电池包及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池包及电动汽车。


背景技术：

2.随着电动汽车的发展，整个行业对电池包的能量密度提出了更高的要求，而相关技术中，电池包的结构复杂，重量大，导致电池包的能量密度降低，因此，如何简化电池包的结构、减少电池包的重量是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种电池包，所述电池包的结构简单，重量小。
4.本发明还提出一种具有上述电池包的动力汽车。
5.根据本发明第一方面的电池包，包括：环形的边框，所述边框具有相对设置的两个第一侧边部，所述两个第一侧边部的下端分别设有朝向靠近彼此的方向延伸的翻边部，电池位于所述翻边部的上方且与所述翻边部的上表面相连。
6.根据本发明第一方面的电池包，通过使得两个第一侧边部的翻边部分别与电池相连，避免了在电池和边框之间另设安装件，有利于简化电池包的结构，减少电池包的重量，进而有利于提高电池包的能量密度。
7.在本发明的一些实施例中，在从上到下的方向上，两个所述第一侧边部的内表面分别朝向靠近彼此的方向延伸以分别限定出第一导向面。
8.在本发明的一些实施例中，所述电池托盘还包括两个限位板，两个所述限位板与两个所述第一侧边部一一对应设置；每个所述限位板均包括相连的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板具有夹角，其中，每个所述第一侧边部的内表面与与其相邻的所述限位板的第一侧板正对，每个所述第一侧边部上的所述翻边部的上表面的部分与与其相邻的所述限位板的所述第二侧板的下表面相连，所述电池位于所述第二侧板的上方。
9.在本发明的一些实施例中，所述电池与所述翻边部的其余部分相连。
10.在本发明的一些实施例中，所述电池包括多个电芯，多个所述电芯沿所述第一侧边部的长度方向排布，两个所述限位板的所述第二侧板上分别设有多个限位槽，且所述多个限位槽和多个所述电芯一一对应，每个所述电芯的两端分别限位在两个所述限位板的所述限位槽内。
11.在本发明的一些实施例中，所述边框具有相对设置的两个第二侧边部，两个所述第二侧边部沿所述第一侧边部的长度方向间隔开设置，每个所述第二侧边部连接在两个所述第一侧边部的端部之间，所述两个第二侧边部被构造成用于将所述电池限制在两个所述第二侧边部之间。
12.在本发明的一些实施例中，所述第二侧边部的高度大于所述第一侧边部的高度。
13.在本发明的一些实施例中，所述电芯的高度为x，所述第二侧边部的高度为z，所述
z和所述x满足：0.3x≤z≤1.5x。
14.在本发明的一些实施例中，所述第二侧边部的内表面的面积为s，所述电芯的面对所述第二侧边部的端面的面积为a，所述s和所述a满足：0.3a≤s≤a。
15.在本发明的一些实施例中，所述电池托盘还包括底板，所述底板设在所述边框的底部以封盖所述边框的底部。
16.在本发明的一些实施例中，两个所述第一侧边部的所述翻边部的下表面分别设有避让缺口，所述底板的位于所述翻边部正下方的部分位于所述避让缺口内。
17.在本发明的一些实施例中，所述边框的底面、所述翻边部的底面和所述底板的底面平齐。
18.在本发明的一些实施例中，所述电池与所述底板的上表面之间间隔开。
19.在本发明的一些实施例中，所述电池与所述翻边部之间通过粘胶层相连或焊接相连。
20.在本发明的一些实施例中，所述电池与所述翻边部之间通过粘胶层相连，所述粘胶层的面积为a1，所述电池剥离所述翻边部所受的作用力为f，所述粘胶层的屈服极限为σ，其中，f/σ≤a1≤3f/σ。
21.根据本发明第二方面的电动汽车，包括根据本发明第一方面的电池包。
22.根据本发明第二方面的电动汽车，通过设置上述第一方面的电池包，可减少整车不必要的重量。
23.本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
24.图1是根据本发明一个实施例的电池托盘的示意图；
25.图2是根据本发明一个实施例的电池包的结构示意图，其中，电池的部分电芯被去除以显示出翻边部；
26.图3是图2中a处的放大示意图；
