电池托盘及车辆的制作方法

[0001]
本发明属于电池领域，更具体地说，是涉及电池托盘及车辆。


背景技术：

[0002]
随着我国新能源汽车事业的迅速发展，消费者对电动汽车的续航里程需求越来越高，从而要求电池系统的能量密度越来越高。目前提高电池包能量密度的方法有两种，一种是电池包结构轻量化，一种是增加电芯容量。现有的电池包钢托盘结构提升刚度方式主要为增加内部梁数量，这样的做法不仅增加电池包重量，还占用电池包内部空间，因此能量密度难以提升。
[0003]
现有的一种电池箱体，通过设置在箱体本体内部的梁，将箱体本体内部划分为多个安装电池模组安装腔，以及安装电器组件的电器安装腔。
[0004]
这种形式的电池箱体内部空间利用率不高，且模组排布不灵活，同等大小的箱体可布置的电芯较少；内部梁的结构刚度较弱，在承载高重量的模组时会导致电池包模态不高，对其抗振能力较大影响。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种电池托盘及车辆，以解决现有方案通过增加内部梁的数量实现电池包加强导致的能量密度难以提升的技术问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：电池托盘，包括面板、多个连接梁和用于固定电池模组的多根安装梁；
[0007]
所述面板向下凹陷形成腔体，所述腔体的沿第一方向上的侧壁为第一腔体侧壁，沿第二方向上的侧壁为第二腔体侧壁；
[0008]
多根所述安装梁设于所述腔体内，沿第一方向间隔分布；各所述安装梁沿第二方向延伸，底部连接所述腔体的内底部，两端连接所述第二腔体侧壁；
[0009]
所述腔体沿第一方向上的两端均设有所述连接梁，各所述连接梁的一端连接所述第一腔体侧壁，另一端连接邻近相应的所述第一腔体侧壁的所述安装梁的靠近所述第一腔体侧壁的一侧。
[0010]
进一步地，各所述安装梁上形成有电池模组安装点，每相邻两根所述安装梁用于固定一个电池模组。
[0011]
进一步地，所述安装梁高出所述腔体的侧壁。
[0012]
进一步地，所述连接梁的顶侧倾斜设置，且靠近所述安装梁的一端与所述安装梁平齐，靠近所述第一腔体侧壁的一端与所述第一腔体侧壁平齐。
[0013]
进一步地，所述连接梁包括连接梁顶壁、两相对的连接梁侧壁、以及从所述连接梁侧壁的底部弯折的连接梁底部翻边，所述连接梁底部翻边贴合并固定于所述腔体的内底部。
[0014]
进一步地，所述连接梁还包括从各所述连接梁侧壁的两端弯折的连接梁端部翻
边；所述连接梁的靠近所述第一腔体侧壁的所述连接梁端部翻边贴合并固定于所述第一腔体侧壁，靠近所述安装梁的所述连接梁端部翻边贴合并固定于所述安装梁的面向所述第一腔体侧壁的一侧。
[0015]
进一步地，所述安装梁包括安装梁顶壁、两相对的安装梁侧壁、以及从所述安装梁侧壁的底部弯折的安装梁底部翻边；所述安装梁底部翻边贴合并固定于所述腔体的内底部。
[0016]
进一步地，所述安装梁还包括从各所述安装梁侧壁的两端弯折的安装梁端部翻边；所述安装梁端部翻边与所述第二腔体侧壁贴合并固定。
[0017]
进一步地，所述安装梁顶壁和所述安装梁侧壁围成的凹腔内设有加强板，所述加强板抵接于两所述安装梁侧壁。
[0018]
进一步地，所述加强板在第一方向上的两端设有弯折部，所述弯折部与所述安装梁侧壁贴合并连接。
[0019]
进一步地，所述安装梁的顶部的两端设有斜坡，所述斜坡的靠近所述第二腔体侧壁的一端的高度较低且平齐于所述第二腔体侧壁，所述斜坡上设有补强板。
[0020]
进一步地，所述安装梁侧壁上设有减重孔。
[0021]
进一步地，所述腔体的侧壁顶部向外翻折形成一圈环形翻边，所述环形翻边的顶部形成有一圈环形凸台，所述环形凸起用于和电池包的上盖形成密封。
[0022]
进一步地，所述腔体的底壁凹陷形成向下凸设的多条面板加强筋。
[0023]
进一步地，所述面板加强筋沿第一方向延伸。
[0024]
进一步地，所述面板加强筋延伸至所述腔体的底壁沿第一方向上的两末端。
[0025]
