电池包及其电池托盘、车辆的制作方法

1.本公开涉及车辆动力电池领域，具体地，涉及一种电池包及其电池托盘、车辆。


背景技术：

2.在相关技术的电动汽车的动力电池上，电池包内部都会设有液冷管，通常将液冷系统与电池托盘集成安装在一起，液冷系统可以在高温或电池长时间充放电的工况下为电池系统提供冷却，保证电池能正常使用。然而，在相关技术的动力电池中，当电池托盘上层的液冷管破裂泄漏时，冷却液会充满整个电池包，导致电池包漏电甚至短路起火爆炸。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种电池包及其电池托盘、车辆，该电池托盘能够有效避免电池出现因液冷结构漏液导致漏电甚至短路起火爆炸等风险。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种电池托盘，包括托盘底板和设置于所述托盘底板四周的边梁，所述托盘底板的上表面从中心部位到边缘部位的高度逐渐降低，所述边梁上设置有导流孔，以用于流到所述托盘底板上的冷却液或冷凝水进行导流。
5.可选地，所述边梁包括相连的纵梁和横梁，所述托盘底板的上表面从自身的横向中心部位到横向边缘部位的高度逐渐降低，所述导流孔位于所述纵梁上。
6.可选地，所述托盘底板上设置有多个凸台结构，多个所述凸台结构沿所述电池托盘的横向方向间隔布置，多个所述凸台结构中至少部分所述凸台结构上预留出供液体通过的引流过道，以使所述托盘底板上的液体能够经所述引流过道流向所述导流孔。
7.可选地，多个所述凸台结构的其中一个所述凸台结构位于所述托盘底板的横向中心部位，其余的所述凸台结构上均设置有所述引流过道，在所述电池托盘的纵向上，所述引流过道与所述导流孔的位置对应。
8.可选地，所述其余的所述凸台结构均包括三个沿所述电池托盘的纵向间隔布置的凸台，分别为两个第一凸台和位于该两个第一凸台的之间的第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台之间的间隙构造为所述引流过道。
9.可选地，所述第一凸台在所述托盘底板的上表面的投影为斜边朝内的直角梯形，所述直角梯形远离所述第二凸台的第一底边的尺寸大于所述直角梯形靠近所述第二凸台的第二底边的尺寸。
10.可选地，所述第二凸台在所述托盘底板的上表面的投影由两个共长底边的直角梯形构造而成，所述直角梯形的内侧边为斜边。
11.可选地，所述托盘底板的相邻两个所述凸台结构之间的区域上设置有引流结构，所述引流结构用于将液体朝着所述凸台结构的所述引流过道的位置引流。
12.可选地，所述引流结构为形成在所述托盘底板的上表面且沿所述电池托盘的纵向延伸的引流凸起，所述引流凸起在与所述引流过道对应的位置预留出豁口，所述引流凸起在所述托盘底板的上表面的投影为朝向背离所述托盘地板的横向中心线方向凸出的波纹
状结构，所述豁口开设于所述引流凸起最靠近对应侧的所述纵梁的位置，以使位于所述引流凸起与对应的所述凸台结构之间的区域的液体朝着所述豁口的位置汇集。
13.可选地，所述边梁具有中空部，所述导流孔连通所述电池托盘内的电芯安装区域与所述中空部，所述中空部内填充有吸水材料层。
14.可选地，所述导流孔连通所述电池托盘内的电芯安装区域与所述电池托盘的外部空间。
15.可选地，所述液冷板的下表面通过导热结构胶粘接在所述凸台结构上。
16.可选地，所述托盘底板为双层结构，包括间隔设置的底板内层和底板外层，其中，所述底板内层的上表面从中心部位到边缘部位的高度逐渐降低。
17.在本公开提供的电池托盘中，由于托盘底板从中心部位向边缘部位逐渐降低，使得托盘底板的上表面本身形成利于导流的斜面结构。这样，当液冷板泄漏，冷却液流到托盘底板上时，由于斜面结构的设置使得冷却液将朝着托盘底板的边缘导流，向边梁汇聚，并通过设置在边梁上的导流孔流出至电芯安装区域，从而能够及时将冷却液引流，避免冷却液在电芯安装区域积聚。另外，当因电池系统长时间充放电导致电芯温度高时，电池液冷系统开启，电池内部产生冷凝水掉在托盘底板上后能够流向边梁，并最终由导流孔导流出电芯安装区域。这样，即可避免出现因电池系统内部冷却液泄漏及冷凝水积聚导致电池系统漏电甚至短路导致起火爆炸等问题。
18.根据本公开的另一方面，提供一种电池包，包括电芯、液冷板和上述的电池托盘，所述液冷板设置在所述托盘底板上。
