保温电池包的制作方法与流程

本发明属于电动汽车，涉及一种保温电池包的制作方法。

背景技术：

1、目前，电池包由钣金结构或铝合金结构拼焊组成电池箱，然后经过表面处理，最后由螺栓固定模组或螺栓辅助固定模组，再安装上电气元器件组装成一个完整的电池包(pack)。此电池包零部件众多，装配工艺复杂，装配效率低。

2、此外，由于金属结构重量较重并且导热性能好，若电池包在温差较大的冬、夏两季使用，对电动车的行驶里程影响较大，尤其是对电动车在寒区(例如冬季时的我国北方地区)的行驶里程影响较大，不利于电动车的大规模推广。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的电池包制作复杂、保温效果差等缺陷中的至少一种，提供一种保温电池包的制作方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种保温电池包的制作方法，其包括以下步骤：

4、将第一多层复合材料结构通过粘接形成保温电池包的下箱体；

5、将第二多层复合材料结构通过粘接形成保温电池包的上箱盖；

6、将多个电池单元通过粘接固定于所述下箱体的内部；

7、将所述上箱盖与所述下箱体通过卡合连接以形成所述保温电池包。

8、在本方案中，在该制作方法中，多个电池单元通过粘接的方式固定在下箱体的内部，上箱盖通过卡合的方式固定在下箱体上，提高了电池包的装配效率，并且下箱体和上箱盖均是由多层复合材料粘接制成，减轻了电池箱(上箱盖和下箱体)的重量，有利于电池包的轻量化，简化了制作步骤，也能够对设于其内部的多个电池单元进行保温，提高保温效果，便于电池包能够在温差较大的环境中使用，增大电池包的环境适应性。电池模组的固定以及上箱盖与下箱体的连接避免使用螺栓，避免了对上箱盖和下箱体开设螺栓孔导致的强度降低，增强了结构的整体性。

9、较佳地，所述第一多层复合材料结构包括外壳体、内壳体和支撑结构，所述支撑结构设置于所述外壳体与所述内壳体之间，所述外壳体与所述内壳体之间形成有腔室结构，所述外壳体和所述内壳体均由非金属复合材料制成，优选所述非金属复合材料包括纤维增强树脂基复合材料；进一步优选所述纤维增强树脂基复合材料包括玻璃纤维增强树脂基复合材料、和/或碳纤维增强树脂基复合材料、和/或树脂纤维增强树脂基复合材料、和/或陶瓷纤维增强树脂基复合材料；

10、所述将第一多层复合材料结构通过粘接形成保温电池包的下箱体，包括：

11、在所述内壳体、所述外壳体和所述支撑结构之间设置结构胶，并通过工装压合，使所述内壳体、所述外壳体和所述支撑结构粘接连接。

12、在本方案中，由于电池单元的重量主要由下箱体承载，在外壳体和内壳体之间设置支撑结构，增大下箱体的结构强度。同时，在外壳体和内壳体之间形成的腔室结构，能够降低箱体内外的热交换，提高保温效果。另外，采用腔室结构也有利于保温电池包的轻量化。

13、较佳地，所述在所述内壳体、所述外壳体和所述支撑结构之间设置结构胶，包括：

14、在所述内壳体和所述外壳体的边缘处之间设置结构胶；

15、在所述支撑结构与所述内壳体和/或所述外壳体的连接处设置结构胶。

16、在本方案中，在内壳体和外壳体的边缘处之间设置结构胶，使得内壳体和外壳体在边缘处通过结构胶实现了连接，又增加了内壳体和外壳体的连接强度，同时，结构胶又在内壳体和外壳体之间形成密封，提高密封性能和保温效果。在支撑结构与内壳体和/或外壳体的连接处设置结构胶，增大内壳体和外壳体之间的连接强度。

17、较佳地，所述支撑结构为加强筋，所述加强筋在所述内壳体与所述外壳体之间沿二者相对的表面延伸并间隔或交错设置，所述加强筋将所述外壳体与所述内壳体之间隔成若干腔室，以形成所述腔室结构，所述加强筋形成于所述外壳体的内侧表面，所述加强筋的连接面上设有涂胶凹槽；

