技术领域
[0001] 本实用新型属于
电动车技术领域，尤其涉及一种动力电池系统箱体。
背景技术
[0002] 目前，
锂离子电池具有比
能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式
电子设备上如
移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动
汽车、电动
自行车以及电动工具等大中型纯电动乘用车方面，因此对锂离子电池的安全性能要求越来越高。
[0003] 动力电池系统是纯电动乘用车的
能源存储和供给系统，是纯电动乘用车的一种重要组成部件，其箱体需要能够承装一个或多个动力
电池组、
蓄电池管理系统以及相应的辅助元器件。因此，动力电池系统箱体的空间布置比较严格，既不能影响乘坐人员的乘坐舒适性，也不能影响整车动力性能。
[0004] 当前，纯电动汽车为满足日常使用要求，其所携带的电池能量通常需要达到30千瓦时甚至更高，重量一般达到300公斤以上。并且，电动汽车的性能要求比较严格，而其空间又往往比较紧凑。因此，当前用于电动汽车的动力电池系统既需要具有足够的结构强度以满足承重及安全要求，又需要满足车辆对电池系统提出的体积小、重量轻的要求。
[0005] 因此，本实用新型提供一种纯电动汽车用动力电池系统箱体，该动力电池系统箱体不仅具备较高的空间利用率，而且能够满足纯电动汽车对动力电池系统及其辅助器件的承载要求；从而解决现有纯电动乘用车的动力电池系统箱体空间利用率不高、承载性能、防撞性能差等问题。实用新型内容
[0006] 针对
现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种能够满足纯电动汽车对动力电池系统及其辅助器件的承载要求；解决现有纯电动乘用车的动力电池系统箱体空间利用率不高、承载性能、防撞性能差等问题的动力电池系统箱体，
[0007] 本实用新型是这样实现的，一种动力电池系统箱体，该箱体包括电池箱上盖、下箱体；设置电池箱上盖、下箱体之间
密封圈；
[0008] 电池箱上盖包括槽状结构的上盖本体，上盖本体的边缘形成了上
法兰折边，上盖本体的上法兰折边上均布设有安装孔，安装孔内配置拉铆
螺栓；相邻的安装孔之间设有向着上法兰折边下表面凸出的压力平衡槽；在上盖本体的侧面设有与上盖本体内腔连通的气体压力平衡
阀安装孔；
[0009] 下箱体，由两个侧板、前板、后板以及
底板拼焊而成；下箱体内形成动力电池安装腔体；两侧板结构相同，且呈镜向对称
焊接在底板的两侧；侧板的外侧设有与
车身防撞梁对应连接的防撞梁挂
耳、与车身底盘对应连接的底盘挂耳；所述前板的外侧设有与车身防撞梁对应连接的防撞梁挂耳；前板上还设有高压线路及
水路的接
插件安装孔；所述后板的内侧面设有二层
支架安装槽；所述的底板的上表面设有数个连通储水槽；在腔体内两侧和底板之间焊接有数个平行设置的内
支撑梁组件；相邻的两个内支撑组件形成电池模组安装室；电池模组安装室的底部设有储水槽；
[0010] 所述内支撑梁组件包括承载梁、模组支撑梁；所述承载梁竖直焊接在模组支撑梁的上表面；所述模组支撑梁的下表面与下箱体的底板焊接，承载梁的两端分别与下箱体对应侧的侧板的内表面焊接；
[0011] 在下箱体的后端设有二层支架，二层支架与后板之间形成电池模组安装室；二层支架的两端与下箱体对应侧的侧板内表面通过
紧固件连接；二层支架的后部通过紧固件安装在二层支架安装槽内；二层支架与后板之间设有底部支撑梁；电池模组安装在底部支撑梁的上表面；还包括箱体防撞结构；箱体防撞结构包括焊接为一体前防撞梁、左防撞梁和右防撞梁；所述前防撞梁安装在下箱体的前端，左防撞梁和右防撞梁分别对应安装在下箱体的左右两侧。
[0012] 在上述技术方案中，优选的：所述承载梁包括U型承载梁主体，在承载梁主体的两端设有倾斜向下的坡口，坡口的上表面焊接有吸能板，所述吸能板和承载梁主体两端形成吸能盒结构。
