CN111224039B - 壳体、电池组及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种壳体、电池组及装置，壳体包括：上箱体；下箱体，用于与上箱体连接，下箱体包括边框和横梁，横梁位于边框内部，横梁和边框用于围合形成两个以上容纳电池模块的容纳空间，在下箱体至上箱体的方向上，横梁凸出于边框。本发明实施例中壳体的横梁凸出于边框设置，即横梁较高，横梁较高能够增加壳体在高度方向上的结构刚度，抑制横梁发生挠曲变形，防止壳体发生变形。

Description

壳体、电池组及装置

技术领域

本发明涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种壳体、电池组及装置。

背景技术

电池包作为车载能量存储装置，其工作条件恶劣，运动状况复杂，其结构件失效时易导致短路、起火等问题，这就要求电池包具备高结构强度和高振动冲击耐受性，因此其内部结构件必须固定牢靠。

因此，亟需一种壳体、电池组及装置。

发明内容

本发明实施例提供一种壳体、电池组及装置，旨在提高电池组壳体的结构强度。

本发明实施例一方面提供了一种壳体，用于电池组，壳体包括：上箱体；下箱体，用于与上箱体连接，下箱体包括边框和横梁，横梁位于边框内部，横梁和边框用于围合形成两个以上容纳电池模块的容纳空间，在下箱体至上箱体的方向上，横梁凸出于边框。

根据本发明的一个方面，横梁包括本体部和加强部，加强部设置于本体部朝向上箱体的一侧，在下箱体至上箱体的方向上，加强部凸出于边框，且在壳体的宽度方向上，本体部的宽度大于加强部的宽度，以使位于容纳空间内的电池模块抵靠于本体部。

根据本发明的一个方面，上箱体包括顶壁，顶壁朝向下箱体凸出设置有连接部，连接部连接于横梁。

根据本发明的一个方面，上箱体还包括连接于顶壁的侧壁，侧壁由顶壁朝向下箱体延伸成型；

顶壁还包括台阶部，台阶部连接于侧壁和/或连接部，台阶部用于向位于容纳空间的电池模块提供限位力。

根据本发明的一个方面，顶壁还包括覆盖于电池模块上的覆盖部，覆盖部位于相邻的两个台阶部之间；

容纳空间用于容纳沿壳体宽度方向并排设置的两个以上电池模块，覆盖部朝向下箱体凸出形成有抵压部，抵压部用于向容纳空间内相邻的两个电池模块提供限位力。

根据本发明的一个方面，还包括底板，底板位于下箱体背离上箱体的一侧，底板朝向容纳空间的内表面设置有支撑板，支撑板用于向位于容纳空间内相邻的两组电池模块提供支撑力。

根据本发明的一个方面，下箱体还包括承载板，承载板设置于边框和/或横梁，且承载板由边框和/或横梁朝向容纳空间延伸成型，承载板用于承载容纳空间内的电池模块。

根据本发明的一个方面，边框包括：

凸台；和

沉台，位于凸台朝向容纳空间的一侧，沉台由边框沿远离上箱体的方向凹陷成型，沉台用于抵靠容纳空间内的电池模块。。

另一方面，本发明实施例还提供一种电池组，包括：上述的壳体；多个电池单体，多个电池单体并排布置于容纳空间。

又一方面，本发明实施例还提供一种使用电池组作为能源的装置，电池组包括上述的壳体。

在本发明实施例的壳体中，壳体包括上箱体和下箱体。下箱体包括边框和位于边框内的横梁，边框和横梁围合形成用于容纳电池模块的容纳空间。横梁凸出于边框设置，即横梁较高，横梁较高能够增加壳体在高度方向上的结构刚度，抑制横梁发生挠曲变形，进而防止壳体发生变形。对横梁进行加高处理，在保证结构刚度的同时还可以减小横梁的宽度，进而增大容纳空间的尺寸，当壳体用于电池组时，能够提高壳体的能量密度。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电池组的结构示意图；

图3是图2的***结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电池组的局部剖视图；

图5是图4中I处的局部放大结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种电池模块的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种壳体的下箱体的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种壳体的上箱体的结构示意图；