19.根据本公开的又一方面，提供一种车辆，包括上述的电池包。
20.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
22.图1是本公开一种实施方式的电池托盘的立体结构示意图；
23.图2是是本公开一种实施方式的电池托盘的爆炸结构示意图；
24.图3是本公开一种实施方式的电池托盘的托盘底板的立体结构示意图；
25.图4是本公开一种实施方式的电池托盘的托盘底板的俯视示意图；
26.图5是本公开一种实施方式的电池托盘的托盘底板的横向截面示意图；
27.图6是本公开一种实施方式的电池托盘的纵梁的立体结构示意图；
28.图7是本公开一种实施方式的电池托盘的纵梁的横向截面示意图；
29.图8是本公开一种实施方式的电池托盘的横梁的横向截面示意图。
30.附图标记说明
31.10-托盘底板；11-托盘底板的上表面；12-底板内层；13-底板外层；20-边梁；21-中空部；22-导流孔；23-纵梁；231-纵梁本体部；232-纵梁吊耳部；233-引流部；24-横梁；241-横梁本体部；242-横梁吊耳部；30-凸台结构；31-第一凸台；311-第一底边；312-第二底边；313-第一倾斜面；32-第二凸台；321-长底边；322-短底边；323-第二倾斜面；41、42-引流过道；50-引流凸起；51-第一引流凸起；52-第二引流凸起；61、62-豁口；70-吸水材料层；80-液
冷板；a-第一区域；b-第二区域。
具体实施方式
32.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
33.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是以附图的图面方向定义的，具体地，参照图1，以电池托盘的开口朝向方向为上方，背离开口方向的反向为下方。“内、外”是指相关零部件的内、外。此外，所使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。
34.如图1至图8所示，本公开提供了一种电池托盘和电池包，该电池托盘包括托盘底板10和设置于托盘底板10四周的边梁20。其中，边梁20和托盘底板10共同限定出用于安装电芯(包括单体电池或模组)的电芯安装区域，托盘底板的上表面11从中心部位到边缘部位的高度逐渐降低，即，托盘底板的上表面11为中间高、边缘低的倾斜面，边梁20上设置有导流孔22，以用于对流到托盘底板10上的液体(如液冷板80的冷却液或冷凝水)进行导流，从而将液体导出电芯安装区域。
35.可选地，电池包可包括电芯、液冷板80和上述的电池托盘，液冷板80设置在托盘底板10上，可安装在托盘底板10的内侧。另外，可选地，电池包看还包括用于盖合在电池托盘上的电池包盖板。
36.在本公开提供的电池托盘中，由于托盘底板10从中心部位向边缘部位逐渐降低，使得托盘底板10的上表面本身形成利于导流的斜面结构。这样，当液冷板80泄漏，冷却液流到托盘底板10上时，由于斜面结构的设置使得冷却液将朝着托盘底板10的边缘导流，向边梁20汇聚，并通过设置在边梁20上的导流孔22流出至电芯安装区域，从而能够及时将冷却液引流，避免冷却液在电芯安装区域积聚。另外，当因电池系统长时间充放电导致电芯温度高时，电池液冷系统开启，电池内部产生冷凝水掉在托盘底板10上后能够流向边梁20，并最终由导流孔22导流出电芯安装区域。这样，即可避免出现因电池系统内部冷却液泄漏及冷凝水积聚导致电池系统漏电甚至短路导致起火爆炸等问题。
37.可以理解的是，在本公开中，托盘底板10中间高、边缘低的结构既可以为中心部位高、四周边缘都低的结构，也可为托盘底板10的纵向中心部位高、托盘底板10的纵向的两端边缘所处的位置低的结构，还可以为托盘底板10的横向中心部位高、托盘底板10的横向的两端边缘所处的位置低的结构，本公开对此不作限定。可选地，如图2和图5所示，在本公开的一种实施方式中，边梁20包括相连的纵梁23和横梁24，托盘底板的上表面11从托盘底板10自身的横向中心部位到横向边缘部位(即托盘底板10与纵梁23相连的部位)的高度逐渐降低，即，在本实施方式中，托盘底板10为横向中心部位高、横向的两端边缘所处的位置低的结构，此时，导流孔22可位于纵梁23上。