[0013] 在上述技术方案中，优选的：所述模组支撑梁包括水平连接部和拱高部；其中水平连接部与底板进行焊接；拱高部的上表面与承载梁焊接，并且在承载梁的两侧预留有电池模组支撑面；在电池模组支撑面上沿长度方向均布电池模组连接孔，电池模组连接孔的下表面焊接有电池模组紧固
螺母；
[0014] 在上述技术方案中，优选的：在拱高部的上表面中间
位置向下设有调整振动
频率的槽；对应槽的位置底板上述设有相对应调整振动频率的凸起。
[0015] 上述的槽的形状为半圆形、矩形、梯形。
[0016] 在上述技术方案中，优选的：密封圈采用
哑铃式结构，包括两个结构相同的密封部，两个密封部之间通过过渡部一体
注塑成型；所述过渡部上设有与上法兰折边上的安装孔对应的通孔；两个密封部的截面形成为菱形结构，其内设有中心孔，密封部的
侧壁设有与中心孔连通的排气口。
[0017] 在上述技术方案中，优选的：所述前防撞梁的前侧面安装有防水板支架；前防撞梁上设有与下箱体前板上的防撞梁挂耳对应安装孔，所述安装孔内穿装连接螺栓连接防撞梁挂耳和前防撞梁；
[0018] 在上述技术方案中，优选的：所述左防撞梁和右防撞梁的结构相同，并且呈镜像对称安装在下箱体的两侧；包括L型板和防撞梁底板以及焊接在L型板和防撞梁底板外围的防撞梁侧板，L型板的水平板的上表面焊接车身连接板，车身连接板的下表面沿长度方向均布设有支撑筒，支撑筒向下延伸至防撞梁底板；L型板和防撞梁底板围合一个封闭的腔体，在腔体内设有蜂窝状支撑结构，蜂窝状支撑结构由上蜂窝板和下蜂窝板镜像拼焊而成，对应上蜂窝板和下蜂窝板焊接位置L型板和防撞梁底板上设有焊接工艺孔；L型板的上表面对应下箱体侧板外表面的防撞梁挂耳设有防撞梁挂耳放置槽；防撞梁挂耳放置槽内设有连接孔，连接孔内安装连接螺栓连接左防撞梁和右防撞梁。
[0019] 本实用新型具有的优点和积极效果：本实用新型提供的动力电池系统箱体，整体强度增大，有效提高箱体载重承受能力，空间利用率高，满足了车辆对电池系统空间和结构强度的要求，箱体与整车配合良好、装配便捷、便于维修，有利于在生产中应用推广，具有重大的生产实践意义。
附图说明
[0020] 图1是本实用新型结构示意图；
[0021] 图2是本实用新型立体结构示意图；
[0022] 图3是本实用新型立体分解图；
[0023] 图4是电池箱上盖结构示意图；
[0024] 图5是图4中I部放大图；
[0025] 图6是下箱体结构示意图；
[0026] 图7是下箱体去掉前板后局部截面结构示意图
[0027] 图8是内支撑梁组件结构示意图；
[0028] 图9是图8中II部放大图；
[0029] 图10和图11是箱体防撞结构示意图；
[0030] 图12是密封圈结构示意图；
[0031] 图13是密封圈截面结构示意图；
[0032] 图14是电池模组布置结构示意图；
[0033] 图中、10、电池箱上盖；11、上盖本体；12、上法兰折边；13、安装孔； 14、拉铆螺栓；15、压力平衡槽；16、气体压力平衡阀安装孔；16-1、气体压力平衡阀；20、下箱体；20-1、下法兰折边；21、侧板；21-1、防撞梁挂耳； 21-2、底盘挂耳；22、前板；22-20、高压接插件安装孔；
22-21、水路接插件安装孔；23、后板；23-1、二层支架安装槽；24、底板；24-1、储水槽；24-2、凸起；25、动力电池安装腔体；26、内支撑梁组件；26-1、承载梁；26-10、U 型承载梁主体；26-
11、吸能板；26-12、吸能盒结构；26-2、模组支撑梁；26-20、水平连接部；26-21、拱高部；26-
210、槽；26-22、电池模组支撑面；26-23、电池模组连接孔；26-24、电池模组紧固螺母；
