CN206584990U - 电池包用侧板结构、电池包壳体、电池包和车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种电池包用侧板结构、电池包壳体、电池包和车辆，该电池包用侧板结构包括具有溃缩空间的侧板本体，所述溃缩空间内设置有用于引导所述侧板本体溃缩变形的溃缩诱导部。通过将本公开提供的侧板结构布设在电池包的侧面，这样，当电池包在侧向受到车身或其他零部件的碰撞或挤压时，该溃缩诱导部会引诱侧板本体按照设计要求在预定位置发生溃缩变形，从而将电池包受到的冲击动能转化为材料结构形变的内能而耗散，降低了电池包内部电池、电气等部件所需承受的冲击能量，进而达到保护电池包内部器件的作用，并提高了电池包的安全性。
Description
技术领域
本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种电池包用侧板结构、电池包壳体、电池包和车辆。
背景技术
电动汽车由于具备突出的环保性和使用经济性，已经得到越来越多普通消费者的青睐。并且，在国家宏观政策的大力支持下，资本、人才等资源也在向电动汽车市场聚集。与此同时，电动汽车的安全性也逐渐成为人们关注的焦点。
动力电池包是电动汽车三大核心零部件之一，其关系到车辆的能源供给，并且其安全性也是电动汽车设计最为关注的问题。电池包通常可安装在车辆前机舱、地板中央通道内以及后行李箱等位置，而这些位置往往也是车辆在受到碰撞冲击时，车身结构最易发生溃缩变形的位置。因此，在这种极端的工作条件下，电池包能否保持正常状态且不会发生诸如爆炸、着火等安全事故，将紧密关系到车辆及驾乘人员的安全。
为了保证电池包在车辆受到碰撞冲击时仍然安全，现有技术中多采用对电池包结构进行加强的技术手段，即期望电池包在受到车身或其他零部件的碰撞和挤压时，其自身结构能够抵抗此种冲击力或者压力，而不致发生结构上的失效，从而确保电池包内部的电池、电气等部件不会发生爆炸、起火等安全事故。
但是通过加强电池包结构的方法来防止电池包在受到碰撞挤压的过程中发生安全问题，必然导致电池包体积、重量的大幅增加。电池包体积增加，将对整车布置带来不利影响，而其重量的增加，对车辆整体性能提升和成本控制又会提出挑战。
实用新型内容
本公开的一个目的是提供一种电池包用侧板结构，该侧板结构能够降低电池包内部电池、电气等部件所需承受的冲击能量，具有保护电池包内部器件的作用。
本公开的另一个目的是提供一种电池包壳体，该电池包壳体能够更好保护其内部器件，提高电池包的安全性。
本公开的又一个目的是提供一种电池包，该电池包的安全性高。
本公开的再一个目的是提供一种车辆，该车辆使用本公开提供的电池包。
根据本公开的第一方面，提供一种电池包用侧板结构，其种，包括具有溃缩空间的侧板本体，所述溃缩空间内设置有用于引导所述侧板本体溃缩变形的溃缩诱导部。
可选地，所述侧板本体包括相互连接且平行设置的第一侧壁和第二侧壁，且所述第一侧壁和所述第二侧壁间隔布设以形成所述溃缩空间。
可选地，所述溃缩诱导部包括加强筋本体和形成于所述加强筋本体上的变形诱导槽，并且所述加强筋本体连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间。
可选地，所述加强筋本体平行于所述侧板本体的宽度方向，并分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁垂直，所述变形诱导槽平行于所述侧板本体的宽度方向，并包括槽口开设方向相反的第一凹槽和第二凹槽。
可选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽沿所述侧板本体的厚度方向间隔设置，且所述加强筋本体的各处壁厚均相等。
可选地，所述溃缩诱导部包括沿所述侧板本体的长度方向间隔设置的多个。
可选地，所述溃缩诱导部形成为连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的V形加强筋，且所述V形加强筋沿所述侧板本体的宽度方向延伸。
可选地，所述V形加强筋具有分别位于所述V形加强筋两端部的第一连接壁和第二连接壁，以及位于所述V形加强筋的弯折端的第三连接壁，所述第一连接壁固定并贴合到所述第一侧壁上，所述第二连接壁固定并贴合到所述第二侧壁上，并且所述V形加强筋包括沿所述侧板本体的长度方向间隔设置的多个，且相邻的所述V形加强筋之间关于所述侧板本体的厚度方向对称。