38.这样，当液冷板80的冷却液或冷凝水流到托盘底板10上后，冷却液或冷凝水将沿电池托盘的横向向外(朝向靠近纵梁23的方向)流动，并流至纵梁23位置，通过纵梁23上的导流孔22流出电芯安装区域。
39.需要说明的是，在如图1所示的实施方式中，除了在纵梁23上开设导流孔22在外，还可在横梁24上也增设导流孔22，从而进一步提升了将泄漏的冷却液或冷凝水导流出电芯
安装区域的效率。
40.另外，本公开对托盘底板的上表面11的倾斜角度也不作限定，可选地，在本公开的一种实施方式中，该倾斜角度可为1
°
。这样，既能够便于液体的导流，也不会因倾斜角度过大而增大对托盘底板10的高度尺寸、而减小电池托盘安装到车辆上的离地间隙。
41.如图3和图4所示，在本公开的一种实施方式中，托盘底板10上设置有多个凸台结构30，多个凸台结构30沿电池托盘的横向方向间隔布置，液冷板80可安装于凸台结构30，可选地，液冷板80的下表面安装在凸台结构30的上表面上，多个凸台结构30中至少部分凸台结构30上预留出供液体通过的引流过道41、42，以使托盘底板10上的液体能够经引流过道41、42流向导流孔22。这样，冷却液和冷凝水在托盘底板10上横向流动时，可经由引流过道41、42流向纵梁23。而且，凸台结构30还能够作为电池托盘底板10的加强筋以增加托盘强度，同时还能够作为液冷板80的支撑结构用于连接液冷板80与托盘底板10，能够在液冷板80与托盘底板10上表面之间预留出一定空间，这样即便不在托盘底板的上表面11开槽也使得泄漏的冷却液和冷凝水具有流动的空间，使得冷却液和冷凝水流向纵梁23成为可能。
42.在本公开中，对凸台结构30的数量以及相邻两个凸台结构30的横向间隔距离不作限定，可基于托盘底板10的横向尺寸(即宽度尺寸)而定。如图3和图4所示，多个凸台结构30的其中一个凸台结构30位于托盘底板10的横向中心部位，其余的凸台结构30上均设置有引流过道41、42，在电池托盘的纵向上，引流过道41、42可与导流孔22的位置对应。
43.可选地，凸台结构30可为五个，其中一个凸台结构30位于托盘底板10的横向中心部位，其余四个凸台结构30上均设置有引流过道41、42。这样，由于引流过道与导流孔22的位置对应，使得液体从引流过道流向导流孔22时，流经的距离最短，有利于提升导流效率，能够使得冷却液或冷凝水及时离开电芯安装区域。在其他实施方式中，当凸台结构30不设置托盘底板10的横向中心部位时，为了便于液体顺利通过，可将每个凸台结构30上均设置引流过道41、42。
44.其中，位于非中心部位的凸台结构30(如图4所示的实施方式中的其余四个凸台结构30)可以为一体结构，也可为分体结构，本公开对此不做限定。
45.如图4所示，在本公开的一种实施方式中，可选地，该其余四个凸台结构30可为分体结构，即，每个凸台结构30可由多个沿电池托盘纵向间隔设置的凸台构造而成，例如，参考图4所示，每个凸台结构30包括三个沿电池托盘的纵向间隔布置的凸台，该三个凸台分别为两个第一凸台31和位于该两个第一凸台31的之间的第二凸台32，第一凸台31和第二凸台32之间的间隙为上述的引流过道41、42。其中，第一凸台31的远离第二凸台32的端面可分别与托盘底板10的位于纵向方向上的两个端面大致平齐。
46.每个凸台结构30具有的凸台数量决定了上述间隙(引流过道)的个数，此时，可在对应的纵梁23上设置对应个数的导流孔22，例如在图1和图4所示的实施方式中，在每个凸台结构30上具有两个间隙，因此，在纵梁23的对应位置可设置两个引流过道。
47.其中，凸台结构30既可以焊接在托盘底板10上，还可以托盘底板10挤压加工而成，本公开对此不作限定。
48.另外，本公开对第一凸台31和第二凸台32的具体结构和形状也不作限定。可选地，如图4所示，在本公开的一种实施方式中，第一凸台31在托盘底板的上表面11的投影为斜边朝内(靠近电芯安装区域的方向)的直角梯形，直角梯形远离第二凸台32的第一底边321的
尺寸大于直角梯形靠近第二凸台32的第二底边322的尺寸。这样，第一凸台31的内侧壁为倾斜面，可称为第一倾斜面313，该第一倾斜面313靠近第二凸台32的一端相较于另一端向电池托盘10的外侧(即对应侧的纵梁23)偏移得更多。这样的结构设计的好处在于：由于第一倾斜面313的存在，有利于将第一凸台31内侧壁附近的液体沿纵向朝向引流通道41、42引导。
