温对使用该电池托盘10的电池包100的性能的影响，提升电池包100的续航能力。
38.在一些实施例中，隔热层的厚度h满足：0.3mm≤h≤3mm。即，托盘本体11的内表面115和外表面114设置的隔热层的厚度的取值范围可以相同，第一隔热层12和第二隔热层13的厚度可以相同，此时，h1＝h2＝2mm。由此，可以保证托盘本体11的内表面115和外表面114设置的隔热层的厚度相同，便于隔热层的设计加工，降低隔热层的成本，提高生产效率。
39.可选地，第一隔热层12覆盖托盘本体11的整个外表面114。例如，在图2的示例中，第一隔热层12的沿托盘本体11的高度方向上的正投影与托盘本体11的沿高度方向上的正投影重合，且第一隔热层12的边缘具有翻边121，翻边121可以沿托盘本体11的周向延伸，翻边121上形成有避让口122，避让口122可以用于避让电池托盘10其他安装结构例如用于吊装电池托盘10的安装耳。
40.第二隔热层13覆盖托盘本体11的整个内表面115。例如，在图3的示例中，托盘本体11包括底板113和设在底板113的长度方向的两端的两个膨胀梁(下文中的第一膨胀梁111和第二膨胀梁112)以及沿着底板113周向延伸的边梁116，第二隔热层13覆盖整个内表面115，内表面115包括底板113和两个膨胀梁的邻近托盘本体11中心的一侧表面以及边梁116邻近托盘本体11中心的一侧表面。第一隔热层12覆盖整个外表面114，外表面114包括底板113和两个膨胀梁的远离托盘本体11中心的一侧表面以及边梁116远离托盘本体11中心的一侧表面。
41.由此，第一隔热层12和第二隔热层13可以分别对托盘本体11的外表面114和内表面115进行全面覆盖，可以使整个托盘本体11的的保温效果更加均衡，具有一致性。
42.可选地，隔热层可以为聚氨酯(pu：polyurethane)或聚苯乙烯(ps：polystyrene)或聚乙烯(pe：polyethylene)或聚醚酰亚胺(pei：polyetherimide)一体发泡成型。例如，隔热层的材料可以是聚氨酯，聚氨酯是一种具有保温和防水功能的新型合成材料，具有导热系数低的特点，且能够与多种材质实现粘接。它以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。
43.由此，隔热层使用聚氨酯或聚苯乙烯或聚乙烯或聚醚酰亚胺等一体发泡成型技术形成，隔热层的厚度可以得到均匀喷涂，有效增加第一隔热层12和第二隔热层13的保温效果，且第一隔热层12和第二隔热层13形成的方式快捷，可以进一步提高电池托盘10的装配效率。第一隔热层12和第二隔热层13的形成的工艺技术成熟、稳定，具有良好的可靠性，且成本较低，便于后期的修补。
44.例如，在电池托盘10使用年限较长时，第一隔热层12和第二隔热层13的部分由于雨水的浸泡，或者砂石的撞击导致部分破损和脱落时，可以通过喷涂的方法对破损的地方进行修补，可以降低后期的维护和使用成本。
45.在一些实施例中，托盘本体11为钢件。相对传统工艺使用铝件来说，钢件具有较低的热阻系数，钢件材料的热阻系数可以为r
钢
＝73w/(m.k)，而铝件的热阻系数一般为r
铝
＝227w/(m.k)，在托盘本体11厚度不变和所需要隔热的面积不变的情况下，热阻系数越大的热阻值越小，即，钢件的热阻值要明显小于铝件的热阻值。由此，通过使用钢件制造托盘本体11们可以增加托盘本体11的热阻值，可以有效的阻隔热量在托盘本体11外表面114和内表面115之间传递，以使具有该托盘本体11的电池包100具有良好的保温性能。
46.在一些实施例中，托盘本体11为中空结构。即，托盘本体11的内部为空心的结构，
托盘本体11的外表面114和内表面115之间具有间隙，中空结构设计的托盘本体11其隔热能力也要大于实心结构的托盘本体11，这是由于空气在标准状态下的热阻系数为r
空
＝0.0244w/(m.k)，远低于钢件的热阻系数，托盘本体11内部空气作为介质可以使托盘本体11具有更好的热阻值，更好的隔热效果，且能够降低托盘本体11的重量，可以实现电池托盘10的轻量化生产。
47.在一些实施例中，托盘本体11的厚度为h3，h3满足：1mm≤h3≤1.8mm。由此，通过控制托盘本体11的厚度，在托盘本体11的结构强度得到保证的前提下，增加电池托盘本体11厚度可以提升托盘本体11的热阻，以使托盘本体11具有良好的隔热能力。
48.根据本实用新型第二方面实施例的电池包100包括：电池托盘10、多个电芯20，电池托盘10为根据上述实施例中任一项的电池托盘10，多个电芯20均设在电池托盘10内。
49.结合图1-图4，多个电芯20在电池托盘10的宽度方向或者长度方向依次排布，电池托盘10长度方向的两端分别设有第一膨胀梁111和第二膨胀梁112，在多个电芯20与电池托盘10安装时，第一膨胀梁111和第二膨胀梁112可以止抵在最外侧的两个电芯20上，形成对多个电芯20的夹紧和限位。电池托盘10可以支撑电芯20，电池包100包括电池托盘10，在电池托盘10的外表面114和内表面115分别设置第一隔热层12和第二隔热层13，可以有效缓解较低的温度或者较高的温度在第一隔热层12、托盘本体11和第二隔热层13之间传递。
50.例如，当外界环境温度较低时，第一隔热层12、托盘本体11、第二隔热层13可以降低低温经第一隔热层12传递至第二隔热层13，导致电池包100处于低温环境中，容易造成电池包100的馈电以及充放电能力的降低，不利于电池包100的正常使用。当外界环境温度较高时，第一隔热层12、托盘本体11、第二隔热层13可以降低高温经第一隔热层12传递至第二隔热层13，导致电池包100处于高温环境中，容易造成电池包100的发热膨胀出现自燃等情况出现，降低电池包100的使用寿命。
51.由此，通过使用钢件材料制造托盘本体11并且在托盘本体11的外表面114和内标面分别设置导热系数较低的第一隔热层12和第二隔热层13，以通过增加第一隔热层12、第二隔热层13和托盘本体11的热阻增加电池托盘10的隔热能力，以使电池托盘10能够保护与之配合的电芯20，降低电池包100受外界环境温度的影响，增加电池包100内部环境温度的稳定性。同时，由于设置第一隔热层12和第二隔热层13的工艺成熟、简单，便于提升电池包100的装配效率和结构的可靠性。
52.根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括上述实施例中的电池包100。
53.由此，电池托盘10具有良好的隔热能力，可以有效的保护电池包100内的电芯20，避免电芯20工作的环境受外界环境温度的影响，以使电芯20保持稳定的充放电能力，降低电池包100由于低温出现馈电的可能性以及由于高温出现膨胀导致内部压力增大的可能性。车辆在使用过程中，降低使用环境的温度对电池包100的影响，以使车辆保持良好的续航能力和使用体验，第一隔热层12由于发泡成型还可以兼具耐腐蚀、抗老化的功能，可以有效的缓冲砂石对电池包100的冲击，避免导致噪声或者破损等情况出现，降低车辆的使用和维护成本。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
55.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。
57.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。