进一步地，还包括底托组件；
[0026]
所述底托组件包括第一底托和第二底托中的至少一种；
[0027]
所述第一底托沿第一方向或第二方向设置在所述腔体的外侧；
[0028]
所述第二底托沿第一方向或第二方向设置在所述腔体的外侧；
[0029]
所述第一底托的一端和所述第二底托的两端均设有下支撑部；
[0030]
所述腔体的边缘设有多个上支撑部；
[0031]
所述下支撑部一一对应连接于所述上支撑部；
[0032]
所述上支撑部和所述下支撑部用于将所述电池托盘吊装于车身上。
[0033]
进一步地，所述第一底托成对设置，每对所述第一底托具有两个沿其延伸方向共线分布于所述面板的两端的第一底托。
[0034]
进一步地，所述第一底托和所述第二底托包括底托底壁、两相对的底托侧壁、以及从所述底托侧壁的顶部弯折的底托顶部翻边；所述底托顶部翻边贴合并固定于所述面板的背离所述电池模组的一侧。
[0035]
进一步地，所述第一底托的所述底托底壁上凸设有沿其延伸方向延伸的第一底托加强筋，所述第二底托的所述底托底壁上凸设有沿其延伸方向延伸的第二底托加强筋，
[0036]
所述第一底托加强筋和所述第二底托加强筋中的至少一种贴合并连接所述面板加强筋。
[0037]
进一步地，两个所述面板加强筋相对于其它所述面板加强筋加宽，且所述第一底托加强筋和所述第二底托加强筋中的至少一种与加宽的所述面板加强筋的宽度相同；两个
加宽的所述面板加强筋的两端各自对应一个所述第一底托，所述第一底托加强筋连接于加宽的所述面板加强筋的底部。
[0038]
进一步地，还包括衬板和套筒；所述衬板夹持于所述上支撑部与所述下支撑部之间，所述套筒的一端夹持于所述衬板与所述上支撑部之间，另一端向上穿出所述上支撑部。
[0039]
进一步地，所述电池托盘为钢制托盘。
[0040]
本发明还提供了一种车辆，包括前述电池托盘。
[0041]
本发明提供的电池托盘及车辆的有益效果在于：与现有技术相比，在腔体内设置安装梁，一方面安装梁限定电池模组的放置区域并固定电池模组，另一方面安装梁连接于面板，实现面板加强，连接梁用于将第一腔体侧壁受到的力传递到安装梁上，使力的传递更加合理，提高电池托盘的整体强度，提升电池包的安全可靠性，无需在电池托盘内设置加强专用梁，减轻电池包重量，减少对电池包内部空间的占用，提升电池包能量密度。
附图说明
[0042]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]
图1为本发明实施例提供的电池托盘的立体结构示意图；
[0044]
图2为图1所示电池托盘的仰视图；
[0045]
图3为图1所示电池托盘的爆炸图；
[0046]
图4为图3中连接梁的放大图；
[0047]
图5为图3中安装梁的另一视角的结构示意图；
[0048]
图6为图3中第一底托的放大图；
[0049]
图7为图3中第二底托的放大图；
[0050]
图8为图1中a部的放大图。
[0051]
其中，图中各附图标记：
[0052]
1、面板；11、腔体；12、面板加强筋；13、上支撑部；14、环形翻边；15、环形凸台；16、第一腔体侧壁；17、第二腔体侧壁；
[0053]
2、安装梁；21、安装点；22、减重孔；23、凹腔；24、补强板；25、加强板；26、安装梁顶壁；27、安装梁侧壁；28、安装梁底部翻边；29、安装梁端部翻边；
[0054]
3、连接梁；31、连接梁顶壁；32、连接梁侧壁；33、连接梁底部翻边；34、连接梁端部翻边；
[0055]
4、底托组件；41、第一底托；411、第一底托加强筋；42、第二底托；421、第二底托加强筋；43、下支撑部；44、底托底壁；45、底托侧壁；46、底托顶部翻边；
[0056]
5、衬板；6、套筒。
具体实施方式
[0057]
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0058]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件及类似用语，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0059]
