CN114024076A - 一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其中包括电池包铝箱体边框以及固定于电池包铝箱体边框上的底护盖，所述电池包铝箱体边框不采用底部平面式结构，所述电池包铝箱体边框上设置有第一台阶和第二台阶，所述电池包铝箱体边框通过第二台阶焊接固定有位于底护盖上方的液冷板，且电池包铝箱体边框通过第一台阶与所述底护盖焊接。本方案中液冷板仅需要与边框分段搅拌摩擦焊满足焊接强度要求，液冷板与边框的焊接这一层级无密封要求，底部防护采用高强度冲压铝板材底护盖与边框进行搅拌摩擦焊整体焊缝密封性能好，中部横纵梁焊接过孔穿透冷板及底护盖进行搅拌摩擦焊，能够将产品的合格率提升至95％以上。

Description

一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体。
背景技术
随着全球环境恶化和资源减少等问题的出现，各大汽车厂将视线转移到新能源汽车上。混合动力汽车、纯电动汽车、增程式电动汽车等各种电动汽车层出不穷。在新能源电动汽车上，动力电池***是关键零部件。随着动力电池***的需求量日益增加，以及对电池包的生产效率及一致性要求逐步提高，且目前乘用车的动力电池***的高度空间越来越小，为了尽量压缩动力电池***的内部设计组合层级，降低整体高度，动力电池***的下壳体与液冷板的集成化设计势在必行。
目前行业上液冷板与电池包下箱体的集成方式主要是液冷板与铝合金箱体框架采用FDS(旋转攻丝铆接)工艺，液冷板与下箱体的边框密封采用贴合面涂胶内侧安装密封条极性密封，然后在下箱体边框上通过螺栓安装钢板材底护盖对液冷板进行防护的方案。此方案存在产品集成加工工序多、FDS及安装底护盖加工时间长、操作人员多、密封胶涂胶施工环境及产品表面洁净度要求高、FDS铆接的一次成品率仅在60％左右、涂胶后的铆接密封失效返修困难或无法返修、及产品成本高的问题；FDS铆钉铆接处有微漏情况直接影响产品可靠性；FDS集成工艺的产品产能提升困难；产线复制费用高等诸多问题。
发明内容
(一)发明目的
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，以实现更低的制造成本和更好的使用效果。
(二)技术方案
为达到上述技术目的，本发明提供了一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体：
其包括电池包铝箱体边框以及固定于电池包铝箱体边框上的底护盖，所述电池包铝箱体边框不采用底部平面式结构，所述电池包铝箱体边框上设置有第一台阶和第二台阶，所述电池包铝箱体边框通过第二台阶焊接固定有位于底护盖上方的液冷板，且电池包铝箱体边框通过第一台阶与所述底护盖焊接，所述电池包铝箱体边框上固定安装有液冷管，液冷管用于所述液冷板与液冷机构之间的连接。
优选的，所述电池包铝箱体边框上固定有纵梁和横梁，横梁上卡接有吊装件，所述吊装件的下端贯穿横梁并与底护盖焊接。
优选的，所述底护盖上带有焊接过孔，横梁的底部带有贯穿液冷板与底护盖的局部凸起，液冷板与铝箱体边框之间通过第一搅拌摩擦焊焊缝焊接，吊装件与局部凸起的下端与焊接过孔之间通过第二搅拌摩擦焊焊缝焊接，所述底护盖与纵梁和横梁通过第三搅拌摩擦焊焊缝焊接。
优选的，所述液冷板和底护盖之间铺设有用于对液冷板进行支撑并减小液冷板与底护盖之间的位移干涉和温度场影响的隔热垫,所述隔热垫为弹性的隔热材料制成。
优选的，所述电池包铝箱体边框为铝合金边框挤压型材制成。
优选的，所述液冷板上设置有通孔和排水孔，用于横梁纵梁局部焊接凸起点的下端贯穿通孔。
优选的，所述第二台阶与液冷板之间的焊接采用第一搅拌摩擦焊焊缝焊接。
优选的，所述横梁上设置有卡槽，吊装件的下端卡接于卡槽内。
优选的，所述液冷板的导热表面不做绝缘涂层处理，且液冷板与液冷模组间设置有耐压导热软垫。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下有益效果：
(1)液冷板与电池包下箱体的集成采用搅拌摩擦焊，液冷板边缘退到电池包铝箱体边框内侧，仅需要与边框分段搅拌摩擦焊，产品焊接满足强度要求，液冷板与电池包铝箱体边框无密封要求，因此产品搅拌摩擦的产品的合格率提升至95％以上，从而降低了产品返修多报废率高的问题，很大程度降低产品成本。