27.图4是图2中的限位板的结构示意图；
28.图5是根据本发明一个实施例的电池包的结构示意图；
29.图6是根据本发明一个实施例的电池包的剖视示意图；
30.图7是图6中b处的放大图；
31.图8是图6中c处的放大图。
32.附图标记：
33.电池包100；
34.电池托盘10；
35.边框1；
36.第一侧边部2；翻边部21；避让缺口211；
37.第二侧边部3；
38.吊耳4；
39.限位板5；第一侧板51；第一导向面511；第二侧板52；限位槽521；
40.底板6；加强筋61；
41.粘胶层7；
42.电池20；
43.电芯201。
具体实施方式
44.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
45.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
46.参照图1所示，根据本发明第一方面实施例的电池包100，可以包括电池托盘10和电池20，电池托盘10包括环形的边框1，边框1具有相对设置的两个第一侧边部2，例如，如图2所示，两个第一侧边部2在左右方向上间隔开设置，两个第一侧边部2的下端分别设有朝向靠近彼此的方向延伸的翻边部21，电池20位于翻边部21的上方且与翻边部21的上表面相连。
47.发明人在实际研究中发现，相关技术中，电池需要和安装件组成模组结构，然后安装件再和电池包通过螺栓固定，此种方案要求安装件有足够强度，并且安装件上还要设有适于螺栓穿过的孔位固定孔位，结构复杂，安装工序多，导致电池包重量大、能量的密度降低。
48.而根据本发明第一方面实施例的电池包100，通过使得两个第一侧边部2的翻边部21分别与电池20相连，避免了在电池20和边框1之间另设安装件，有利于简化电池包100的结构，减少电池包100的重量，进而有利于提高电池包100的能量密度。
49.可选地，电池20与所述翻边部21之间可通过粘胶层7相连或焊接相连。例如，如图2所示，电池20和翻边部21通过结构胶相连，从而可提高电池20与翻边部21之间的连接强度，其中，结构胶指的是强度高(压缩强度>65mpa，钢-钢正拉粘接强度>30mpa，抗剪强度>18mpa)，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂。
50.在本发明的一些实施例中，参照图6所示，在从上到下的方向上，两个第一侧边部2的内表面分别朝向靠近彼此的方向延伸以分别限定出第一导向面511，其中，两个第一侧边部2的内表面指的是连个侧边部的朝向彼此的一侧表面。由此，在安装电芯201的过程中，第一导向面511可以将电池20由上到下导向翻边部21，便于实现对电池20的安装。例如，第一导向面511可形成为平面或弧面。
51.在本发明的一些实施例中，参照图2和图4所示，电池托盘10还包括两个限位板5，两个限位板5与两个第一侧边部2一一对应设置，其中，限位板5可通过螺纹连接或者焊接与
第一侧边部2相连。
52.具体地，每个限位板5均包括相连的第一侧板51和第二侧板52，第一侧板51和第二侧板52具有夹角，例如，如图6和图7所示，第一侧板51和第二侧板52之间的夹角为钝角，其中，每个第一侧边部2的内表面与与其相邻的限位板5的第一侧板51正对，第一侧边部2的内表面指的是两个第一侧边部2的朝向彼此的一侧表面，每个第一侧边部2上的翻边部21的上表面的部分与与其相邻的限位板5的第二侧板52的下表面相连，电池20位于第二侧板52的上方。由此，两个限位板5可对电池20起到限位作用，同时限位板5可对电池20起到保护作用，有利于提高电池包100的抗挤压能力。
53.进一步地，参照图7所示，电池20与翻边部21的其余部分相连。由此，第二侧板52的宽度较小，有利于降低生产成本。
54.具体地，例如，如图6和图7所示，左侧的第一侧边部2的翻边部21的上表面的部分与左侧的限位板5的第二侧板52的下表面相连，右侧的第一侧边部2上的翻边部21的上表面的部分与右侧的限位板5的第二侧板52的下表面相连，电池20的左端的下表面与左侧的第一侧边部2上的翻边部21的其余部分通过结构胶相连，电池20的右端的下表面与右侧的第一侧边部2上的翻边部21的其余部分通过结构胶相连。
