CN217134580U - 一种电池堆、从底部拆卸电池的ctc集成车架及其车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种从底部拆卸电池的CTC集成车架，包括电池堆、上盖、车架本体和底护板，电池堆包括电芯模块和连接支架，电芯模块包括多个固定为一体的电芯单体，连接支架包括固定板和连接件，固定板固定设置于电芯模块的相对两侧，连接件固定设置于固定板的外侧。上盖设置于车架本体上方，与车架本体密封配合；底护板可拆卸地设置于车架本体下方，与车架本体密封配合；上盖、车架本体和底护板围合形成容纳电池堆的电池舱；车架本体上设置有与连接件相适配的安装部，连接件位于安装部的下方，与安装部配合固定。本实用新型的优点是将电池堆可拆卸地直接连接于车架上，再在车架下方安装可拆卸的底护板，可以从车架下方对电池堆进行拆卸维修。

Description

一种电池堆、从底部拆卸电池的CTC集成车架及其车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车制造技术领域，具体的说，涉及一种电池堆、从底部拆卸电池的CTC集成车架及其车辆。

背景技术

当前新能源汽车动力电池向更高集成程度发展，集成程度的提高能够进一步提升电芯单体到电池***的成组效率，实现减重降本。传统集成形式下，电池***是独立的模块，有自身的框架和包围结构，整车装配时将电池***模块整体安装到整车上。

CTC(Cell To Chassis)是集成程度最高的集成形式，将电芯单体直接安装到车架上。车架是整车安装件的载体，但同时集成了电池***框架的功能，也是所有电池***子部件的直接安装载体，电池堆及其他电池***子部件直接安装到车架上，从而省掉了电池***的框架结构，节省的空间可以更多布置电芯单体，增加电池***电量，从而提升车辆动力性能及续驶里程。

在一些CTC结构方案中，电池堆是自上而下安装到车架上，在完成整车装配后，电池堆上方是乘员舱，舱内结构复杂，内饰安装件众多。因此当电池发生故障需要维修时，电池***子部件往往维修困难，需要拆卸电池堆上方的所有部件，维修程序复杂。开发采用CTC集成形式，同时能够克服可维修性差的问题的技术方案，将推动电池***集成技术的发展，有助于提升公司新能源汽车产品竞争力。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池堆、从底部拆卸电池的CTC集成车架及其车辆，在电池堆上设置连接支架，将电池堆可拆卸地直接连接于车架上，再在车架下方安装可拆卸的底护板，可以从车架下方对电池堆进行拆卸维修。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种电池堆，包括电芯模块和连接支架，所述电芯模块包括多个固定为一体的电芯单体，所述连接支架包括固定板和连接件，所述固定板固定设置于电芯模块的相对两侧，所述连接件固定设置于固定板的外侧，用于固定电池堆。

进一步的，所述连接件为具有多个安装孔或者多个插接件的板状。

进一步的，所述固定板为与电芯模块外侧轮廓相适配的蛇形固定板，使固定板与电芯模块贴合，连接牢固，所述连接件位于电芯模块高度的中部位置，避免电池堆安装后，产生应力集中，造成连接件损坏。

进一步的，所述电芯模块为能量型电芯模块，和/或为混合型电芯模块，和/或为功率型电芯模块。

进一步的，一种从底部拆卸电池的CTC集成车架，包括所述电池堆，还包括上盖、车架本体和底护板，所述上盖设置于车架本体上方，与车架本体密封配合；所述底护板可拆卸地设置于车架本体下方，与车架本体密封配合；所述上盖、车架本体和底护板围合形成容纳电池堆的电池舱；所述车架本体上设置有与连接件相适配的安装部，所述连接件位于安装部的下方，与安装部配合固定，使电池堆自下而上地安装在车架本体上，且能从车架本体下方拆卸。

进一步的，所述车架本体一个端部设置有高压配电盒容纳腔，用于容纳高压配电盒，所述高压配电盒与电池堆电连接；所述高压配电盒容纳腔的下方设置有可拆卸的检修窗口，可以从检修窗口对高压配电盒内电气元件进行检修，缩小拆卸范围。

进一步的，所述检修窗口设置于底护板上，所述检修窗口与底护板密封配合。

进一步的，所述车架本体包括多个横梁，所述安装部设置于横梁的一侧或者两侧的侧壁上；多个横梁与车架本体的边框之间形成多个电池堆容纳腔；所述电池堆为多个，一个电池堆容纳腔中设置一个电池堆或者多个电池堆。

进一步的，所述安装部为具有多个螺纹孔或者多个插槽的板状。

进一步的，所述上盖设有冷却流道，包括进水流道和出水流道。

进一步的，所述电池堆设置有一个冷却板，所述冷却板的进口和出口都设置有快插接头，分别与进水流道和出水流道连接；或者，所述电池堆设置有多个冷却板，各个所述冷却板的进口和出口分别与进水集管和出水集管连接，所述进水集管和所述出水集管都设置有快插接头；所述进水流道和出水流道上设置有与快插接头相适配的接口，方便电池堆的拆装。

