一种电池包及其箱体的制作方法

本发明涉及电池包技术领域，具体涉及一种电池包及其箱体。

背景技术：

锂离子动力电池具有高存储能量密度，并且高低温适应性强、绿色环保，已广泛应用在新能源纯电动汽车及混合动力新能源汽车领域。目前，对于锂电池电池包而言，能量密度要求越来越高，这就对电池包各零部件的轻量化提出了更高的要求，而箱体作为电池包的重要组成部分，其轻量化设计尤为重要。目前，锂电池pack行业普遍采用铝合金型材箱体，在保证足够安全性的前提下，能够有效降低箱体的重量。但是由于铝合金材质强度偏低，所以箱体固定点处的强度往往很难达到车辆长期行驶时的振动要求。

现有技术中的电池包箱体通常在箱体底部两侧设置加强梁（即箱体固定梁）的形式来增强箱体底座的强度，如授权公告号为cn206672986u的中国实用新型专利所公开的一种用于汽车电池上的电池包箱体，该电池包箱体在箱体底座的两侧设置有薄壁加强梁，薄壁加强梁为空心加强梁，横截面呈双腔室结构。在现有设置箱体固定梁的基础上，为加强电池包箱体与车身固定处的强度，通常采用两种方案：

方案一是直接在箱体固定梁上加工固定孔并嵌入不锈钢螺纹套，但由于铝型材材质强度偏弱，虽然固定孔嵌入了不锈钢螺纹套，在车辆振动时，不锈钢螺纹套在连接螺栓的扭矩作用下仍然容易发生转动，存在无法满足螺栓标准扭矩而脱离箱体固定梁的风险；由于铝型材挤压工艺限制，箱体固定梁需要实心设计，这会增大箱体的重量，无法满足轻量化要求。

方案二是箱体固定梁采用空心结构设计，在固定点处加工一个大孔，再焊接铝块，最后打孔嵌入不锈钢螺纹套，虽然保证了箱体的轻量化，但仍然存在无法满足螺栓标准扭矩而脱离箱体固定梁的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电池包箱体，以解决现有技术中的电池包箱体无法同时满足轻量化设计要求和保证电池包箱体与车身固定处的强度的技术问题；本发明的目的还在于提供一种电池包，以解决现有技术中的电池包无法同时满足轻量化设计要求和保证电池包箱体与车身固定处的强度的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的电池包箱体的技术方案是：

一种电池包箱体，包括位于相对两侧的空心的固定梁，固定梁的底壁设有用于穿装螺栓的通孔，固定梁的壁上设有开口，通过所述开口安装有与所述通孔对应的加强块，加强块上设有与所述螺栓配合的螺纹孔，所述加强块周向上的至少一个侧面至少在加强块固定以后与固定梁内与该侧面相邻的部位止转配合，所述加强块位于箱壁的外部，所述开口位于固定梁的外立壁或者顶壁上；或者所述加强块位于相应箱壁的下方或者内部，所述开口位于固定梁的外立壁上。

有益效果：该电池包箱体通过设置固定梁来提高电池包箱体的结构强度，且固定梁采用空心结构，减轻了电池包箱体的重量，能满足电池包箱体轻量化设计的要求；固定梁内安装有加强块，无论加强块位于箱壁的外部或是箱壁下方或是箱壁的内部，加强块周向上的至少一个侧面至少在加强块固定以后，与固定梁内与该侧面相邻的部位止转配合，这样一来，即使车辆振动而使螺栓对加强块产生扭矩的作用，加强块也不易发生转动，有足够的抗扭能力，大大降低了振动失效的风险，保证电池包箱体与车身固定处的连接强度。

进一步地，所述开口通过相应的盖板封闭。

有益效果：盖板将开口封闭，一方面能防止加强块从开口处脱出，另一方面能够增强电池包箱体在固定处的抗扭能力。

优选地，所述开口位于其所在固定梁的外立壁上，所述盖板呈l形，l形盖板的一部分封闭对应的开口，另一部分垫在相应加强块与固定梁的顶壁之间。

有益效果：开口位于其所在固定梁的外立壁上，既可以将加强块设置在箱壁的外部，也可以将加强块设于箱壁的下方或内部，通过l形盖板对加强块在其上螺纹孔的轴线方向上挡止定位，防止加强块上下窜动，同时增强电池包箱体在固定处的抗扭能力。