(2)液冷板的平面导热不做绝缘涂层处理，液冷板与模组间采用耐压导热软垫对模组与液冷板之间进行传热，并通过弹性吸收液冷板与模组配合间隙偏差，导热垫具有良好的耐电压耐挤压特性，液冷板表面不需要做额外的绝缘涂层降低了产品成本，采用导热垫后，动力电池***在PACK装配时无需进行导热凝胶的涂覆。导热凝胶的涂覆需要有专用的涂胶工作站，且涂胶后仅有2小时左右的施工时间，如产品在生产过程中出现异常停线情况，涂胶后的产品超时就无法使用，需要对胶进行清除，不便于多品种产品共线的生产。本方案不带绝缘涂层的冷板加导热垫的方式产品成品低、生产成本低、生产节拍快、产线无特殊要求。
(3)底护盖采用6系或更高强度牌号的铝合金板材冲压而成，铝合金板材底护盖边缘与电池包铝箱体边框采用搅拌摩擦焊满焊，中部与电池包下箱体纵梁横梁也采用搅拌摩擦焊，提高了生产效率同时消除了密封风险，且无需使用额外的密封材料，使产品加工成品和物料成本降低。
(4)底护盖与液冷板底部的流道板之间铺垫一层弹性的支撑隔热垫，对液冷板进行支撑，减小液冷板与底护盖之间的位移干涉风险，同时减小底护盖对液冷板温度场的影响，降低整车制热、制冷时的额外功率损失，降低整车能耗提升整车动力性经济性。
(5)本方案液冷板与电池包铝箱体边框无密封要求，故液冷板可以开工艺孔，用于动力电池包***PACK的铜排线束固定，箱体无需额外焊接固定支架及结构，降低产品成品。
(6)本方案液冷板与电池包铝箱体边框无密封要求，故液冷板可在动力电池***内的液管下方开排水口，在出现异常水管脱落或插接位置漏液情况时，可使冷却液快速排入底护盖与冷板之间，减小冷却液对动力电池***内部电芯、电器元气件、线束、管理***等的浸泡影响，消除安全隐患，降低整包维修成本。
(7)动力电池***与整车中部的吊装件采用搅拌摩擦焊进行连接和密封，解决了FDS工艺的吊装点使用钢制拧紧组件并配合使用密封圈的设计物料多、成本高、装配复杂的问题，直接采用搅拌摩擦焊工艺简单，密封性能好，生产效率高，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体的结构示意图。
图2为本发明提供的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体的吊装件布置示意图。
图3为本发明提供的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体的液冷板布置示意图。
图4为本发明提供的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体的通孔位置布置示意图。
图5为本发明提供的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体的第二搅拌摩擦焊焊缝示意图。
附图说明：1电池包铝箱体边框、101第一台阶、102第二台阶、2液冷板、21通孔、22排水孔、3隔热垫、4底护盖、41焊接过孔、5液冷管、6纵梁、7横梁、71局部凸起、8吊装件、9第一搅拌摩擦焊焊缝、10卡槽、11第二搅拌摩擦焊焊缝、12第三搅拌摩擦焊焊缝、13耐压导热软垫。
具体实施方式
下文的描述本质上仅是示例性的而并非意图限制本公开、应用及用途。应当理解，在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指示相同的或相似的零件及特征。各个附图仅示意性地表示了本公开的实施方式的构思和原理，并不一定示出了本公开各个实施方式的具体尺寸及其比例。在特定的附图中的特定部分可能采用夸张的方式来图示本公开的实施方式的相关细节或结构。
参照图1-5：
实施例一
一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，包括电池包铝箱体边框1以及固定于电池包铝箱体边框1上的底护盖4，电池包铝箱体边框1不采用底部平面式结构，电池包铝箱体边框1上设置有第一台阶101和第二台阶102，电池包铝箱体边框1通过第一台阶101焊接固定有位于底护盖4上方的液冷板2，且电池包铝箱体边框1通过第一台阶101与底护盖4焊接，电池包铝箱体边框1上固定安装有液冷管5，液冷管5用于液冷板2与液冷机构之间的连接。液冷机构是外接的现有技术，在本方案中不需要再次阐述了，其是本领域技术人员知晓的。
进一步的，电池包铝箱体边框1为铝合金边框挤压型材制成。其次，底护盖4采用6系或更高强度牌号的铝合金板材冲压制成。具体的，第二台阶102与液冷板2之间的焊接采用第一搅拌摩擦焊焊缝9焊接。
需要说明的是，液冷板2的与电池包下箱体的集成采用搅拌摩擦焊，液冷板2边缘退到电池包的电池包铝箱体边框1内侧，仅需要与电池包铝箱体边框1分段搅拌摩擦焊，产品焊接满足强度要求即可，液冷板2与电池包铝箱体边框1无密封要求。
另外，液冷板2的导热表面不做绝缘涂层处理，且液冷板2与液冷模组间设置有耐压导热软垫13。