进一步的，一种车辆，包括所述从底部拆卸电池的CTC集成车架。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)在电池堆上设置连接支架，不用在电池堆外部设置包围结构，使电池堆的电芯模块通过连接支架直接与整车框架建立连接，可以减轻电池堆的重量，增加电池堆的容量。

(2)在CTC集成形式下，设计了利于下方维修的结构方案，使电池堆可以从车辆底部拆卸维修，克服了CTC集成形式下电池***拆卸困难的问题。同时为高压配电盒单独设置检修窗口，方便在内部电气元件发生故障时进行单独维修，不需要拆卸整个底护板维修，减小了拆卸范围，降低了维修难度。

(3)电池舱上盖集成冷却流道，不需在电池舱内部布置冷却管路，避免了因避让冷却管路造成的结构削弱，最大程度保证结构强度，提升碰撞抵抗能力。

(4)将能量型电芯单体与超级电容单体集成在同一电池堆内，既能保证整车瞬时大功率需求得到满足，同时又能让能量型电芯单体工作在最合适的功率输出工作区间，延长工作寿命。

附图说明

图1为本实用新型电池堆的一个实施例结构示意图。

图2为本实用新型电池堆的另一个实施例结构示意图。

图3为本实用新型从底部拆卸电池的CTC集成车架的***图结构示意图。

图4为A的放大结构示意图。

图5为本实用新型上盖的结构示意图。

图6为本实用新型上盖的另一个角度结构示意图。

图中：1-电池堆；101-电芯单体；102-连接支架；1021-固定板；1022-连接件；2-上盖；3-车架本体；31-边框；32-横梁；33-安装部；4-底护板；5-密封胶；6-底护板密封垫；7-高压配电盒容纳腔；8-高压配电盒；9-检修窗口；10-检修窗口密封垫；11-进水流道；12-出水流道；13-冷却板；14-进水集管；15-出水集管；16-快插接头；17-接口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中部”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

本实用新型提供了一种电池堆，如图1和图2所示，包括电芯模块和连接支架102，所述电芯模块包括多个固定为一体的电芯单体101，可以直接通过灌封胶将各个电芯单体101粘接在一起。所述连接支架102包括固定板1021和连接件1022，所述固定板1021固定设置于电芯模块的相对两侧，可以通过结构胶粘接在电芯模块上，所述连接件1022固定设置于固定板1021的外侧，用于固定电池堆1。优选的，所述固定板1021为与电芯模块外侧轮廓相适配的蛇形固定板1021，使固定板1021与电芯模块贴合，在电芯模块的高度方向上，所述固定板1021可以覆盖大部分或者全部电芯模块，增加与电芯模块的接触面积，连接牢固，提高电池堆1的安装强度。优选的，所述连接件1022为具有多个安装孔或者多个插接件的板状，可以为一个长条板，也可以为分段设置的多个长条板。在电芯模块的高度方向上，所述连接件1022位于电芯模块的中部位置，包括中间高度或者中间稍偏上或稍偏下的高度处，避免电池堆1安装后，产生应力集中，造成连接件1022损坏。如图2所示，所述连接件1022可以伸入电芯模块的内部，但是会占用电芯单体101的空间。为了提高电芯模块的容量，优选的，如图1所示，使所述连接件1022位于电芯模块的外部。

所述电芯模块可以为能量型电芯模块，所述电芯单体101都为能量型电芯单体101。所述电芯模块也可以为功率型电芯模块，所述电芯单体101都为功率型电芯单体101。所述电芯模块也可以为混合型电芯模块，所述电芯单体101为能量型电芯单体101和功率型电芯单体101的组合。

本实用新型还提供了一种从底部拆卸电池的CTC集成车架，结合图3和图4所示，包括上盖2、车架本体3、所述电池堆1和底护板4，所述上盖2设置于车架本体3上方，与车架本体3密封配合；所述底护板4可拆卸地设置于车架本体3下方，与车架本体3密封配合；所述上盖2、车架本体3和底护板4围合形成容纳电池堆1的电池舱。所述车架本体3上设置有与连接件1022相适配的安装部33，所述连接件1022位于安装部33的下方，与安装部33配合固定，使电池堆1自下而上地安装在车架本体3上，且能从车架本体3下方拆卸。需要说明的是，所述车架本体3为整车框架，是整车安装件的载体。