可选地，所述V形加强筋具有分别位于所述V形加强筋两端部的第一连接壁和第二连接壁，以及位于所述V形加强筋的弯折端的第三连接壁，所述第三连接壁固定并贴合到所述第一侧壁上，所述第一连接壁和所述第二连接壁均固定并贴合到所述第二侧壁上，并且所述V形加强筋包括沿所述侧板本体的长度方向间隔设置的多个，且相邻的所述V形加强筋之间关于所述侧板本体的厚度方向对称。
根据本公开的第二方面，提供一种电池包壳体，所述电池包壳体包括本公开提供的电池包用侧板结构。
可选地，所述电池包壳体包括下壳体和覆盖在所述下壳体上的上盖，所述下壳体和所述上盖的相对两侧均设置有所述电池包用侧板结构。
根据本公开的第三方面，提供一种电池包，包括本公开提供的电池包壳体，以及位于所述电池包壳体内的多个电池。
根据本公开的第四方面，提供一种车辆，该车辆包括本公开提供的电池包。
通过上述技术方案，通过将本公开提供的侧板结构布设在电池包的侧面，这样，当电池包在侧向受到车身或其他零部件的碰撞或挤压时，该溃缩诱导部会引诱侧板本体按照设计要求在预定位置发生溃缩变形，从而将电池包受到的冲击动能转化为材料结构形变的内能而耗散，降低了电池包内部电池、电气等部件所需承受的冲击能量，进而达到保护电池包内部器件的作用，并提高了电池包的安全性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的一示例性实施方式提供的电池包用侧板结构的立体示意图；
图2是图1中的C部的局部放大图；
图3是根据本公开的一示例性实施方式提供的电池包壳体的横向剖视图；
图4是图3中的A部的局部放大图；
图5是根据本公开的一示例性实施方式提供的电池包壳体的上盖的立体示意图；
图6是图5中的B部的局部放大图；
图7是根据本公开的另一示例性实施方式提供的电池包用侧板结构的俯视图的局部；
图8是根据本公开的又一示例性实施方式提供的电池包用侧板结构的俯视图的局部；
图9是根据本公开的一示例性实施方式提供的电池包的分解图。
附图标记说明
10侧板本体 100溃缩空间 11第一侧壁
12第二侧壁 20溃缩诱导部 21加强筋本体
210变形诱导槽 211第一凹槽 212第二凹槽
22V形加强筋 221第一连接壁 222第二连接壁
223第三连接壁 23封盖板 30下壳体
40上盖 50电池
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是以相应附图的图面方向为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
如图1至图8所示，本公开提供一种电池包用侧板结构，其中，该侧板结构包括具有溃缩空间100的侧板本体10，溃缩空间100内设置有用于引导侧板本体10溃缩变形的溃缩诱导部20。
需要说明的是，本文中的“电池包用侧板结构”不仅包括了可以装配到电池包上独立的零件结构，还包括了作为与电池包例如端板的其他部分构成不可分割的整体结构的局部结构。
因此，针对电池包左右两侧结构强度相对较弱的情况，通过将本公开提供的侧板结构布设在电池包的侧面，这样，当电池包在侧向受到车身或其他零部件的碰撞或挤压时，该溃缩诱导部20会引诱侧板本体10按照设计要求在预定位置发生溃缩变形，从而将电池包受到的冲击动能转化为材料结构形变的内能而耗散，降低了电池包内部电池、电气等部件所需承受的冲击能量，进而达到保护电池包内部器件的作用，并提高了电池包的安全性。
为增强电池包壳体的能量吸收效率，最大限度地吸收膨胀能量，进一步地，该溃缩空间100内还可以填充由例如聚氨酯、橡胶等塑性材料制成的可以发生塑性变形的吸能体。以此方式，在侧板结构受到冲击时通过该吸能体的发生塑性变形，即能更好地吸收膨胀能量。
在本公开中，该溃缩空间100可以由多种方式实现，例如该溃缩空间100可以位于作为单板结构的侧板本体10的外侧，即溃缩空间100位于背离电池的一侧，相应地，该溃缩诱导部20可以为设置在该单板结构外侧的蜂窝铝吸能结构。即通过该蜂窝铝吸能结构的溃缩变形来实现吸收冲击能量。在本公开中，如图1至图8所示，该溃缩空间100可以形成于双层板之间，即该侧板本体10整体上大致形成为空心板结构。具体地，侧板本体10可以包括相互连接且平行设置的第一侧壁11和第二侧壁12，且第一侧壁11和第二侧壁12间隔布设以形成溃缩空间100。