[0034] 30、密封圈；31、密封部；310、过渡部；32、通孔；33、中心孔；34、排气口；
[0035] 40、箱体防撞结构；41、前防撞梁；41-1、安装孔；42、左防撞梁；42-1、 L型板；42-2、防撞梁底板；42-3、车身连接板；42-4、支撑筒；42-5、防撞梁侧板；42-6、蜂窝状支撑结构；42-60、上蜂窝板；42-61、下蜂窝板；42-62、焊接工艺孔；42-7、防撞梁挂耳放置槽；42-8、连接孔；43、右防撞梁；44、防水板支架。
具体实施方式
[0036] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合
实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0037] 为了进一步说明本实用新型的具体特征，下面结合相关附图进行详细说明，具体请参见图1至图14。
[0038] 一种动力电池系统箱体，该箱体包括电池箱上盖10、下箱体20；设置电池箱上盖、下箱体之间密封圈30；
[0039] 电池箱上盖10，包括上盖本体11，上盖本体的边缘形成了上法兰折边12，上盖本体的上法兰折边上均布设有安装孔13，安装孔内配置拉铆螺栓14，拉铆螺栓14用于与电池箱下箱体连接；相邻的安装孔之间设有向着上法兰折边下表面凸出的压力平衡槽15；
冲压而成的压力平衡槽15在上法兰折边下表面形成条状突出，起到了加强筋的作用，有效防止上法兰折边的
变形；同时对密封圈进行压力补偿，保证两个相邻安装孔13之间长度方向上密封圈的压缩量一致，实现动力电池系统箱体的有效密封；在上盖本体的侧面设有与上盖本体内腔连通的气体压力平衡阀安装孔16，在实际设置时气体压力平衡阀安装孔设置两个，两个气体压力平衡阀安装孔相对于电池箱上盖的成对
角分布；安装孔上安装气体压力平衡阀16-1，用于平衡动力电池系统箱体内外的气体压力，避免电池系统箱体内外产生压力差，保证电池系统的运行的安全型，例如，当动力电池系统箱体内电池发生热失控时，动力电池系统箱体内部的高压气体通过气体压力平衡阀排放电池系统箱体的外部，避免电池系统箱体内部气体压力集聚产生安全隐患；电池箱上盖10为非承载部件，轻量化设计，为降低箱体重量，采用厚度为0.8mm
冷轧薄板冲压成型，成型较好；采用的整板冷轧冲压技术一体成型，一体成型的保证上盖的尺寸的稳定型、密封型、一致性，基于上盖有复杂的曲面设计，解决了传统拼焊工艺无法实现的造型要求；冷轧冲压技术大大提高了生产效率。采用板材的厚度为0.8mm冷轧薄板，其Yield(屈服)为 120-220MPa；Tensile(抗拉)为260-350MPa；在动力电池箱领域属于首创，即采用大尺寸薄板在满足承载要求、密封的要求下一体冲压成型加工中，保证了电池箱上盖的稳定型、密封型、一致性。
[0040] 下箱体20，由两个侧板21、前板22、后板23以及底板24拼焊而成；所述侧板21、前板22、后板23以及底板24的上部设有与上盖本体的上法兰折边 12配合的下法兰折边20-1，所述上法兰折边12和下法兰折边20-1之间设置密封圈30；所述侧板21、前板22、后板23以及底板24选用Yield(屈服)为260-320 MPa；Tensile(抗拉)为360-440MPa；上述的侧板21、前板
22、后板23以及底板24由冷轧
钢板冲压而成，并通过
点焊或弧焊连接形成下箱体；具有较高
刚度和强度，能够承受较大
载荷；由于拔模角度、空间，车身限制，外观形状，无法采用整体一体冲压来实现，并且一体成型做了实验，实验结果均已失败告终，因此只能采用拼装式下箱体，满足空间、加工、车身配装要求，电池的能力
密度的要求；采用拼焊结构，具体结构如下：