图9是本发明另一实施例提供的一种电池组的局部结构示意图；

图10是图9的***结构示意图；

图11是本发明另一实施例提供的一种电池模块的结构示意图；

图12是本发明另一实施例提供的一种电池组的局部剖视图；

图13是图12中II处的局部放大结构示意图；

图14是图12中III处的局部放大结构示意图。

附图标记说明：

1、电池组；2、车辆主体；

10、壳体；20、电池模块；21、电池单体；

100、上箱体；110、顶壁；111、连接部；112、覆盖部；112a、抵压部；113、台阶部；113a、第一板体；113b、第二板体；120、侧壁；121、第一侧壁；122、防爆阀；130、第一弹性垫；140、第二弹性垫；

200、下箱体；210、边框；211、凸台；212、沉台；220、横梁；221、本体部；222、加强部；230、容纳空间；240、导热垫； 250、承载板；260、器件容纳框；

300、底板；310、支撑板；

X、宽度方向；

Y、长度方向；

Z、高度方向。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图14对本发明实施例的壳体、电池组1及装置进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例首先提供一种车辆，车辆包括车辆主体2和电池组1，电池组1设置于车辆主体2。

其中，车辆为新能源汽车，其可以为纯电动汽车，也可以混合动力汽车或增程式汽车。车辆主体2设置有驱动电机，驱动电机与电池组1电连接，由电池组1提供电能，驱动电机通过传动机构与车辆主体2上的车轮连接，从而驱动汽车行进。优选地，电池组1可水平设置于车辆主体2的底部。

可以理解的是，电池组1不仅可以应用于车辆，还可以用于其他装置。本发明实施例还提供一种使用电池组1作为电源的装置，装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。

电池组1的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，请一并参阅图2和图3，图2是本发明实施例提供的一种电池组1的结构示意图，图3是图2的***结构示意图。在一些可选的实施例中，电池组1包括壳体10和设置于壳体10内的电池模块20。

电池模块20的数量为一个或多个，当电池模块20为多个时，多个电池模块20排列布置于壳体10内。

壳体10的类型不受限制，壳体10可为框状壳体10、盘状壳体10或盒状壳体10等，具体地，壳体10可包括用于容纳电池模块20的下箱体200和与下箱体200盖合的上箱体100。

在一些可选的实施例中，请一并参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种电池组1的局部剖视图。

在一些可选的实施例中，壳体10包括：上箱体100；下箱体200，用于与上箱体100连接，下箱体200包括边框210和横梁220，横梁220位于边框210内部，横梁220和边框210用于围合形成两个以上容纳电池模块20的容纳空间230，在下箱体200至上箱体100的方向上，横梁220凸出于边框210。

其中，本发明实施例所指的边框210是指下箱体200上用于围合形成所述容纳空间230的部件。在一些可选的实施例中，下箱体200还包括设置于所述边框210外侧的器件容纳框260，用于容纳其他零部件。

在本发明实施例的壳体10中，壳体10包括上箱体100和下箱体200。下箱体200包括边框210和位于边框210内的横梁220，边框210和横梁220围合形成用于容纳电池模块20的容纳空间230。

壳体10的横梁220作为承载结构，横梁220的两端固定于边框210，横梁220的中间部位受压，因此横梁220极易在竖直方向上产生挠曲变形，受力过大甚至会引发结构破坏。本发明实施例的横梁220凸出于边框210设置，即横梁220较高，能够增加壳体10在高度方向（图2中的Z方向）上的结构刚度，抑制横梁220发生挠曲变形，进而防止壳体10发生变形。对横梁220进行加高处理，在保证结构刚度的同时还可以减小横梁220的宽度，进而增大容纳空间230的尺寸，能够提高壳体10的能量密度。

此外，通过设置横梁220，还能够减小相邻两个容纳空间230之间的连通尺寸，减弱相邻两个容纳空间230内电池模块20运行时产生的相互影响。当其中一个容纳空间230内电池模块20运行发生异常，产生大量热气时，加高的横梁220能够减弱该容纳空间230内的热气对其他容纳空间230内电池模块20正常运行产生的影响。

横梁220的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，沿高度方向Z，横梁220等宽设置，即横梁220各处沿宽度方向（图2中的X方向）的截面面积相等。

在另一些可选的实施例中，横梁220包括本体部221和加强部222，加强部222设置于本体部221朝向上箱体100的一侧，加强部222凸出于边框210设置，且在壳体10的宽度方向X上，本体部221的宽度大于加强部222的宽度，以使位于容纳空间230内的电池模块20抵靠于本体部221。