进一步地，所述盖板的用于垫在相应加强块与固定梁的顶壁之间的部分上设有用于避让相应螺栓的避让孔。

有益效果：避免在安装相应螺栓时，螺栓与盖板之间发生干涉，而无法将加强块固定牢靠。

进一步地，所述盖板的封闭相应开口的部分与加强块的相邻面之间贴合。

有益效果：能够限制加强块发生转动，保证加强块的抗扭能力。

进一步地，所述加强块的内立面与固定梁的相邻面之间贴合。

有益效果：加强块的内立面与固定梁的相邻面之间贴合，即加强块不会绕其上螺纹孔的轴线发生转动，在装入螺栓后能够增强对螺栓产生的扭矩的抵抗作用。

优选地，所述加强块包括矩形块体和设置在块体上的凸台，凸台与矩形块体之间形成环状台阶，所述通孔的孔壁与固定梁的底壁形成用于与所述环形台阶挡止配合的定位台阶，所述螺纹孔和所述通孔同轴设置，凸台导向插入所述通孔中。

有益效果：加强块的凸台导向插入通孔中时，定位台阶与加强块上的环形台阶挡止配合，便于对加强块进行定位固定，进一步保证加强块不易发生转动。

进一步地，所述加强块为采用不锈钢材质的加强块。

有益效果：不锈钢材质强度高，保证加强块的强度。

进一步地，所述固定梁内设有竖向加强筋，竖向加强筋沿固定梁长度方向的一端延伸至固定梁的另一端，且竖向加强筋对应所述开口的位置处于断开状态，所述加强块嵌设在竖向加强筋的断口处。

有益效果：竖向加强筋能进一步增强加强块的抗扭能力，保证电池包箱体有足够的固定强度。

本发明提供的电池包的技术方案是：

一种电池包，包括电池包箱体和设置在电池包箱体中的电池模组，电池包箱体包括位于相对两侧的空心的固定梁，固定梁的底壁设有用于穿装螺栓的通孔，固定梁的壁上设有开口，通过所述开口安装有与所述通孔对应的加强块，加强块上设有与所述螺栓配合的螺纹孔，所述加强块周向上的至少一个侧面至少在加强块固定以后与固定梁内与该侧面相邻的部位止转配合，所述加强块位于箱壁的外部，所述开口位于固定梁的外立壁或者顶壁上；或者所述加强块位于相应箱壁的下方或者内部，所述开口位于固定梁的外立壁上。

有益效果：电池包的电池包箱体通过在相对两侧设置固定梁来提高电池包箱体底部的结构强度，且固定梁采用空心结构，减轻了电池包箱体的重量，进而减少整个电池包的重量，能满足电池包轻量化设计的要求；固定梁内安装有加强块，无论加强块位于箱壁的外部或是箱壁下方或是箱壁的内部，加强块周向上的至少一个侧面至少在加强块固定以后，与固定梁内与该侧面相邻的部位止转配合，这样一来，即使车辆振动而使螺栓对加强块产生扭矩的作用，加强块也不易发生转动，有足够的抗扭能力，大大降低了振动失效的风险，保证电池包箱体与车身固定处的连接强度。

进一步地，所述开口通过相应的盖板封闭。

有益效果：盖板将开口封闭，一方面能防止加强块从开口处脱出，另一方面能够增强电池包箱体在固定处的抗扭能力。

优选地，所述开口位于其所在固定梁的外立壁上，所述盖板呈l形，l形盖板的一部分封闭对应的开口，另一部分垫在相应加强块与固定梁的顶壁之间。

有益效果：开口位于其所在固定梁的外立壁上，既可以将加强块设置在箱壁的外部，也可以将加强块设于箱壁的下方或内部，通过l形盖板对加强块在其上螺纹孔的轴线方向上挡止定位，防止加强块上下窜动，同时增强电池包箱体在固定处的抗扭能力。

进一步地，所述盖板的用于垫在相应加强块与固定梁的顶壁之间的部分上设有用于避让相应螺栓的避让孔。

有益效果：避免在安装相应螺栓时，螺栓与盖板之间发生干涉，而无法将加强块固定牢靠。

进一步地，所述盖板的封闭相应开口的部分与加强块的相邻面之间贴合。

有益效果：能够限制加强块发生转动，保证加强块的抗扭能力。

进一步地，所述加强块的内立面与固定梁的相邻面之间贴合。

有益效果：加强块的内立面与固定梁的相邻面之间贴合，即加强块不会绕其上螺纹孔的轴线发生转动，在装入螺栓后能够增强对螺栓产生的扭矩的抵抗作用。

优选地，所述加强块包括矩形块体和设置在块体上的凸台，凸台与矩形块体之间形成环状台阶，所述通孔的孔壁与固定梁的底壁形成用于与所述环形台阶挡止配合的定位台阶，所述螺纹孔和所述通孔同轴设置，凸台导向插入所述通孔中。