55.可选地，参照图2和图3所示，电池20包括多个电芯201，多个电芯201沿第一侧边部2的长度方向排布，两个限位板5的第二侧板52上分别设有多个限位槽521，且多个限位槽521和多个电芯201一一对应，每个电芯201的两端分别限位在两个限位板5的限位槽521内。由此，通过使得每个电芯201的两端分别限位在两个限位板5的限位槽521内，可增大电芯201与每个限位板5的卡扣配合的面积，有利于进一步提高电池20与电池托盘10之间连接的可靠性。
56.例如，如图2和图3所示，位于左侧的限位板5上的多个限位槽521与多个电芯201的左端一一对应，位于右侧的限位板5上的多个限位槽521与多个电芯201的右端，每个电芯201的左端限位在左侧限位板5的限位槽521内，每个电芯201的右端限位在右侧限位板5的限位槽521内。
57.在本发明的一些实施例中，边框1具有相对设置的两个第二侧边部3，两个第二侧边部3沿第一侧边部2的长度方向间隔开设置，每个第二侧边部3连接在两个第一侧边部2的端部之间，两个第二侧边部3被构造成用于将电池20限制在在两个第二侧边部3之间。由此，在电芯201膨胀时，电池20的沿第一侧边部2的长度方向的两端可抵接在两个第二侧边部3之间，可减小电芯201膨胀力带来的破坏，有利于防止电芯201呈扇形翻转，同时通过设置两个第二侧边部3，还有利于提高电池包100的抗侧向挤压的能力。
58.例如，如图5所示，电池20包括多个电芯201，多个电芯201沿前后方向排布，两个第一侧边部2在左右方向上间隔开设置，两个第二侧边部3在左右方向上间隔开设置，两个第一侧边部2和两个第二侧边部3首尾焊接相连以形成环形的边框1，第一侧边部2和第二侧边部3均由铝合金材料制得，两个第一侧边部2的下端分别设有朝向靠近彼此的方向延伸的翻边部21(参照图7)，电池20位于翻边部21的上方且与翻边部21的上表面通过结构胶相连，电池20的沿第一侧边部2的长度方向的两端抵接左右两个第二侧边部3之间。可以理解的是，本方案充分利用托盘第一侧边部2和第二侧边部3，提高了电池包100的防膨胀、抗挤压能力，同时也增强了电池包100的整体体强度，使得托盘电池包100的重量减轻但结构增强，减
低成本，提高了包体能量密度。
59.在本发明的一些实施例中，如图2所示，第二侧边部3的高度大于第一侧边部2的高度。由此，便于将电池20安装到电池托盘10，且在满足电池托盘10的结构强度的同时，降低了电池托盘10的重量，有利于提高电池包100的能量密度。
60.在本发明的一些实施例中，参照图2所示，电芯201的高度为x，第二侧边部3的高度为z，z和x满足：0.3x≤z≤1.5x。换言之，z可以取0.3x到1.5x中的任意值，例如，z可以取值为0.3x、0.4x、0.5x、0.6x、0.7x、0.8x、0.9x、1x、1.1x、1.2x、1.3x、1.4x、1.5x等。由此，可进一步减小电芯201膨胀力带来的破坏，有利于防止电芯201呈扇形翻转，同时有利于进一步提高电池托盘10的抗侧向挤压的能力。
61.在本发明的一些实施例中，参照图2所示，第二侧边部3的内表面的面积为s，电芯201的面对第二侧边部3的端面的面积为a，s和a满足：0.3a≤s≤a。换言之，s可以取0.3a到a中的任意值，例如，s可以取值为0.3a、0.4a、0.5a、0.6a、0.7a、0.8a、0.9a、a等。由此，可进一步减小电芯201膨胀力带来的破坏，有利于防止电芯201呈扇形翻转，同时有利于进一步提高电池托盘10的抗侧向挤压的能力。
62.在本发明的一些实施例中，参照图1和图6所示，电池托盘10还包括底板6，底板6设在边框1的底部以封盖边框1的底部。可以理解的是，底板6可以起到密封边框1底部的作用，同时底板6与边框1的底部相连、可增强电池托盘10整体的结构强度。
63.可选地，如图6和图7所示，两个第一侧边部2的翻边部21的下表面分别设有避让缺口211，底板6的位于翻边部21正下方的部分位于避让缺口211内。例如，底板6的位于翻边部21的正下方的部分可通过粘接或焊接等方式连接到避让缺口211。由此，可增大翻边部21与底板6之间的配合面积，有利于增强翻边部21与底板6之间的连接强度，同时，结构简单，易于实现。