49.如图4所示，在本公开的一种实施方式中，第二凸台32在托盘底板的上表面11的投影可由两个共长底边321的直角梯形构造而成，直角梯形的内侧边为斜边。换言之，每个直角梯形的靠近对应的第一凸台31的边为尺寸较短的短底边322。
50.这样，如图4所示，第二凸台32的内侧壁为两个倾斜面构成，可称为第二倾斜面323，对于每一个第二倾斜面323而言，第二倾斜面323靠近第一凸台31的一端相较于另一端向电池托盘10的外侧(即对应侧的纵梁23)偏移得更多。
51.通常，由于第二凸台32的纵向尺寸较大，上述结构设计能够使得液体沿第二凸台32的两个直角梯形的斜边所在的第二倾斜面323分别朝向两端的第一凸台31导流，即，向着位于第二凸台32与第一凸台31之间的间隙位置导流，有利于提升导流效果。
52.可以理解的，在本公开的其他实施方式中，第一凸台31和第二凸台32在托盘底板的上表面11的投影可为矩形。
53.另外，为了进一步提升将泄漏或掉到托盘底板10的冷却液和冷凝水朝向边梁20导流的效率。在本公开中，托盘底板10的相邻两个凸台结构30之间的区域上设置有引流结构，该引流结构用于将液体朝着凸台结构30的流体通道的位置引流。
54.本公开对引流结构的具体形状不作限定。可选地，如图3和图4所示，在本公开的一种实施方式中，引流结构为形成在托盘底板10的上表面且沿电池托盘的纵向延伸的引流凸起50，引流凸起50在与引流过道41、42对应的位置预留出豁口61、62，引流凸起50在托盘底板的上表面11的投影为朝向背离托盘地板的横向中心线方向凸出的波纹状结构，豁口61、62开设于引流凸起50最靠近对应侧的纵梁23的位置，即开设于引流凸台50的在托盘底板10的横向上离托盘底板10的横向中心线最远的位置，以使位于引流凸起50与对应的凸台结构30之间的区域的液体朝着豁口61、62的位置汇集。这样，结合托盘底板10的上表面倾斜设计的方案，能够及时、有效地将冷却液或冷凝水向边梁20导流。
55.需要说明的是，这里及上下文提到的“对应侧的纵梁23”指以托盘底板10的横向中心线为界限，位于该横向中心线第一侧(如图2所示的左侧)的凸台结构30、引流凸起50对应位于第一侧的纵梁23，位于该横向中心线第二侧(如图2所示的右侧)的凸台结构30、引流凸起50对应位于第二侧的纵梁23。
56.其中，引流凸起50可采用任意适当的方式固定在托盘底板10上，例如焊接。
57.在一种实施方式中，每条引流凸起50可分为位于托盘底板10纵向两端的第一引流凸起51、以及位于该两个第一引流凸起51之间的第二引流凸起52。第一引流凸起51与第二引流凸起52之间的间隔构造出豁口61、62。
58.在本公开的其他实施方式中，引流结构可为设置在托盘底板10上表面的多条导流凹槽，多条导流凹槽的出液口汇集于与对应的引流过道41、42的进液口的位置。这样，也能提升托盘底板10上液体向边梁20流动的效率。
59.在本公开中，可采用适当的方式对进入边梁20的冷却液或冷凝水进入处理，以使
其不会倒流回电芯安装区域。例如，在一种实施方式中，如图7所示，可在边梁20(如图7所示的纵梁23)内设置中空部21，导流孔20连通电池托盘内的电芯安装区域与中空部21，中空部21内填充有吸水材料层70以对进入边梁20内的液体进行处理。如此，边梁20的空心结构不仅可以减轻电池托盘重量，利于电池托盘的轻量化，同时吸水材料层70可以吸收流至边梁20内的冷却液和冷凝水。
60.在本公开的其它实施方式中，可在边梁20的外侧壁上开设连通导流孔20连通电池托盘内的电芯安装区域与电池托盘的外部空间。这样既可将电芯安装区域内的液体经由导流孔20排出至外部环境，同样能够进行导流处理，
61.本公开对吸水材料层70的具体材料不作限定。可选地，在本公开的一种实施方式中，吸水材料层70可为吸水海绵层。在其他实施方式中，吸水材料层70的材料可为吸水树脂等高分子吸水材料。
62.另外，如图5所示，在本公开中，托盘底板10可为双层结构，包括底板内层12和底板外层13，引流结构设置于底板内层12。底板内层12的上表面从中心部位到边缘部位的高度逐渐降低。可选地，托盘底板10可为双层为铝挤压型材。双层结构可以较好地保护电芯免受磕碰，同时当托盘底板10的外层底板破裂时也可以保证电池箱体的气密性，以满足国标ip67要求。另外，底板内层12和底板外层13间隔设置一定程度上也有利于电池托盘10的轻量化。