实施例1

本实施例中，电池堆1自下而上通过螺栓连接的方式吊挂在车架本体3上。所述连接支架102上具有多个安装孔，优选的，所述安装孔为不带螺纹的通孔，如图1所示。所述安装部33具有多个螺纹孔，如图4所示。所述上盖2与车架本体3通过密封胶5建立密封配合，保证电池舱密封，装配时，将上盖2自上而下安装在车架本体3上，在密封胶5的粘接作用下，上盖2与车架本体3密封。然后将连接件1022的安装孔与安装部33的螺纹孔对齐，安装孔的孔径稍大于螺纹孔的孔径，可以方便地从下方拧入螺栓，将电池堆1自下而上通过螺栓连接的方式吊挂在车架本体3上。其他所有电池***子部件，如铜排、线束、传感器等，也是自下而上通过可拆卸连接的方式固定在车架本体3上，再在下方安装可拆卸底护板4，底护板4与车架本体3之间设置底护板密封垫6，底护板密封垫6与车架本体3的边框31适配即可起到密封效果。底护板4与车架本体3通过螺栓连接，螺栓穿过底护板4与底护板密封垫6，压缩底护板密封垫6来实现密封。维修时，将底护板4拆下，就可以将电池堆1和电池***子部件从车架本体3下方拆除，实现对所有电池堆1和电池***子部件的维修更换。

优选的，所述车架本体3包括多个横梁32，当横梁32位于中间位置时，所述安装部33设置于横梁32两侧的侧壁上，当横梁32位于边缘位置时，即横梁32为边框31的横边时，所述安装部33设置于横梁32的内侧侧壁上，所述安装部33上的螺纹孔沿横梁32的延伸方向布置。多个横梁32与车架本体3的边框31之间形成多个电池堆1容纳腔，可以容纳多个电池堆1，每个电池堆1均与车架本体3可拆卸连接，可以将各个电池堆1单独拆卸，仅针对故障电池堆1进行维修更换，降低维修难度和维修成本。具体的，根据设计要求，一个电池堆1容纳腔中可以设置一个电池堆1，也可以设置多个电池堆1。例如，一个电池堆1容纳腔中仅容纳一个能量型电池堆1或者一个功率型电池堆1，或者同时容纳一个能量型电池堆1和一个功率型电池堆1。根据电池堆1容纳腔的形状、尺寸的不同，可以相应设置不同的电池堆1，优选的，各个电池堆1相同，可以简化安装过程和零部件类型。

优选的，多个电池堆1为混合型电池堆1，包括多个能量型电芯单体101和多个超级电容单体的组合。能量型电芯单体101和超级电容单体的组合，根据需要可以设置多种组合方式，可以是一部分电池堆1全部为能量型电芯单体101的能量型模块，另一部分电池堆1全部为超级电容单体的超级电容模块；也可以是一个电池堆1内部同时集成能量型电芯单体101和超级电容单体的混合模块；也可以是混合模块与能量型模块和/或超级电容模块的任意组合。

能量型电芯单体101能量密度较高，但功率密度较低，一方面峰值输出功率不能很好地满足整车瞬时功率需求，另一方面输出功率瞬时大幅波动会对其寿命产生潜在不利影响，而超级电容则相反，其特点就是能够满足瞬时大功率需求，但其能量密度低。混合型电池堆1，将两者进行有机结合，在整车功率需求平稳的工况下以能量型电芯单体101作为主要动力输出源，在整车需要瞬时大功率时，由超级电容单体提供动力。二者结合，既能保证整车瞬时大功率需求得到满足，又能让能量型电芯单体101工作在最合适的功率输出工作区间，延长工作寿命。

车架本体3的边框31的一个端部设置有高压配电盒容纳腔7，由底部开口的盒体与边框31密封配合形成，用于容纳高压配电盒8，所述高压配电盒8与电池堆1电连接，为用电设备进行配电供电及管理。高压配电盒8内电气元件维修需求频率比其他子部件更高，在所述高压配电盒容纳腔7的下方设置可拆卸的检修窗口9。可以在底护板4上单独设置高压配电盒8的检修窗口9，优选的，底护板密封垫6能够覆盖电池舱和高压配电盒8的检修窗口9。所述检修窗口9为底护板4的一部分，方便对高压配电盒8进行单独拆卸维修，从检修窗口9对高压配电盒8内电气元件进行检修，可以缩小拆卸范围，降低拆卸难度。检修窗口9和底护板4通过螺栓连接，检修窗口9和底护板4之间还设置有检修窗口密封垫10，螺栓穿过检修窗口密封垫10并压缩检修窗口密封垫10实现密封，和底护板密封垫6一起使用加强密封效果。