需要说明的是，耐压导热软垫具有良好的耐电压耐挤压特性，液冷板2表面不需要做额外的绝缘涂层降低了产品成本，采用耐压导热软垫后，动力电池***在PACK装配时无需进行导热凝胶的涂覆。
实施例二
一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其在实施例一的基础上，电池包铝箱体边框1上固定有纵梁6和横梁7，横梁7上卡接有吊装件8，吊装件8的下端贯穿横梁7同时贯穿液冷板2并穿透底护盖4与底护盖4的开孔边缘进行焊接。
另外，底护盖4上带有焊接过孔41，横梁7的底部带有贯穿液冷板2的局部凸起71，液冷板2与铝箱体边框1之间通过第一搅拌摩擦焊焊缝9焊接，吊装件8与局部凸起71的下端与焊接过孔41之间通过第二搅拌摩擦焊焊缝11焊接，底护盖4与纵梁6和横梁7通过第三搅拌摩擦焊焊缝12焊接。
需要说明的是，底护盖4边缘与电池包铝箱体边框1采用搅拌摩擦焊满焊，中部与电池包铝箱体1的纵梁6和横梁7也采用搅拌摩擦焊，提高了生产效率同时消除了密封风险，且无需使用额外的密封材料，使产品加工成品和物料成本降低。
具体的，液冷板2和底护盖4之间铺设有用于对液冷板2进行支撑并减小液冷板2与底护盖4之间的位移干涉和温度场影响的隔热垫3,隔热垫3为弹性的隔热材料制成。需要说明的是，液冷板2上设置有通孔21和排水孔22，局部凸起71的下端贯穿通孔21。横梁7上设置有卡槽10，吊装件8的下端卡接于卡槽10内。
上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，包括电池包铝箱体边框(1)以及固定于电池包铝箱体边框(1)上的底护盖(4)，其特征在于，所述电池包铝箱体边框(1)不采用底部平面式结构，所述电池包铝箱体边框(1)上设置有第一台阶(101)和第二台阶(102)，所述电池包铝箱体边框(1)通过第二台阶(102)焊接固定有位于底护盖(4)上方的液冷板(2)，且电池包铝箱体边框(1)通过第一台阶(101)与所述底护盖(4)焊接，所述电池包铝箱体边框(1)上固定安装有液冷管(5)，液冷管(5)用于所述液冷板(2)与液冷机构之间的连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述电池包铝箱体边框(1)上固定有纵梁(6)和横梁(7)，横梁(7)上卡接有吊装件(8)，所述吊装件(8)的下端贯穿横梁(7)同时贯穿液冷板(2)并穿透底护盖(4)与底护盖(4)的开孔边缘进行焊接。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述底护盖(4)上带有焊接过孔(41)，横梁(7)的底部带有贯穿液冷板(2)与底护盖(4)的局部凸起(71)，液冷板(2)与铝箱体边框(1)之间通过第一搅拌摩擦焊焊缝(9)焊接，吊装件(8)与局部凸起(71)的下端与焊接过孔(41)之间通过第二搅拌摩擦焊焊缝(11)焊接，所述底护盖(4)与纵梁(6)和横梁(7)通过第三搅拌摩擦焊焊缝(12)焊接。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述液冷板(2)和底护盖(4)之间铺设有用于对液冷板(2)进行支撑并减小液冷板(2)与底护盖(4)之间的位移干涉和温度场影响的隔热垫(3),所述隔热垫(3)为弹性的隔热材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述电池包铝箱体边框(1)为铝合金边框挤压型材制成。
6.根据权利要求3所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述液冷板(2)上设置有通孔(21)和排水孔(22)，局部凸起(71)的下端贯穿通孔(21)。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述第二台阶(102)与液冷板(2)之间的焊接采用第一搅拌摩擦焊焊缝(9)焊接。
8.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述横梁(7)上设置有卡槽(10)，吊装件(8)的下端卡接于卡槽(10)内。
9.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用新型集成液冷***的动力电池包下箱体，其特征在于，所述液冷板(2)的导热表面不做绝缘涂层处理，且液冷板(2)与液冷模组间设置有耐压导热软垫(13)。
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