63.在本公开中，对边梁20的横梁24和纵梁23的具体形状和横截面结构不作限定。可选地，如图2、图6和图7所示，在本公开的一种实施方式中，纵梁23可包括三个部分，分别为纵梁本体部231、纵梁吊耳部232、以及引流部233。其中，纵梁吊耳部232可用作电池托盘与托盘盖板等部件相连的连接部，其横截面可呈“田”字形，可由铝型材挤压成型，并可与纵梁本体部231的外侧焊接，如此能够提高纵梁23抗横向挤压的能力，能够更好的保护电芯。纵梁本体部231的横截面可为呈横卧状态时的“日”形，可由铝型材挤压成型，并可与引流部233的外侧焊接。引流部233内形成有上述的用于设置吸水材料层70的中空部21，引流部233呈梯形，也可由铝型材挤压成型。
64.纵梁23做成空心结构可以降低托盘重量、提升轻量化水平。且由于纵梁23内部设置了吸水材料层70，吸水材料层70可以吸收流至边梁20内部的冷却液和冷凝水，保证了电池系统安全性。
65.如图2和图8所示，横梁24可包括横梁本体部241和横梁吊耳部242。其中，横梁吊耳部242可作为电池托盘的安装吊耳，用作将电池托盘安装到例如车身上的安装部。横梁本体部241的横截面可为呈横卧状态时的“目”形，同样可由铝型材挤压成型，横梁24做成空心结构可以降低托盘重量、提升轻量化水平，同时由于横梁24内部设置有加强板，因此也能保证横梁24的结构强度。
66.下面将结合附图简单描述冷却液或冷凝液的流经路径：
67.在本公开中，如图3和图4所示，在相邻两个凸台结构30之间的区域，引流凸起50将该区域分隔为第一区域a和第二区域b，其中，第一区域a为位于相邻两个凸台结构30中内侧的凸台结构30和该引流凸起50之间的区域，第二区域b为位于相邻两个凸台结构30中外侧的凸台结构30和该引流凸起50之间的区域。
68.这里，“内侧的凸台结构30”是指在相邻的两个凸台结构中，更靠近托盘底板10的
横向中心线的那个凸台结构，“外侧的凸台结构30”指远离托盘底板10的横向中心线的凸台结构。
69.如图4所示，当液冷板80的冷却液或冷凝水流到托盘底板10的中间部位的凸台结构30及与其相邻的引流凸起50之间的第一区域a时，由于在电池托盘的横向上，托盘底板的上表面11为中间高两侧低的倾斜面，因此冷却液或冷凝水会沿着引流凸起50经由豁口61流向引流过道41，然后再经过豁口62、引流过道42，最终流至纵梁23并进入纵梁23上的导流孔22，流进纵梁23内的液体被设置于纵梁23内部的吸水棉吸收或通过导流孔22流出纵梁23。
70.当冷却液和冷凝水流到电池托盘底板10的上述引流凸起50及与其相邻的另一个凸台结构30之间的第二区域b时，冷却液和冷凝水将会沿着第一凸台31的第一倾斜面313流向引流过道41，然后再经过豁口62、引流过道42，最终流至纵梁23并进入纵梁23上的导流孔22。
71.另外，在本公开中，液冷板80可通过任意适当的方式安装在底板上，例如螺接或卡接在位于底板上的凸台结构30上。在本公开的一种实施方式中，液冷板80的下表面通过导热结构胶粘接在凸台结构30上。如此，既起到了固定电芯的作用，又省去了传统固定电芯和模组的螺栓、侧板等金属结构件，有利于减轻电池托盘的重量及提升电池系统轻量化水平，同时导热结构胶可以起到很好的传热效果，可以通过控制液冷板80内部冷却液的温度快速控制电池升降温，保证电池在更加舒适的环境下工作。
72.可选地，液冷板80可为吹胀成型铝板，液冷板80长度方向(纵向)的尺寸不大于电池托盘内部腔体纵向尺寸，同时必须足以覆盖电池托盘内部排布的电芯，液冷板80宽度方向(横向)的尺寸小于电池托盘内部腔体横向尺寸，且满足覆盖电池托盘内部排布的电芯，以便对电芯的每个部位都能起到直接冷却的作用。
73.根据本公开的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括上述的电池包。
74.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
75.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
76.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。