有益效果：加强块的凸台导向插入通孔中时，定位台阶与加强块上的环形台阶挡止配合，便于对加强块进行定位固定，进一步保证加强块不易发生转动。进一步地，所述加强块为采用不锈钢材质的加强块。

有益效果：不锈钢材质强度高，保证加强块的强度。

进一步地，所述固定梁内设有竖向加强筋，竖向加强筋沿固定梁长度方向的一端延伸至固定梁的另一端，且竖向加强筋对应所述开口的位置处于断开状态，所述加强块嵌设在竖向加强筋的断口处。

有益效果：竖向加强筋能进一步增强加强块的抗扭能力，保证电池包箱体有足够的固定强度。

附图说明

图1为本发明提供的电池包箱体的轴测图；

图2为本发明提供的电池包箱体在固定处的剖视图；

图3为图1中固定梁的轴侧视图；

图4为图1中固定梁的截面示意图；

图5为本发明提供的加强块的结构示意图；

图6为图2中盖板的结构示意图；

图7为本发明提供的电池包箱体的其他实施例中固定梁的截面示意图；

图8为本发明提供的电池包箱体的其他实施例中在固定处的剖视图。

附图标记说明：1-固定梁，2-箱壁，3-开口，4-外立壁，5-内立壁，6-底壁，7-通孔，8-螺纹孔，9-加强块，10-矩形块体，11-环形凸台，12-盖板，13-水平部分，14-竖直部分，15-避让孔，16-定位台阶，17-竖向加强筋，18-环形台阶，19-顶壁，20-外立壁，21-固定梁，22-内立壁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明提供的电池包箱体的具体实施例：

如图1和图2所示，电池包箱体包括位于相对两侧的固定梁1，如图3和图4所示，固定梁1为空心梁，采用铝合金型材挤压加工形成。固定梁1的底壁6上设有用于穿装螺栓以将整个电池包箱体固定在车辆的车身上的通孔7；固定梁1的内立壁5与箱壁2共面设置；箱壁2相对两侧的固定梁1的外立壁4上沿固定梁1的长度方向上对应通孔7间隔设有3个方形的开口3。固定梁1的底壁6具有一定的厚度，且厚度大于3mm以保证电池包箱体具有足够的固定强度，通孔7的孔壁与固定梁1的底壁6的上表面之间形成定位台阶16。固定梁1的中间位置处设有竖向加强筋17，竖向加强筋17沿固定梁1的长度方向从固定梁1的一端延伸至固定梁1的另一端，竖向加强筋17对应各个开口3的位置处于断开状态，加强块9嵌设在竖向加强筋17断口处。

固定梁1内通过各个开口3安装有与各通孔7对应的加强块9，加强块9在装入固定梁1中后，位于箱壁2的外部。加强块9为采用不锈钢材质制成的加强块，强度高。如图2和图5所示，加强块9整体为立方体，包括矩形块体10，矩形块体10的底部延伸出一环形凸台11，环形凸台11的尺寸与通孔7的尺寸适配，以使环形凸台11能够插入到通孔7中。环形凸台11与矩形块体10之间形成一环形台阶18；矩形块体10和环形凸台11同轴贯穿设有螺纹孔8，且螺纹孔8的孔径小于通孔7的孔径。

开口3的高度a大于矩形块体10和环形凸台11的高度之和b，加强块9沿垂直于固定梁1的外立壁4的方向从开口3处嵌入固定梁1中，此时，环形凸台11导向插入到通孔7中，加强块9上的环形台阶18与定位台阶16挡止定位配合，且加强块9的内立面刚好与固定梁1的内立壁5贴合，螺纹孔8刚好与通孔7同轴。