[0041] 下箱体内形成动力电池安装腔体25；两侧板21结构相同，且呈镜向对称焊接在底板24的两侧；在侧板21的外侧设有与车身防撞梁对应连接的防撞梁挂耳21-1、与车身底盘对应连接的底盘挂耳21-2；所述前板22的外侧设有与车身防撞梁对应连接的防撞梁挂耳21-1；上述挂耳的设计满足下箱体与防撞梁、车身的连接，提高了动力电池系统箱体与车身的整体性和
稳定性。
[0042] 鉴于整车的冷却系统和高压系统总布置位于前
机舱内侧，采用就近顺向连接的设计布局，在前板上还设有高压接插件安装孔22-20和水路接插件安装孔 22-21；这种设计布局能实现整车和电池系统集约化的设计布局，能有效提升整车的线路布局，通过此结构减少线路和水路的长度、接头的数量、提升整车的安全可靠性。
[0043] 所述后板23的内侧面设有二层支架安装槽23-1；二层支架安装槽23-1用于安装第二层电池模组的二层支架28，此设计目的在于扩大箱体的空间利用率。
[0044] 所述的底板的上表面设有数个连通储水槽24-1；储水槽24-1是由底板一次冲压而成，在底板的下表面形成突出条状结构，起到了加强底板的作用，同时在底板内表面能够储存少量的水，例如，由于电池箱体内
温度的变化而形成的
凝结水或者汽车涉水过程少量的渗漏水。
[0045] 在腔体内两侧和底板之间焊接有数个平行设置的内支撑梁组件26；相邻的两个内支撑梁组件形成电池模组安装室27；
[0046] 所述内支撑梁组件26包括承载梁26-1、模组支撑梁26-2；所述承载梁26-1 竖直焊接在模组支撑梁26-2的上表面；所述模组支撑梁26-2的下表面与下箱体的底板24焊接，承载梁26-1的两端分别与下箱体对应侧的侧板21的内表面焊接；承载梁26-1起到主承载的作用，用于保护电池模组，其选用的板材的Yield(屈服)大于700MPa；Tensile(抗拉)为750MPa；具有较高刚度和强度，能够承受较大载荷；模组支撑梁26-2在选配时选择强度低于承载梁26-1板材，具体优选为Yield(屈服)260-320MPa；Tensile(抗拉)为360-440MPa；模组支撑梁用于安装固定支撑电池模组，具有良好韧性，起到减震作用。
[0047] 优选的，所述承载梁26-1包括U型承载梁主体26-10，U型承载梁主体起到了主要承载的作用，同时还起到了分隔作用，将下箱体分割成独立的电池模组安装室；在承载梁主体的两端设有倾斜向下的坡口，坡口的上表面焊接有吸能板26-11，所述吸能板和承载梁主体两端形成吸能盒结构26-12。
[0048] 由于拼焊结构，部分弱化吸能盒的承载强度，焊接完成后吸能盒是承载梁主体承载强度的80％左右，当发生
挤压时，吸能盒先于承载梁主体变形，进而起到吸收冲击力的作用，进而保护了承载梁主体。
[0049] 优选的，所述模组支撑梁26-2包括水平连接部26-20和拱高部26-21；其中水平连接部与底板24进行焊接；拱高部26-21的上表面与承载梁26-1焊接，并且在承载梁的两侧预留有电池模组支撑面26-22；在电池模组支撑面上沿长度方向均布电池模组连接孔26-23，电池模组连接孔的下表面焊接有电池模组紧固螺母26-24。
[0050] 优选的，在拱高部26-21的上表面中间位置向下设有调整振动频率的槽 26-210；槽的形状为半圆形、矩形、梯形；对应槽的位置底板24上述设有相对应调整振动频率的凸起
24-2。上述设计避免因动力电池系统箱体振动过程中电池模组与电池箱体发生共震，降低了噪音的产生，同时也保护了电池模组。
[0051] 在下箱体20的后端设有二层支架28，二层支架与后板之间形成电池模组安装室28-1；二层支架的两端与下箱体对应侧的侧板内表面通过紧固件连接；二层支架的后部通过紧固件安装在二层支架安装槽23-1内；电池模组安装在二层支架28的上表面；二层支架主要作用是安装电池模组，其选用的板材的 Yield(屈服)340—420MPa；Tensile(抗拉)为