此外，术语“第一”、“第二”及类似用语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
[0060]
请一并参阅图1、图3和图4，现对本发明提供的电池托盘进行说明。电池托盘，包括面板1、多个连接梁3和用于固定电池模组的多根安装梁2；
[0061]
面板1向下凹陷形成腔体11，腔体11的沿第一方向上的侧壁为第一腔体侧壁16，沿第二方向上的侧壁为第二腔体侧壁17；
[0062]
多根安装梁2设于腔体11内，沿第一方向间隔分布；各安装梁2沿第二方向延伸，底部连接腔体11的内底部，两端连接第二腔体侧壁17；
[0063]
腔体11沿第一方向上的两端均设有连接梁3，各连接梁3的一端连接第一腔体侧壁16，另一端连接邻近相应的第一腔体侧壁16的安装梁2的靠近第一腔体侧壁16的一侧。
[0064]
其中，第二方向与第一方向中的一个为横向，另一个为纵向。
[0065]
本发明提供的电池托盘，与现有技术相比，在腔体11内设置安装梁2，一方面安装梁2限定电池模组的放置区域并固定电池模组，另一方面安装梁2连接于面板1，实现面板1加强，连接梁3用于将第一腔体侧壁16受到的力传递到安装梁2上，使力的传递更加合理，提高电池托盘的整体强度，提升电池包的安全可靠性，无需在电池托盘内设置加强专用梁，减轻电池包重量，减少对电池包内部空间的占用，提升电池包能量密度。优选电池托盘为金属托盘，更优选为钢制托盘，便于加工，有利于增加结构强度。
[0066]
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，各安装梁2上形成有电池模组安装点21，每相邻两根安装梁2用于固定一个电池模组，便于通过电池模组安装点21对电池模组进行定位及固定。
[0067]
其中，安装点21可为沿竖向设置于安装梁2上的螺栓孔。
[0068]
优选地，多根安装梁2中的位于第一方向上的最外侧的两根安装梁2上设有一组安装点21，如果有多于两根的安装梁2，则其它安装梁2上设有两组沿第一方向间隔设置的安装点21；相邻两根安装梁2上的相邻两组安装点21用于固定一电池模组。如此，当设有两根安装梁2时电池托盘可安装一个电池模组，设有三根以上安装梁2时电池托盘可安装沿第一方向分布的多组电池模组。
[0069]
更优选地，请参阅图1，安装梁2设为3根，外侧的两根安装梁2的宽度小于中间的安装梁2的宽度(图5示出的是图1的中部的安装梁2)，以适应安装两组电池模组的宽度需求。
[0070]
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，安装梁2高出腔体11的侧壁，能够提高电池托盘模态，增大刚度，提高抗抖、抗震能力。
[0071]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图4，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，连接梁3的顶侧倾斜设置，且靠近安装梁2的一端与安装梁2平齐，靠近第一腔体侧壁16的一端与第一腔体侧壁16平齐。如此，连接梁3能够好地支撑第一腔体侧壁16和安装梁2的侧壁，能更好地将第一腔体侧壁16受到的力传到安装梁2上。
[0072]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图4，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实
施方式，连接梁3包括连接梁顶壁31、两相对的连接梁侧壁32、以及从连接梁侧壁32的底部弯折的连接梁底部翻边33，连接梁底部翻边33贴合并固定于腔体11的内底部；既有利于连接梁3减重，又能增加连接梁3连接面板1的牢固性。
[0073]