在这些可选的实施例中，横梁220采用下宽上窄的方式设置，即本体部221的宽度大于加强部222的宽度，使得电池模块20抵靠于本体部221，能够减小电池模块20和本体部221的接触面积，减小因制造公差导致电池模块20和本体部221之间产生间隙的可能，提高本体部221向电池模块20施加的限位力，使得横梁220和电池模块20的接触更加紧密。此外，加强部222的宽度较小，能够在电池模块20和加强部222之间形成预定距离，当电池模块20使用的时间较长或者充放电次数较多产生膨胀时，该预定距离能够为电池单体21的膨胀提供让位。

在一些可选的实施中，加强部222和本体部221一体设置，能够提高加强部222和本体部221之间的连接强度。

在一些可选的实施中，加强部222为实心梁。

在另一些可选的实施例中，加强部222为空心梁，加强部222由板状结构体围合形成，能够减小加强部222的重量，提高电池组1的能量密度。

在一些可选的实施例中，本体部221为实心梁。

在另一些可选的实施例中，本体部221为空心梁，本体部221由板状结构体围合形成，能够减小本体部221的重量，提高电池组1的能量密度。在一些可选的实施例中，本体部221和加强部222选用浇筑工艺一体成型。

本体部221在高度方向Z上的延伸尺寸不做限定，在一些可选的实施例中，本体部221在高度方向Z上的延伸尺寸和边框210在高度方向Z上的延伸尺寸相等。在另一些可选的实施例中，本体部221在高度方向Z上的延伸尺寸为电池单体21在高度方向Z上延伸尺寸的五分之一到三分之一，即本体部221的高度H1和电池单体21的高度H2的比为1:5~1:3。本体部221的高度H1和电池单体21的高度H2在上述范围之内，既能保证本体部221具有足够的结构强度，还能够避免本体部221过高导致电池单体21和本体部221的接触面积过大。

上箱体100的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，如图3和图4所示，在一些可选的实施例中，上箱体100包括顶壁110，顶壁110朝向下箱体200凸出形成有连接部111，连接部111连接于横梁220。

在这些可选的实施中，顶壁110上设置有连接部111，连接部111和横梁220连接，不仅能够提高上箱体100和下箱体200之间的连接强度，还能够提高上箱体100对电池模块20的限位力，提高电池模块20和壳体10之间相对位置的稳定性。

当连接部111和横梁220连接后，相邻的容纳空间230彼此之间被连接部111和横梁220分隔，当其中一个容纳空间230内电池模块20运行异常并产生热气时，能够减少热气喷射至其他容纳空间230内而影响其他电池模块20的正常运行，提高电池组1的安全性能。

此外，由于横梁220较高，因此连接部111可以设置的较短，即连接部111在高度方向Z上的延伸距离较短，便于上箱体100加工成型，同时还能够保证上箱体100具有足够的结构强度，防止上箱体100发生挠曲变形。

请一并参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种电池模块20的结构示意图，在一些可选的实施例中，电池模块20包括沿长度方向（图2中的Y方向）并排设置的多个电池单体21。在一些可选的实施例中，多个电池单体21的外周包覆有箍带等以形成电池模块20。容纳空间230内可以设置有一组电池模块20，或者容纳空间230内设置有沿宽度方向X并排设置的多组电池模块20。其中，图2至图4所示的实施例中容纳空间230设置有一组电池模块20。

在一些可选的实施例中，连接部111和横梁220面-面接触，能够提高连接部111和横梁220的接触面积，保证两者之间相对位置的稳定性。在一些可选的实施例中，连接部111在宽度方向X上的延伸尺寸大于或等于横梁220上端面在宽度方向X上的延伸尺寸，使得横梁220的上端面能够和连接部111贴合，进一步提高横梁220和连接部111之间的接触面积。当横梁220包括本体部221和加强部222时，加强部222和连接部111相互连接。在一些可选的实施例中，连接部111在宽度方向X上的延伸尺寸大于或等于加强部222在宽度方向X上的延伸尺寸。

在一些可选的实施中，请一并参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种下箱体200的结构示意图。如图7所示，横梁220上设置有承载板250，承载板250朝向容纳空间230延伸成型，使得承载板250能够承载位于容纳空间230的电池模块20。在一些可选的实施例中，当横梁220包括本体部221时，承载板250由本体部221朝向容纳空间230延伸成型。承载板250不仅能够提高壳体10的结构强度，还能够向电池模块20提供支撑，防止电池模块20过重导致下箱体200变形，保证电池模块20和壳体10之间相对位置的稳定性。

在一些可选的实施例中，如图7所示，边框210包括凸台211和沉台212，沉台212位于凸台211朝向容纳空间230的一侧，沉台212由边框210沿远离上箱体100的方向凹陷成型，以使位于容纳空间230内的电池模块20能够抵靠于沉台212。

