一种用于电池包的电池箱体及电池包的制作方法

1.本发明涉及新能源电池技术领域，尤其涉及新能源电池冷却技术领域，更具体地，涉及一种具有液冷系统的电池箱体以及包括该电池箱体的电池包。


背景技术：

2.新能源汽车动力电池的性能、寿命和安全性与电池包的电池模组工作时的发热量有着非常大的影响，近年来随着新能源汽车对大功率充放电性能和环境适应性的要求越来越高，寻求一种有效可靠的电池包热管理系统成为当前工作的重点。动力电池包常用的冷却方式有自然冷却、风冷、液冷和制冷剂直冷四种，其中液冷系统由于具有冷却效率高的优点被国内外的主流车企广泛应用。
3.目前市场上的电池包液冷系统，通常采用分离式液冷系统，如图1所示，该分离式液冷系统的液冷板与液冷板之间，液冷板与进出水口之间通常采用快插接头及管路连接，这种电池包液冷系统集成度低、结构设计复杂、管路及接口零部件众多，汽车长期在复杂工况下工作时，冷却液有从管路泄漏的风险。冷却液一旦大量泄露在电池包内，就会引起电路短路发生难以预料的危险，并且，冷却液中水分挥发或密封失效造成的箱体内凝露也会导致绝缘故障，影响了整车的安全性和客户体验，除此之外，分离式液冷板管路连接复杂，成本高且加工效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种用于电池包的电池箱体及一种电池包，解决了电池包液冷系统管路漏液的问题，提高了系统集成度。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种用于电池包的电池箱体，所述电池箱体包括箱体框架和与所述箱体框架固定连接的箱体底部，所述箱体底部为两层结构，包括直接密封连接的上层平板和下层冲压板，所述下层冲压板设置有冲压形成的凹槽，以形成液冷系统的流体通道。
6.根据本发明的可选实施方式，所述箱体底部包括平行布置的至少两个所述上层平板和/或至少两个所述下层冲压板，所述箱体底部还包括冲压连接件，各个所述下层冲压板之间通过所述冲压连接件流体连通，所述冲压连接件与所述上层平板和/或所述箱体框架密封连接。
7.根据本发明的可选实施方式，所述箱体底部包括平行布置的至少两个所述上层平板和/或至少两个所述下层冲压板，各个所述下层冲压板与所述上层平板直接密封连接以形成各自独立的流体通道。
8.根据本发明的可选实施方式，所述流体通道包括分流通道和回流通道，所述分流通道与所述液冷系统的流体入口连通，所述回流通道与所述液冷系统的流体出口连通，所述流体入口和所述流体出口设置于相同的或不同的下层冲压板。
9.根据本发明的可选实施方式，所述流体入口和所述流体出口设置于相同的下层冲
压板的同一侧，所述分流通道和所述回流通道通过u形连接段连接，并且所述分流通道和所述回流通道为相互平行的蛇形窄通道。
10.根据本发明的可选实施方式，所述分流通道和所述回流通道均分隔设置有至少两个相互平行的流道分支，所述分流通道的各流道分支通过第一连通口连通，所述回流通道的各流道分支通过第二连通口连通，各个所述流道分支设置有冲压形成的凸点。
11.根据本发明的可选实施方式，所述电池箱体包括连接器安装端板，所述连接器安装端板与所述箱体框架固定连接以连接外部连接器。
12.根据本发明的可选实施方式，所述电池箱体还包括防护板，所述防护板位于所述箱体底部的下方，并与所述箱体框架连接。
13.根据本发明的可选实施方式，所述防护板与所述箱体底部之间铺设有弹性泡棉。
14.根据本发明的可选实施方式，所述电池箱体还包括电池包上盖，所述电池包上盖与所述箱体框架连接以密封所述电池箱体。
15.根据本发明的第二方面，提供了一种电池包，包括电池箱体和安装于所述电池箱体内部的电池模组，其中，所述电池箱体为根据本发明第一方面所述的电池箱体。
16.本发明具有如下有益技术效果：
17.电池箱体的箱体底部直接构成集成式的液冷系统，有效地避免了电池包内液冷管路的漏液风险。具体地，箱体底部为包括上层平板和下层冲压板的两层结构，这两层结构密封连接形成液冷系统的分流通道和回流通道，并且，分别与分流通道和回流通道流体连通的流体入口和流体出口也集成在箱体底部，实现了电池包内无管路连接、无快插接头的设计，提高了电池包的安全性和可靠性。进一步地，电池箱体集成度高，大大提高了后续生产装配效率，生产过程得到简化，降低了因生产装配过程所造成的误差。
附图说明
18.本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中：
19.图1示出了现有设计中的分离式电池包液冷系统的结构示意图；