如图5和图6所示，所述上盖2设有冷却流道，包括进水流道11和出水流道12。在电池舱上盖2集成冷却流道，避免在电池舱内布置冷却管路，因为冷却管路布置在电池舱内，需要在车架本体3的横梁32部分进行材料去除避让冷却管路，导致车架本体3的横梁32部分与车架本体3的边框31部分的有效连接高度降低，削弱连接强度，影响车架本体3抵抗碰撞的能力。而且冷却流道不与外界环境直接接触，可以避免外界环境造成碰撞损坏，例如，不会在行驶过程中剐蹭或者被石子撞击造成损坏，可以延长使用寿命。所述电池堆1设置有冷却板13，为电池堆1进行冷却或者加热。根据需要，可以一个电池堆1设置一个冷却板13，所述冷却板13的进口和出口都设置有快插接头16，分别与进水流道11和出水流道12连接。一个电池堆1也可以设置多个冷却板13，各个所述冷却板13的进口和出口分别与进水集管14和出水集管15连接，所述进水集管14和所述出水集管15都设置有快插接头16，分别与进水流道11和出水流道12连接。所述进水流道11和出水流道12上设置有与快插接头16相适配的接口17，通过快插接头16可以方便、快捷地拆装电池堆1。

实施例2

本实施例中，其他部件与实施例1相同，与实施例1不同的是，所述连接支架102上具有多个插接件，所述安装部33也具有多个相适配的插槽。装配时，将连接支架102的插接件从安装部33的下方***插槽中锁紧，将电池堆1自下而上的吊挂在车架本体3上。

本实用新型还提供了一种车辆，包括所述从底部拆卸电池的CTC集成车架，能够实现从车辆底部拆卸电池。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电池堆，其特征在于，包括电芯模块和连接支架(102)，所述电芯模块包括多个固定为一体的电芯单体(101)，所述连接支架(102)包括固定板(1021)和连接件(1022)，所述固定板(1021)固定设置于电芯模块的相对两侧，所述连接件(1022)固定设置于固定板(1021)的外侧，用于固定电池堆(1)。

2.根据权利要求1所述的电池堆，其特征在于，所述连接件(1022)为具有多个安装孔或者多个插接件的板状。

3.根据权利要求2所述的电池堆，其特征在于，所述固定板(1021)为与电芯模块外侧轮廓相适配的蛇形固定板(1021)，所述连接件(1022)位于电芯模块高度的中部位置。

4.根据权利要求1或2所述的电池堆，其特征在于，所述电芯模块为能量型电芯模块，和/或为混合型电芯模块，和/或为功率型电芯模块。

5.一种从底部拆卸电池的CTC集成车架，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的电池堆(1)，还包括上盖(2)、车架本体(3)和底护板(4)，所述上盖(2)设置于车架本体(3)上方，与车架本体(3)密封配合；所述底护板(4)可拆卸地设置于车架本体(3)下方，与车架本体(3)密封配合；所述上盖(2)、车架本体(3)和底护板(4)围合形成容纳电池堆(1)的电池舱；所述车架本体(3)上设置有与连接件(1022)相适配的安装部(33)，所述连接件(1022)位于安装部(33)的下方，与安装部(33)配合固定。

6.根据权利要求5所述的从底部拆卸电池的CTC集成车架，其特征在于，所述车架本体(3)一个端部设置有高压配电盒容纳腔(7)，用于容纳高压配电盒(8)，所述高压配电盒(8)与电池堆(1)电连接；所述高压配电盒容纳腔(7)的下方设置有可拆卸的检修窗口(9)。

7.根据权利要求6所述的从底部拆卸电池的CTC集成车架，其特征在于，所述检修窗口(9)设置于底护板(4)上，所述检修窗口(9)与底护板(4)密封配合。

8.根据权利要求5所述的从底部拆卸电池的CTC集成车架，其特征在于，所述车架本体(3)包括多个横梁(32)，所述安装部(33)设置于横梁(32)的一侧或者两侧的侧壁上；多个横梁(32)与车架本体(3)的边框之间形成多个电池堆(1)容纳腔；所述电池堆(1)为多个，一个电池堆(1)容纳腔中设置一个电池堆(1)或者多个电池堆(1)。

9.根据权利要求5或8所述的从底部拆卸电池的CTC集成车架，其特征在于，所述安装部(33)为具有多个螺纹孔或者多个插槽的板状。

10.根据权利要求5所述的从底部拆卸电池的CTC集成车架，其特征在于，所述上盖(2)设有冷却流道，包括进水流道(11)和出水流道(12)。

11.根据权利要求10所述的从底部拆卸电池的CTC集成车架，其特征在于，所述电池堆(1)设置有一个冷却板(13)，所述冷却板(13)的进口和出口都设置有快插接头(16)；或者，所述电池堆(1)设置有多个冷却板(13)，各个所述冷却板(13)的进口和出口分别与进水集管(14)和出水集管(15)连接，所述进水集管(14)和所述出水集管(15)都设置有快插接头(16)；所述进水流道(11)和出水流道(12)上设置有与快插接头(16)相适配的接口(17)。

12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求5-11任一项所述的从底部拆卸电池的CTC集成车架。

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