在这些可选的实施中，边框210朝向容纳空间230的一侧凹陷形成有沉台212，位于容纳空间230的电池模块20和沉台212相抵靠，能够减小电池模块20和边框210之间的接触面积，减小因制造公差导致电池模块20和沉台212之间出现间隙的可能，使得电池模块20和边框210之间的接触更加紧密。

沉台212在高度方向上的延伸尺寸不做限定，在一些可选的实施例中，沉台212在高度方向Z上的延伸尺寸小于横梁220的本体部221在高度方向Z上的延伸尺寸。或者沉台212在高度方向Z上的延伸尺寸等于本体部221在高度方向Z上的延伸尺寸。

边框210上设置有承载板250，承载板250由边框210朝向容纳空间230延伸成型，以使承载板250能够承载位于容纳空间230的电池模块20。当边框210包括沉台212时，承载板250由沉台212朝向容纳空间230延伸成型。

在一些优选的实施例中，如图4-图7所示，横梁220和边框210上均设置有承载板250。当电池模块20与下箱体200之间设置有导热垫240时，导热垫240位于相邻的承载板250之间，通过承载板250向电池模块20提供承载力，还能够减小电池模块20对导热垫240施加的作用力，避免导热垫240被压坏而影响导热垫240的使用寿命。

在一些可选的实施例中，边框210上还设置有螺纹孔，当边框210包括凸台211时，凸台211上设置有螺纹孔，使得上箱体100能够通过螺栓连接于下箱体200。

如图3至图5所示，在一些可选的实施例中，上箱体100还包括连接于顶壁110的侧壁120，侧壁120由顶壁110朝向下箱体200延伸成型。在一些可选的实施例中，顶壁110上还设置有台阶部113，台阶部113连接于侧壁120和/或连接部111，以通过台阶部113向位于容纳空间230的电池模块20提供限位力。

在这些可选的实施中，顶壁110上设置有台阶部113，台阶部113连接于侧壁120和/或连接部111，台阶部113能够向电池模块20提供两个方向上的限位力，保证电池模块20和壳体10之间相对位置的稳定性。

在一些可选的实施例中，侧壁120还包括第一侧壁121，第一侧壁121上设置有防爆阀122。在一些可选的实施例中，第一侧壁121对应于各容纳空间230均设置有防爆阀122。在一些可选的实施例中，第一侧壁121位于电池模块20长度方向Y的一侧，即第一侧壁121位于电池模块20中各电池单体21并排设置的一侧。

图3至图8所示，在一些可选的实施例中，顶壁110还包括覆盖部112，覆盖部112位于相邻的台阶部113之间以覆盖容纳空间230内的电池模块20。为了给电池模块20顶部的线束等让位，覆盖部112由台阶部113朝背离下箱体200的方向凸出形成，以在覆盖部112和电池模块20之间形成让位间隙。

台阶部113的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，台阶部113包括第一板体113a和第二板体113b。第一板体113a由沿背离覆盖部112的方向延伸成型，以使第一板体113a与电池模块20的顶部相互抵接，且第一板体113a向电池模块20提供朝向下箱体200的限位力；第二板体113b由第一板体113a沿朝向下箱体200的方向延伸成型，以使第二板体113b与电池模块20的侧部相互抵接，第二板体113b向电池模块20提供沿宽度方向X的限位力。

在一些可选的实施例中，台阶部113与电池模块20之间设置有第一弹性垫130，第一弹性垫130可以为海绵垫、泡棉垫等，以防止台阶部113与电池单体21相互磕碰影响壳体10或电池模块20的使用寿命。

在一些可选的实施例中，第一弹性垫130与第一板体113a和第二板体113b相互贴合，使得第一板体113a和第二板体113b通过第一弹性垫130和电池模块20相互抵接。

请一并参阅图9至图14，图9至图13是本发明另一实施例提供的一种电池组的结构示意图。其中，图9仅示出了另一实施例提供的一种电池组的部分结构示意图，仅为了展示与前一个实施例不同之处，其与前一个实施例的不同之处在于容纳空间230内设置有两组电池模块20。

在一些可选的实施例中，当容纳空间230内并排设置有两组以上的电池模块20时，覆盖部112上还设置有抵压部112a，抵压部112a由覆盖部112朝向下箱体200凸出形成，抵压部112a对应于相邻两个电池模块20设置，使得抵压部112a能够向相邻两个电池模块20提供限位力。