20.图2示出了根据本发明一种实施方式的电池箱体的箱体框架的立体图；
21.图3示出了根据本发明一种实施方式的电池箱体的箱体底部的俯视图；
22.图4示出了图3中a-a截面的部分剖视图；
23.图5示出了根据本发明一种实施方式的箱体框架与箱体底部固定连接的俯视图；
24.图6示出了根据本发明另一种实施方式的电池箱体的箱体底部的俯视图；
25.图7a示出了图6所示的b-b截面的剖视图；图7b示出了图6所示的c-c截面的剖视图；图7c示出了图6所示的区域d的局部放大示意图；
26.图8a示出了根据本发明一种实施方式的连接器安装端板的内侧视图，图8b则示出了连接器安装端板的外侧视图；
27.图9示出了根据本发明一种实施方式的箱体框架、箱体底部和防护板的连接关系示意图；
28.图10示出了包括根据图6的实施方式的电池箱体和安装于电池箱体内部的电池模组的电池包的示意图；
29.图11示出了根据图6的实施方式的电池箱体的箱体底部与箱体框架的焊接示意图；
30.图12示出了根据本发明一种实施方式的防护板的俯视图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.在可选的实施方式中，结合图2-图5所示，用于电池包的电池箱体1包括箱体框架11和与箱体框架11固定连接的箱体底部12，具体而言，箱体底部12与箱体框架11通过搅拌摩擦焊(fsw焊接技术)进行固定连接，从而为电池包内部提供ip67及以上的防护等级。如图3和图4所示，箱体底部12为两层结构，包括直接密封连接的上层平板121和下层冲压板122，其中，下层冲压板122设置有冲压形成的凹槽1220，以形成液冷系统的流体通道。
33.具体而言，上层平板121和下层冲压板122均为铝板，并且上层平板121和下层冲压板122通过钎焊进行密封连接，从而形成密封的流体腔室。
34.在可选的实施方式中，箱体底部12包括平行布置的至少两个上层平板121和/或至少两个下层冲压板122。如图3和图9所示，箱体底部12包括平行布置的两个上层平板121和两个下层冲压板122(图中不可见)，下层冲压板122与上层平板121一一对应，对于这种结构设置，由于箱体框架11设置有梁111(图2所示)，一方面梁111所在位置没有冷却的需求，另一方面可以减轻箱体底部12的重量，从而减轻电池箱体1的重量。
35.对于至少两个下层冲压板122的设计，如图3所示，箱体底部12还包括冲压连接件123，各下层冲压板122之间通过冲压连接件123流体连通，具体地，冲压连接件123也设置有形成流体通道的凹槽且上部开口，从侧面看为类似u型的片状结构。此时，上层平板121的数量可以为一个或与下层冲压板122的数量对应，对于一整块的上层平板121，冲压连接件123直接与上层平板121密封连接，对于数量与下层冲压板122对应的上层平板121，冲压连接件123可以直接与箱体框架11的梁111密封连接，可选地，密封连接的方式为焊接。无论冲压连接件123如何连接，都要保证各下层冲压板122的凹槽1220之间的流体连通。
36.在可选的实施方式中，如图3所示，流体通道包括分流通道1221和回流通道1222，其中，分流通道1221与液冷系统的流体入口1223连通，回流通道1222与液冷系统的流体出口1224连通，可选地，流体入口1223和流体出口1224设置于不同的下层冲压板122。进一步可选地，流体入口1223和流体出口1224直接集成在下层冲压板122上，并且如图2-图3所示，流体入口1223和流体出口1224通过连接接头124与箱体框架11的入口接头112和出口接头113流体连通，其中，连接接头124与箱体框架11通过例如焊接的方式连接。
37.在可选的另一实施方式中，对于至少两个下层冲压板122的设计，上层平板121的数量可以为一个或与下层冲压板122的数量对应，在图6-图7所示的实施例中，与图3所示实施例不同的是，各个下层冲压板122’与上层平板121’直接密封连接后形成各自独立的流体通道，即每个下层冲压板122’都冲压形成有流体入口和流体出口。对于一整块的上层平板121’，各个下层冲压板122’全部与上层平板121’密封连接后再与箱体框架11连接，对于数
量与下层冲压板122’对应的上层平板121’，各个下层冲压板122’与其对应的上层平板121’密封连接后可直接与箱体框架11连接。
38.对于各自独立的流体通道，如图6-图7所示，流体入口1223’和流体出口1224’设置于相同的下层冲压板122’的同一侧，分流通道1221’和回流通道1222’通过u形连接段1225连接，并且分流通道1221’和回流通道1222’为相互平行的蛇形窄通道。