18、在所述涂胶凹槽内设置结构胶，用于所述加强筋与所述内壳体之间的粘接连接。

19、在本方案中，通过设置加强筋，简化支撑结构的设置，降低电池包的重量。在加强筋的连接面上设置涂胶凹槽，防止结构胶外溢至腔室结构内，方便施胶的同时，提高结构胶的粘接效果，而且避免浪费结构胶；涂胶凹槽的槽壁端部也可以有效支撑内壳体或外壳体，增加内外壳体之间的连接强度。同时，由于涂胶凹槽具有容纳空间，可在容纳空间内设置稍多的结构胶，内壳体、外壳体在压合时可以增加粘接可靠性，压合时多出来的少量结构胶可以被挤压到涂胶凹槽的槽壁端部，增加粘接面积，进一步增加粘接可靠性。

20、较佳地，所述第一多层复合材料结构还包括气凝胶，所述气凝胶设置于所述腔室结构内；

21、所述将第一多层复合材料结构通过粘接形成保温电池包的下箱体，还包括：

22、在所述内壳体、所述外壳体和所述支撑结构之间设置结构胶，并通过工装压合之前，将所述气凝胶置于所述腔室结构内，并与所述内壳体或所述外壳体粘接。

23、在本方案中，气凝胶为多孔结构，其本身具有较好的保温效果。将气凝胶设置在腔室结构内，使得气凝胶均匀分布在下箱体的内外壳体之间，防止气凝胶移位，导致壳体的部分区域存在缺失，由此降低电池包的保温效果。在内壳体和外壳体压合时，工装用于使内壳体和外壳体受力均衡，以保持平直，使得内壳体和外壳体贴实、压紧。

24、较佳地，形成所述下箱体后，所述方法还包括：

25、在所述下箱体的外侧固定快换结构，在所述下箱体设置涂胶槽和锁紧件，以将所述快换结构通过设置在所述涂胶槽内的结构胶与所述下箱体粘接，并通过与所述锁紧件连接的连接件固定于所述下箱体；

26、和/或，在所述下箱体的底部设置底部防护层，所述底部防护层包括防护涂层、底护板或保温底护板结构。

27、在本方案中，快换结构采用结构胶与螺栓相结合的方式固定在下箱体的外侧，提高快换结构与下箱体的连接强度，且方便装配。在下箱体的底部设置底部防护层，能够提高下箱体的耐磨性，避免电池包在转移过程中由于下箱体底部在支撑面上来回摩擦导致磨损；还能够提升电池包在使用过程中底部的防护能力；另外，底部防护层也在一定程度上提升了保温性能。

28、较佳地，当所述底部防护层为防护涂层时，通过喷涂的方式将所述防护涂层覆于所述下箱体的底部。

29、在本方案中，防护涂层采用喷涂的方式覆盖于下箱体的底部，便于加工制作下箱体，增加防护涂层与下箱体的连接固定效果，防护涂层可以为聚脲或pvc等防护材料。

30、较佳地，所述第二多层复合材料结构包括箱盖外壳、气凝胶层和保护层，所述气凝胶层和所述保护层依次覆盖并固定于所述箱盖外壳朝向所述下箱体一侧，所述箱盖外壳由非金属复合材料制成，优选所述非金属复合材料包括纤维增强树脂基复合材料；进一步优选所述纤维增强树脂基复合材料包括玻璃纤维增强树脂基复合材料、和/或碳纤维增强树脂基复合材料、和/或树脂纤维增强树脂基复合材料、和/或陶瓷纤维增强树脂基复合材料；

31、所述将第二多层复合材料结构通过粘接形成保温电池包的上箱盖，包括：

32、在所述箱盖外壳、所述气凝胶层和所述保护层之间设置结构胶，并通过工装压合，使所述箱盖外壳、所述气凝胶层和所述保护层粘接连接；

33、优选，在粘接面上通过点状上胶的方式涂布结构胶并利用工装压合将结构胶铺展实现粘接。

34、在本方案中，第二多层复合材料结构由箱盖外壳、气凝胶层和保护层组成，并由工装压合粘接而成，其中的工装用于使各层之间贴紧、压实，提高粘接效果。点状上胶的方式与全尺寸上胶的方式相比，可节省用胶量，减轻上箱盖的重量。