64.在一些示例中，参照图1所示，底板6的上表面上设有多个横竖交叉排布的加强筋61，由此可提高底板6的结构强度。
65.在本发明的一些实施例中，参照图6和图7所示，边框1的底面、翻边部21的底面和底板6的底面平齐。由此，使得电池托盘10的底面平整，便于将电池托盘10安装到车体上。例如，第一侧边部2的外壁上还设有吊耳4，吊耳4的底面与边框1的底面、翻边部21的底面和底板6的底面均平齐，从而便于将电池托盘10通过吊耳4安装到车体。
66.可选地，参照图6和图7所示，第一侧边部2、第二侧边部3及吊耳4内都形成有多层空腔，通过多层空腔以及各个空腔的空腔壁的支撑，能够在满足电第一侧边部2、第二侧边部3及吊耳4强度的同时，尽可能降低重量，否则要达到相同强度要求，必然会增加重量，这样，可以在不增加材料应用的情况下提升电池托盘10的机械性能，也就是说，在满足机械性能要求的情况下减少材料的使用，达到轻量化的效果，以提升电池包100的能量密度。
67.在本发明的一些实施例中，参照图6和图8所示，电池20与底板6的上表面之间间隔开。可以理解的是，通过使得电池20与底板6的上表面之间间隔开，可保证电池20优先与翻边部21接触，而翻边部21的结构强度大于底板6的结构轻度，从而有利于保证电池20与电池托盘10之间的可靠连接，此外，通过使得电池20与底板6的上表面之间间隔开，可以增强电池20的散热效果，使得电池包100的安全性高，在热失控条件下的电芯201所产生的高温气体可通过电池20与底板6的上表面之间的间隙快速排出，有利于保证电池20的工作性能。
68.在本发明的一些实施例中，参照图6和图7所示，电池20与翻边部21之间通过粘胶层7相连，粘胶层7可由上述的结构胶形成，粘胶层7的面积为a1，电池20剥离翻边部21所受的作用力为f，粘胶层7的屈服极限为σ，其中，f/σ≤a1≤3f/σ，换言之，a1可以取f/σ到3f/σ中的任意值，例如，a1可取值为f/σ、1.5f/σ、2f/σ、2.5f/σ、3f/σ等。
69.可以理解的是，电池20横跨电池托盘10与翻边部21通过粘胶层7固定后，电池20和电池托盘10可形成一体结构，通过使得f/σ≤a1≤3f/σ，可保证电池20和翻边部21之间的连接强度，使得电池20本身的强度和电池托盘10的强度结合在一起，可进一步提高电池包100的抗挤压能力及整体强度。
70.需要说明的是，电池20与底板6除特定位置可以粘接固定外，其余区域留有间隙。例如，电池20与翻边部21之间的连接强度不够时，还可以在电池20的下表面和上述的底板6的加强筋61的上表面之间粘接结构胶、以增强电池20与电池托盘10的连接强度，但底板6与电池20之间的其他区域留有间隙。由此，在保证电池20与电池托盘10的连接强度的基础上，使得电池包100的散热能力强、安全性高，有利于保证电池20的工作性能。
71.根据本发明第二方面实施例的电动汽车，包括根据本发明第一方面实施例的电池包100。
72.根据本发明第二方面实施例的电动汽车，通过设置上述第一方面的电池包100，可减少整车不必要的重量。
73.根据本发明实施例的电动汽车的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
74.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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发明和简化描述，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发明的限制。
75.此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
76.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
77.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
79.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。