39.具体地，分流通道1221’和回流通道1222’均分隔设置有至少两个相互平行的流道分支，如图6和图7a所示，分流通道1221’分隔设置有两个流道分支，回流通道1222’也分隔设置有两个流道分支，分流通道1221’和回流通道1222’中的流体仅在u形连接段1225处连通。分流通道1221’的各流道分支通过第一连通口1226连通，回流通道1222’的各流道分支通过第二连通口1227连通，第一连通口1226和第二连通口1227分别加强了分流通道1221’的各流道分支、回流通道1222’的各流道分支中的紊流流动，从而提高换热效率。如图7a-图7c所示，各个流道分支都设置有冲压形成的凸点1228，凸点1228在冲压形成的凹槽1220上形成，进一步地提高了换热效率。
40.在可选的实施方式中，如图2所示，电池箱体1还包括连接器安装端板13，该连接器安装端板13与箱体框架11固定连接以连接外部连接器，包括高压连接器和低压连接器。具体而言，连接器安装端板13通过低压铝铸造一体成型，并且连接器安装端板13与箱体框架11采用冷金属过渡焊(cmt焊接技术)进行连接。采用连接器安装端板13连接外部连接器解决了在箱体框架开孔所导致的密封设计复杂、失效概率高以及结构强度不足的问题。图8a示出了从箱体框架11的内侧观察的连接器安装端板13的示意图，图8b则示出了从箱体框架11的外侧观察的连接器安装端板13的示意图。
41.在可选的实施方式中，箱体框架11采用6061-t6挤出型材并通过冷金属过渡焊进行组装，具有良好的耐候性及较高的机械强度，并且重量较轻。
42.在可选的实施方式中，如图9所示，电池箱体1还包括防护板14，防护板14位于箱体底部12的下方，并与箱体框架11连接。可选地，电池箱体1也可以没有防护板14，防护板14为电池包提供底部防护功能。具体而言，防护板14适于采用薄钢板冲压成型，形成多个冲压部，能够起到较好的防护作用，其与箱体框架11之间通过流钻螺钉工艺(fds)进行连接。
43.图10示出了另一实施方式的电池箱体1’，该电池箱体1’包括箱体框架11和与箱体框架11固定连接的箱体底部12’。具体而言，箱体底部12’与箱体框架11通过搅拌摩擦焊(fsw焊接技术)进行固定连接，如图11所示的焊缝。箱体底部12’包括平行布置的两个上层平板121’和两个下层冲压板122’，与图9所示不同的是，两个下层冲压板122’形成两个单独的流体通道，这两个单独的流体通道对称设置，两个上层平板121’上均设置有连通各个下层冲压板122’上的流体入口1223’和流体出口1224’的接头。
44.在可选的实施方式中，如图10所示，电池箱体1’的防护板14与箱体底部12’之间还铺设有弹性泡棉15，这样不但可以提高电池箱体整体的刚度，还可以大幅提高电池箱体的保温性能。
45.根据本发明，电池箱体1还包括电池包上盖(未图示)，电池包上盖与箱体框架11连接以密封电池箱体。进一步地，箱体框架11设置有上盖固定点以及整车固定点，以实现上盖的密封以及电池箱体与整车的连接，从而提供动力电池系统强度、刚度等机械性能。因此，根据本发明的另一方面，提供了一种电池包，包括电池箱体和安装于电池箱体内部的电池
模组2(图10)，其中，电池箱体为上述根据本发明实施方式的电池箱体。可选地，如图2所示，电池箱体的箱体框架11设置有多个电池模组安装固定位，并且可选地，如图10所示，电池模组2与电池箱体1’之间设置有导热材质3，例如导热膏。
46.与现有技术相比，本发明的电池箱体的箱体底部为集成的两层结构的液冷系统，使得电池包内部没有快插接头及管路连接，完全避免了电池包内部漏液的风险，提高了电池包的安全性及可靠性。并且，箱体底部与箱体框架直接焊接，大大提高了生产装配效率。进一步地，使用了本发明电池箱体的电池包，节省了分离式液冷系统组装过程中系统装配及测试所需的工时。
47.虽然本文举例描述了一些实施方式，但是，在不脱离本发明实质的前提下，可以对这些实施方式进行各种变形，所有这些变形仍属于本发明的构思，并且落入本发明权利要求所限定的保护范围。
48.本文所公开的具体实施方式仅用于举例说明本发明，对于本领域技术人员而言，显然可以根据本文的教导进行各种修改，可以采用各种等同的方式实施本发明，因此，本发明上述公开的特定的实施方式仅仅是示例性的，其保护范围不受在此公开的结构或设计的细节所限，除非在权利要求中另有说明。因此，上述公开的特定的示例性的实施方式可进行各种替换、组合或修改，其所有的变形都落入本文公开的范围内。