具体地，连接梁底部翻边33可从连接梁侧壁32的底部向外或向内弯折，优选向外弯折(请参阅图4)。
[0074]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图4，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，连接梁3还包括从各连接梁侧壁32的两端弯折的连接梁端部翻边34；连接梁3的靠近第一腔体侧壁16的连接梁端部翻边34贴合并固定于第一腔体侧壁16，靠近安装梁2的连接梁端部翻边34贴合并固定于安装梁2的面向第一腔体侧壁16的一侧，能增加连接梁3连接安装梁2和连接面板1的牢固性，同时连接梁3能够同时抵住第一腔体侧壁16和安装梁2，起到良好的支撑作用，更有利于分散第一腔体侧壁16受到的力。
[0075]
具体地，连接梁端部翻边34可从连接梁侧壁32的端部向外或向内弯折，优选向外弯折(请参阅图4)。
[0076]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图5，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，安装梁2包括安装梁顶壁26、两相对的安装梁侧壁27、以及从安装梁侧壁27的底部弯折的安装梁底部翻边28；安装梁底部翻边28贴合并固定于腔体11的内底部。有利于减重，底部翻边有利于增加安装梁2与面板1的连接面积，同时在安装梁2与面板1之间形成传力腔，从而增加安装梁2与面板1之间的连接可靠性，更有利于弥补面板1在第二方向上的刚度。
[0077]
具体地，安装梁底部翻边28可从安装梁侧壁27的底部向外或向内弯折，优选向外弯折(请参阅图5)。
[0078]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图5，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，安装梁2还包括从各安装梁侧壁27的两端弯折的安装梁端部翻边29，安装梁端部翻边29与第二腔体侧壁17贴合并固定。安装梁端部翻边29能够抵接和连接面板1，从而增加安装梁2与面板1之间的连接可靠性，更有利于弥补面板1在第二方向上的刚度。
[0079]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图5，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，安装梁顶壁26和安装梁侧壁27围成的凹腔23内设有加强板25，加强板25抵接于两安装梁侧壁27。如此能够增加安装梁2在第一方向上的刚度，防止安装梁2变形、破坏。
[0080]
进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，加强板25在第一方向上的两端设有弯折部，弯折部与安装梁侧壁27贴合并连接。增大了加强板25与安装梁2的接触面积，加强板25能更好地撑住安装梁2的内壁，当加强板25与安装梁2为金属材质时也方便加强板25与安装梁2的焊接，加强板25能更有效地提高安装梁2的刚度。
[0081]
优选地，加强板25沿第一方向上的截面呈z字形(请一并参阅图3和图5)或几字形。
[0082]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图5，安装梁2的顶部的两端设有斜坡，斜坡的靠近第二腔体侧壁17的一端的高度较低且平齐于第二腔体侧壁17，斜坡上设有补强板24。斜坡处的补强板24使得安装梁2与第二腔体侧壁17间有了支撑，使得电池托盘在受到第二方向上的挤压力时，挤压力通过补强板24合理的传导到安装梁2上，不仅补强了安装梁2的弱点，还提升抗挤压能力。
[0083]
进一步地，请一并参阅图1、图3和图5，安装梁侧壁27上设有减重孔22，在不影响安
装梁2的安装和加强功能的前提下，减少安装梁2的重量。优选地，为了不影响连接梁3与安装梁2之间的牢固性，与连接梁3相连的安装梁2上的减重孔22避开其与连接梁3连接的部位。