在一些可选的实施例中，抵压部112a对应于相邻两个电池模块20之间的邻接位置处设置，抵压部112a由邻接位置处向下抵压两个电池模块20，能够防止两个电池模块20沿朝向上箱体100的方向倾斜。

在一些可选的实施例中，抵压部112a与电池模块20之间设置有第二弹性垫140，抵压部112a通过第二弹性垫140和电池模块20相互抵接。以防止电池模块20上的棱角划伤抵压部112a，提高壳体10的使用寿命。

第二弹性垫140可以为海绵垫、泡棉垫等，只要第二弹性垫140具有一定的弹性即可。在一些可选的实施例中，第二弹性垫140和第一弹性垫130的材质相同。

在一些可选的实施例中，下箱体200背离上箱体100的一侧还设置有底板300，底板300可以为液冷板。在一些可选的实施例中，当容纳空间230内设置有两排以上的电池模块20时，底板300上还设置有支撑板310，支撑板310对应设置于相邻的两组电池模块20之间，以通过支撑板310能够同时向相邻的两组电池模块20提供支撑力，防止相邻的两组电池模块20在其相邻位置向背离上箱体100的方向倾斜变形。

在一些可选的实施例中，支撑板310对应于相邻两个电池模块20之间的邻接位置处设置，支撑板310由邻接位置处向上承载两个电池模块20，能够防止两个电池模块20沿朝向下倾斜。向上是指朝向上箱体100的方向，向下是指背离上箱体100的方向。

如图12至图14所示，优选的，当容纳空间230内设置有两组以上的电池模块20时，覆盖部112上设置有抵压部112a，底板300与电池模块20之间设置有支撑板310，通过支撑板310和覆盖部112能够防止相邻的两组电池模块20发生倾斜，保证电池模块20和壳体10之间相对位置的稳定性。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而***体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (8)

1.一种电池组，其特征在于，所述电池组包括壳体和电池模块，所述壳体包括上箱体和下箱体；

所述上箱体包括顶壁和连接于所述顶壁的侧壁，所述侧壁由所述顶壁朝向所述下箱体延伸成型，所述顶壁朝向所述下箱体凸出设置有连接部；

所述下箱体用于与所述上箱体连接，所述下箱体包括边框和横梁，所述横梁位于所述边框内部，所述横梁和所述边框用于围合形成两个以上容纳所述电池模块的容纳空间，在所述下箱体至所述上箱体的方向上，所述横梁凸出于所述边框，所述电池模块凸出于所述横梁设置，且所述横梁连接于所述连接部；

其中，所述顶壁还包括台阶部，所述台阶部用于向位于所述容纳空间的所述电池模块提供限位力。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述横梁包括本体部和加强部，所述加强部设置于所述本体部朝向所述上箱体的一侧，在所述下箱体至所述上箱体的方向上，所述加强部凸出于所述边框，且在所述壳体的宽度方向上，所述本体部的宽度大于所述加强部的宽度，以使位于所述容纳空间内的所述电池模块抵靠于所述本体部。

3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述台阶部连接于所述侧壁和/或所述连接部。

4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述顶壁还包括覆盖于所述电池模块上的覆盖部，所述覆盖部位于相邻的两个所述台阶部之间；

所述容纳空间用于容纳沿所述壳体宽度方向并排设置的两个以上所述电池模块，所述覆盖部朝向所述下箱体凸出形成有抵压部，所述抵压部用于向所述容纳空间内相邻的两个所述电池模块提供限位力。

5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，所述壳体还包括底板，所述底板位于所述下箱体背离所述上箱体的一侧，所述底板朝向所述容纳空间的内表面设置有支撑板，所述支撑板用于向位于所述容纳空间内相邻的两组所述电池模块提供支撑力。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池组，其特征在于，所述下箱体还包括承载板，所述承载板设置于所述边框和/或所述横梁，且所述承载板由所述边框和/或所述横梁朝向所述容纳空间延伸成型，所述承载板用于承载所述容纳空间内的所述电池模块。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电池组，其特征在于，所述边框包括：

凸台；和

沉台，位于所述凸台朝向所述容纳空间的一侧，所述沉台由所述边框沿远离所述上箱体的方向凹陷成型，所述沉台用于抵靠所述容纳空间内的所述电池模块。

8.一种使用电池组作为能源的装置，其特征在于，所述电池组包括权利要求1-7任一项所述的电池组。

Images