35、较佳地，所述将多个电池单元通过粘接固定于所述下箱体的内部，包括：

36、将多个电池单元按照预设位置和间隙，通过结构胶粘接于下箱体内的底部，待结构胶表干后，在间隙中灌导热胶，待导热胶表干后，进行高低压线束的连接；

37、所述电池单元包括电池模组或电芯。

38、在本方案中，结构胶用于粘接固定电池单元，导热胶既用于粘接固定电池单元，还用于相邻电池单元之间的导热，均衡电池包的热量，防止电池包局部过热，由此导致电池包起火、燃烧或爆炸的风险。为了防止结构胶和导热胶彼此影响粘接效果，导热胶的灌注是在结构胶表干之后。待结构胶和导热胶均表干之后，才布置高低压线束，防止高低压线束被粘住，不便于后期的维护和更换。

39、较佳地，所述下箱体内还设有加强单元，所述加强单元包括电气元件盒和横梁；

40、所述将多个电池单元通过粘接固定于所述下箱体的内部，包括：

41、将加强单元和多个电池单元按照预设位置和间隙，通过结构胶同时粘接于下箱体内的底部，待结构胶表干后，在间隙中灌导热胶，待导热胶表干后，进行高低压线束的连接。

42、在本方案中，加强单元用于强化下箱体内的结构，电气元件盒在强化结构的同时，也对设于盒内的电气元件形成保护，而且电气元件盒和横梁也控制了导热胶的灌注量。

43、较佳地，相邻所述电池单元之间的间隙为4-6mm；

44、和/或，所述横梁与其一侧电池单元之间的距离为2-4mm；

45、和/或，通过使用卡块控制所述间隙；

46、和/或，所述导热胶的厚度为所述电池单元高度的1/4-2/3；

47、和/或，使用所述结构胶和所述导热胶粘接的温度为20-30℃；

48、和/或，灌导热胶后静置至少72h。

49、在本方案中，相邻电池单元之间的间隙为4-6mm，横梁与其一侧电池单元之间的距离为2-4mm，在合理控制电池包体积的同时，且不会影响导热胶进行热量传递的要求，并且便于布设铜排、线束等。通过使用卡块控制间隙，防止电池单元移位，提高装配精度。导热胶的厚度为电池单元高度的1/4-2/3，便于导热胶传热，提高传热效果。使用结构胶和导热胶粘接的温度为20-30℃，有利于控制结构胶、导热胶凝固时间和表干。灌导热胶后静置至少72h，使得保温电池包强度指标满足设计要求，保温电池包方可进行下一步的搬运和运输操作。

50、较佳地，所述保温电池包设有多个卡扣组件，所述卡扣组件包括形成于所述上箱盖的边缘处和所述下箱体的边缘处，且卡合配合的凸起部与凹陷部；

51、所述将所述上箱盖与所述下箱体通过卡合连接以形成所述保温电池包，包括：

52、使用工装作用于所述上箱盖和下箱体的边缘处，向多个所述卡扣组件同时施加压力，使多个所述卡扣组件同时卡合连接。

53、在本方案中，上箱盖与下箱体通过多个卡扣组件卡合，提高连接固定效果。凸起部与凹陷部相配合的方式，便于顺滑卡入。工装用于保证上箱盖与下箱体受力均匀，便于同时将多个凸起部卡入凹陷部，提高装配效率。卡合连接的方式，相较于常规的螺栓连接，大大提高了上箱盖和下箱体的连接效率和以及连接的一致性。另外，相较于螺栓连接需要在上箱盖和下箱体上开孔而言，采用卡合连接的方式，也避免了破坏上箱盖和下箱体的结构整体性。

54、较佳地，将所述上箱盖与所述下箱体通过卡合连接以形成所述保温电池包之前，所述方法还包括：在所述上箱盖与所述下箱体之间设置密封条，并将所述密封条与所述上箱盖或所述下箱体粘接连接。

55、在本方案中，通过设置密封条，提高保温电池包的密封和保温效果。将密封条粘接在上箱盖或下箱体上，在上箱盖与下箱体装配时，防止密封条脱落或错位。

56、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

57、本发明的积极进步效果在于：在该制作方法中，多个电池单元通过粘接的方式固定在下箱体的内部，上箱盖通过卡合的方式固定在下箱体上，提高了电池包的装配效率，并且下箱体和上箱盖均是由多层复合材料粘接制成，减轻了电池箱(上箱盖和下箱体)的重量，有利于电池包的轻量化，简化了制作步骤，也能够对设于其内部的多个电池单元进行保温，提高保温效果，便于电池包能够在温差较大的环境中使用，增大电池包的环境适应性。电池模组的固定以及上箱盖与下箱体的连接避免使用螺栓，避免了对上箱盖和下箱体开设螺栓孔导致的强度降低，增强了结构的整体性。