[0084]
当设有减重孔22时，优选加强板25避开减重孔22设置。
[0085]
进一步地，请一并参阅图1和图3，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，腔体11的侧壁顶部向外翻折形成一圈环形翻边14，环形翻边14的顶部形成有一圈环形凸台15，环形凸起用于和电池包的上盖形成密封。通过环形凸台15与电池包的上盖通过打密封胶或者加密封垫实现电池包的密封。
[0086]
优选地，环形凸台15等宽设置。
[0087]
优选地，环形凸台15的宽度大于30mm，高出环形翻边143mm左右。
[0088]
进一步地，请一并参阅图1、图2和图3，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，腔体11的底壁凹陷形成向下凸设的多条面板加强筋12，通过一体形成于面板1上的面板加强筋12，提高面板1的强度，保证面板1尺寸精度，不必在面板1的腔体11内单独设置加强梁既以利于减重，又有利于增大腔体11的有效容纳空间，提升电池系统的能量密度。
[0089]
进一步地，请一并参阅图1、图2和图3，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，面板加强筋12沿第一方向延伸，安装梁2与向下凸设的面板加强筋12中的一种在横向延伸，另一种在纵向延伸，有利于在横向、纵向和竖向三个维度上实现面板1加强，提升电池包的安全可靠性。
[0090]
优选地，面板加强筋12延伸至腔体11的底壁沿第一方向上的两末端，能更好地引导力分散。
[0091]
请一并参阅图1、图2、图3、图6、图7和图8，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，还包括底托组件4；
[0092]
底托组件4包括第一底托41和第二底托42中的至少一种，即可单独设置第一底托41，也可单独设置第二底托42，优选同时设置第一底托41和第二底托42；
[0093]
第一底托41沿第一方向或第二方向设置在腔体11的外侧(即位于面板外)；
[0094]
第二底托42沿第一方向或第二方向设置在腔体11的外侧(即位于面板外)；
[0095]
第一底托41的一端和第二底托42的两端均设有下支撑部43；
[0096]
腔体11的边缘设有多个上支撑部13；
[0097]
下支撑部43一一对应连接于上支撑部13；
[0098]
上支撑部13和下支撑部43用于将电池托盘吊装于车身上。
[0099]
第一底托41或第二底托42均可沿第一方向或第二方向设置，且连接于腔体11的外侧，能在一定程度上实现面板1的加强；上支撑部13和下支撑部43连接并用于吊装，能够进一步增加底托组件4与面板1的连接可靠性，及增加吊装点的强度。上支撑部13与下支撑部43连接成的整体结构将电池托盘吊装于车身，增加吊装点的传力路径，一部分受力通过上支撑部13传递到面板1，另一部分受力通过下支撑部43相应的传递到第一底托41和第二底托42。
[0100]
优选地，面板加强筋12、第一底托41沿第一方向设置，第二底托42沿第二方向设置，面板加强筋12主要改善电池托盘的竖向受力，第二底托42沿第二方向设置，则能弥补面板1的在第二方向上的刚度，实现面板1横向、纵向受力的补强，便于加强整个电池托盘的刚
度。
[0101]
优选地，请参阅图3，上支撑部13形成于环形翻边14上。
[0102]
进一步地，请一并参阅图1、图2和图3，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，第一底托41成对设置，每对第一底托41具有两个沿第一方向共线分布于面板1的两端的第一底托41。有利于电池托盘在第一方向上的吊装点的受力沿第一方向传递。
[0103]