由于开口3的高度a大于矩形块体10和环形凸台11的高度之和b，在加强块9嵌入固定梁1中时，矩形块体10的顶面与固定梁1的顶壁19之间具有一定的间隙。该间隙处嵌有盖板12，如图6所示，盖板12为采用铝合材质并通过挤压方式加工而成的l形板，l形板包括与固定梁1的外立壁4平行的竖直部分14和与固定梁1的外立壁4垂直的水平部分13。水平部分13的厚度与上述间隙的尺寸适配，且水平部分13上开设有用于避让相应螺栓的避让孔15，本实施例中，避让孔15的孔径大于螺纹孔8的孔径。在加强块9嵌入固定梁1中后，将盖板12从开口3处推入，将竖直部分14与开口3对应拼合焊接，即盖板12和固定梁1焊接为一体，此时，竖直部分14将开口3封闭，竖直部分14的外立面与外立壁4的外壁面平齐，且竖直部分14的内立面与矩形块体10的外立面贴合，进一步对加强块9进行限位，防止加强块9绕螺纹孔8的轴线转动，增加电池包箱体固定处的抗扭能力；避让孔15与螺纹孔8以及通孔7均同轴；水平部分13垫在加强块9与固定梁1的顶壁19之间，并与矩形块体10的上表面贴合，对加强块9进行上下方向上的约束，来防止加强块9上下窜动。

从通孔7处穿入螺栓后，螺栓与螺纹孔8螺纹配合，由于避让孔15的孔径大于螺纹孔8的孔径，这样螺栓穿过螺纹孔8时，不会与盖板12的水平部分13发生干涉，进而使电池包箱体固定的更牢固，固定强度更高。电池包箱体在采用螺栓固定完成后，加强块9的周向各个侧面分别与其相邻的固定梁1的内立壁5、外立壁4以及在开口3处对应断开的竖向加强筋17的侧壁之间止转配合。

上述实施例中，开口设置在固定梁的外立壁上，且加强块位于箱壁的外部，在其他实施例中，若电池包箱体在宽度方向上的装配空间较为紧张时，也可以采用如图7和图8所示的结构，此时，开口3只能设在固定梁21的外立壁20上，而不能设在固定梁21的顶壁上；加强块9位于箱壁2的下方，固定梁21的内立壁22延伸至电池包箱体的内部，电池包箱体固定处部分伸入电池包箱体内。当然，在电池包箱体宽度方向上的装配空间非常紧张时，开口仍然只能开设置固定梁的外立壁上，但加强块可设置在电池包箱体的内部，固定梁的外立壁与箱壁共面设置，电池包箱体的固定处全部处于电池包箱体内。

上述实施例中，开口设置在固定梁外立壁上，且加强块位于箱壁的外部，在其他实施例中，开口也可以设置在固定梁的顶壁上，加强块仍处于箱壁的外部，此时在装入加强块时，直接从开口处放下加强块，这种情况下，盖板仅采用一块横板即可将开口封闭。

上述实施例中，开口处用盖板封闭，在其他实施例中，若加强块的抗扭能力已足够，可以不使用盖板将开口封闭。

上述实施例中，盖板水平部分上的避让孔的孔径大于加强块上螺纹孔的孔径，在其他实施例中，避让孔的孔径也可以等于螺纹孔的孔径。

上述实施例中，螺纹孔是通孔，贯穿加强块，在其他实施例中，螺纹孔也可以是盲孔。

上述实施例中，通孔与螺纹孔和避让孔均同轴，在其他实施例中，通孔与螺纹孔、避让孔也可以不同轴，只要满足不影响螺栓的安装即可。

上述实施例中，在加强块固定完成后，加强块的周向各个侧面均与固定梁内与该侧面相邻的部位之间贴合而止转配合，在其他实施例中，在加强块固定完成后，加强块的周向各个侧面的至少一个侧面与固定梁内与该侧面相邻的部位之间贴合而止转配合即可，也即加强块在装入固定梁中后，其侧面可以与固定梁的内立壁之间留有间隙，或盖板的竖直部分与开口焊接时，竖直部分的内立面与加强块相邻面之间留有一定的间隙。

上述实施例中，加强块采用不锈钢材质，在其他实施例中，加强块也可以采用合金钢、碳钢等强度较高的材质。

上述实施例中，固定梁内设有竖向加强筋以增加加强块的抗扭能力，在其他实施例中，若加强块的抗扭能力已足够，可以不设置竖向加强筋，此时还能相应减轻电池包箱体的重量，更好的满足轻量化的设计要求。

本发明提供的电池包的具体实施例：电池包包括电池包箱体和设置在电池包箱体内的电池模组，电池包箱体的结构与上述实施例中电池包箱体的结构相同，在此不再赘述。