410-510MPa；二层支架的结构设计满足了结构强度和安全需求，整车耐久和冲击要求，满足冷却和加热系统装配集成要求，该设计能够集约空间并满足系统集成要求，大幅提升电池系统
能量密度，有效利用整车内部空间。
[0052] 还包括箱体防撞结构40；主要起到连接电池箱体和车身的作用；同时在发生碰撞时将车身传递来的冲击力首先进行吸能溃缩；减少冲击力对电池箱体的直接冲击，起到了很好的防护作用。
[0053] 箱体防撞结构40包括焊接为一体前防撞梁41、左防撞梁42和右防撞梁43；所述前防撞梁41安装在下箱体20的前端，左防撞梁42和右防撞梁43分别对应安装在下箱体20的左右两侧。这种结构可以很好满足电动汽车对电池系统箱体碰撞安全的要求，并且安装维修方便。
[0054] 在进一步来说，在下箱体的后板外侧面、侧板外侧对应二层支架28位置均焊接有条状防撞突起。起到对电池箱后部区域的保护作用。
[0055] 优选的，所述前防撞梁41的前侧面安装有防水板支架44，所述防水板支架上安装防水板；前防撞梁上设有与下箱体前板上的防撞梁挂耳对应安装孔 41-1，所述安装孔内穿装连接螺栓连接防撞梁挂耳和前防撞梁41。
[0056] 优选的，所述左防撞梁42和右防撞梁43的结构相同，并且呈镜像对称安装在下箱体的两侧；包括L型板42-1和防撞梁底板42-2以及焊接在L型板42-1 和防撞梁底板42-2外围的防撞梁侧板42-5，L型板的水平板的上表面焊接车身连接板42-3，车身连接板的下表面沿长度方向均布设有支撑筒42-4，支撑筒向下延伸至防撞梁底板42-2；支撑筒42-4一方面起到支撑的作用，另一方面用于穿装连接螺栓；L型板和防撞梁底板围合一个封闭的腔体，在腔体内设有蜂窝状支撑结构42-6，内部采用蜂窝结构设计形式，具有较高的吸能和缓冲特点。蜂窝状支撑结构由上蜂窝板42-60和下蜂窝板42-61镜像拼焊而成；对应上蜂窝板42-60和下蜂窝板42-61焊接位置L型板和防撞梁底板42-2上设有焊接工艺孔42-62，L型板的上表面对应下箱体侧板外表面的防撞梁挂耳设有防撞梁挂耳放置槽42-7；防撞梁挂耳放置槽内设有连接孔42-8，连接孔内通过连接螺栓连接左防撞梁42和右防撞梁43。左防撞梁42和右防撞梁43防撞梁蜂窝结构的L型板42-1和防撞梁底板42-2采用屈服700Mpa高强钢与上蜂窝板42-60和下蜂窝板42-61采用点焊和弧焊拼接而成，具有较高的吸能和缓冲特点。
[0057] 优选的，密封圈30采用哑铃式结构，包括两个结构相同的密封部31，两个密封部之间通过过渡部310一体注塑成型；所述过渡部上设有与上法兰折边上的安装孔对应的通孔32；所述通孔内安装有拉铆螺帽，所述拉铆螺帽与电池箱上盖上法兰折边安装孔13内配置拉铆螺栓14
螺纹连接；两个密封部的截面形成为菱形结构，其内设有中心孔33，密封部的侧壁设有与中心孔连通的排气口34。采用该种结构的密封圈具有良好的
密封性能，同时还具有密封补偿，同时对当箱体内产生爆炸产生的高压具有定向排气的作用。
[0058] 综上所述，本实用新型提供的动力电池系统箱体，整体强度增大，有效提高箱体载重承受能力，空间利用率高，满足了车辆对电池系统空间和结构强度的要求，另外在选材上在保证强度的情况下又考虑轻量化设计，根据不同的部位进行合理的选材，箱体与整车配合良好、装配便捷、便于维修，有利于在生产中应用推广，具有重大的生产实践意义。
[0059] 按照国标GB/T-31467.3进行侧部100KN挤压，挤压方式采用纵向挤压远高于国标横向挤压方式，。仿真结果未见电池模组收到
接触应力，实际验证后未见防撞梁明显变形。
[0060] 采用29Km/h时速对整车进行侧边柱碰。防撞梁对电池箱体和电池模组有效保护。电池未发现变形，开裂和破坏痕迹。
[0061] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