进一步地，请一并参阅图1、图2、图3、图6和图7，第一底托41和第二底托42均可包括底托底壁44、两相对的底托侧壁45、以及从底托侧壁45的顶部弯折的底托顶部翻边46；底托顶部翻边46贴合并固定于面板1的背离电池模组的一侧。有利于减重，增加第一底托41或第二底托42与面板1连接处的牢固性，从而加强整个电池托盘的刚度，同时还有利于弥补面板1在第一底托41或第二底托42的延伸方向上的刚度。
[0104]
进一步地，请一并参阅图3、图6和图7，第一底托41的底托底壁44上凸设有沿其延伸方向延伸的第一底托加强筋411，第二底托42的底托底壁44上凸设有沿其延伸方向延伸的第二底托加强筋421，第一底托加强筋411和第二底托加强筋421中的至少一种贴合并连接面板加强筋12。
[0105]
第一底托加强筋411加强第一底托41，第二底托加强筋421加强第二底托42，当第一底托加强筋411或第二底托加强筋421与面板加强筋12贴合并连接时，有利于增加第一底托41或第二底托42与面板1连接处的牢固性，同时还有利于弥补面板1在第一底托加强筋411或第二底托加强筋421的延伸方向上的刚度。
[0106]
优选地，第一底托加强筋411和第二底托加强筋421为矩形筋。
[0107]
当面板1、第一底托41和第二底托42为钢板时，第一底托加强筋411和第二底托加强筋421能增加底托组件4与面板1之间的焊接面积，从而增加电池托盘的刚度。
[0108]
进一步地，请一并参阅图1、图2和图3，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，两个面板加强筋12相对于其它面板加强筋12加宽(图中标号12的引线指示的是加宽的面板加强筋12)，且第一底托加强筋411和第二底托加强筋421中的至少一种与加宽的面板加强筋12的宽度相同。如此能够增加第一底托41或第二底托42与面板1的连接面积，从而提高面板1的竖向刚度。
[0109]
优选地，请一并参阅图1和图2，两个加宽的面板加强筋12的两端各自对应一个第一底托41，第一底托加强筋411连接于加宽的面板加强筋12的底部，增加第一底托41与面板1连接的可靠性，同时增加电池托盘的刚度。
[0110]
进一步地，请一并参阅图1、图2、图3和图8，作为本发明提供的电池托盘的一种具体实施方式，还包括衬板5和套筒6；衬板5夹持于上支撑部13与下支撑部43之间，套筒6的一端夹持于衬板5与上支撑部13之间，另一端向上穿出上支撑部13。加入衬板5，上支撑部13、衬板5和下支撑部43形成三层连接结构，并穿设套筒6，通过上支撑部13、衬板5、下支撑部43和套筒6组成吊耳结构来实现吊装，从而能够有效增强电池托盘吊装点的强度，使吊装点受到的力均匀的传导到面板1上，提升电池托盘整体抗挤压性和抗振动性。
[0111]
优选地，请参阅图8，下支撑部43和衬板5呈几字形，上支撑部13呈倒几字形。
[0112]
具体地，面板1采用金属材质；优选面板1采用超高强钢，方便精加工，可通过热冲压一体成型，使得面板1的强度得到很大提升，将面板1的厚度控制在1.2-1.6mm之间，又相对于在面板1内设置加强梁的方案，减轻了重量。其中，面板加强筋12可通过在竖直方向冲
压腔体11的底壁形成，上支撑部13可冲压腔体11侧壁顶部的翻边形成，环形凸台15可由环形翻边14上向冲压形成。
[0113]
具体地，安装梁2、连接梁3、第一底托41和第二底托42采用金属材质，优选安装梁2、第一底托41和第二底托42采用高强钢，辊压工艺成型，厚度控制在1.2mm-2mm之间，兼顾提升强度和减重。
[0114]
具体地，衬板5和套筒6采用金属材质，优选上支撑部13、衬板5和下支撑部43从上到下进行焊接(优选三层点焊接)，上支撑部13、衬板5和下支撑部43上设有同心圆孔用于安装紧固螺栓，套筒6的底部与衬板5焊接，套筒6穿过上支撑部13的外周与上支撑部13焊接，如此增加吊装点的牢固性和强度。
[0115]
本发明还提供了一种车辆，包括前述任一实施例述及的电池托盘。
[0116]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。