其中，在本公开中，该第一侧壁11和第二侧壁12可以通过该溃缩诱导部20进行固定连接，也可以经由额外的部件使得二者稳固连接，例如，该第一侧壁11和第二侧壁12的两侧还可以分别设置连接端板，以围成空心盒体结构。
进一步地，如图9所示，为方便电池包壳体的上盖40固定到该下壳体30上，该电池包用侧板结构上还设置有用于封堵该溃缩空间100的封盖板23，并且该封盖板23上设置有用于安装该上盖40的安装部，该安装部例如可以为螺栓安装孔位。
在本公开中，如图2、图4和图6所示，溃缩诱导部20可以包括加强筋本体21和形成于加强筋本体21上的变形诱导槽210，并且加强筋本体21连接在第一侧壁11和第二侧壁12之间。需要说明的是，此处的“连接”即可以包括加强筋本体21一体形成于第一侧壁11和第二侧壁12上的技术方案，还可以包括加强筋本体21通过合适方式固定到第一侧壁11和第二侧壁12的设计手段，本公开对此不作限制，均属于本公开的保护范围之中。换言之，“连接”包含了所有加强筋本体21的相对两端分别相对于第一侧壁11和第二侧壁12相对固定的情形。以此方式，能够保证在来自电池包外部侧向的冲击力的作用下，侧板本体经历的溃缩行程最大，提高溃缩变形的灵敏度，从而尽可能多地吸收冲击动能，提升电池的安全性。而非在外力推动作用下溃缩诱导部20在不产生变形的情况下却能逐渐接近电芯，即空走行程而无溃缩耗能。另外，通过加强筋本体将第一侧壁11和第二侧壁12固定连接，能够提高该双层壳体结构的结构强度，并且当电池包壳体的侧向受到挤压时，该双层壳体结构内部的加强筋本体将在设置有变形诱导槽的位置发生形变及结构溃缩，从而避免因电池壳体产生无法控制的变形而对电池安全产生威胁。
具体地，在本公开中，该加强筋本体21和变形诱导槽210的实现方式有多种。例如，在一种实施方式中，该加强筋本体21形成为沿侧板本体10的厚度方向延伸的条状加强筋，且该条状加强筋的纵截面形成为从第一侧壁11朝向第二侧壁12沿侧板本体10的宽度方向迂回延伸的波浪形结构。由于该波浪形结构具有和弹簧类似的易于压缩变形的性质，因而能够较快实现溃缩变形。本领域技术人员可以理解的是，只要该加强筋本体21的纵截面形成有延伸方向和侧板本体10的厚度方向平行的波浪形结构，就能够利于侧板结构的溃缩吸能。
以图1为例，此处及下方中的侧板本体的厚度方向是在图1中的前后方向，此处及下文中的侧板本体的宽度方向是在图1中的上下方向，此处及下文中的长度方向是在图1中的左右方向。
如图1至图6所示，为同时兼顾该侧板本体10的结构刚度和变形能力，加强筋本体21平行于侧板本体10的宽度方向，并分别与第一侧壁11和第二侧壁12垂直，变形诱导槽210平行于侧板本体10的宽度方向，并包括槽口开设方向相反的第一凹槽211和第二凹槽212。以此方式，该槽口开设方向相反的第一凹槽211和第二凹槽212能够使得该加强筋本体21上具有S形结构，且该S形结构具有和弹簧类似的易于压缩变形的性质，从而能够提高该侧板结构的溃缩吸能效率，且同时加强筋本体21垂直连接于第一侧壁11和第二侧壁12之间，能够提高该侧板本体10的整体结构强度。在其他变形方式中，如图6所示，该变形诱导槽210也可以为从加强筋本体21的相对两侧面相向凹槽的一对减弱凹槽。
如图2和图4所示，为使得在不减损加强筋本体的机械强度的前提下，形成该第一凹槽211和第二凹槽212，第一凹槽211和第二凹槽212沿侧板本体10的厚度方向间隔设置，且加强筋本体21的各处壁厚均相等。换言之，该第一凹槽211和第二凹槽212的槽壁壁厚和加强筋本体21上的其他区域的厚度相同，以避免降低该加强筋本体的机械强度。另外，第一凹槽211和第二凹槽212沿厚度方向间隔设置，也能够避免该加强筋本体在设置有凹槽位置的强度减弱过大。
如图1至图6所示，进一步地，为了更好地实现侧板结构的溃缩吸能，该溃缩诱导部20可以包括沿侧板本体10的长度方向间隔设置的多个。例如，该溃缩诱导部20可以沿该长度方向等间隔设置，以提高溃缩变形的稳定性。这样，任意相邻两个加强筋本体21、第一侧壁11和第二侧壁12共同围成大致的矩形框结构，从而能够利于保证该侧板本体10的结构强度。
如图7和图8所示，在本公开的另一种实施方式中，溃缩诱导部20可以形成为连接在第一侧壁11和第二侧壁12之间的V形加强筋22，且V形加强筋22沿侧板本体10的宽度方向延伸。具体地，可以包括如下三种连接方式：
如图7所示，在一种实施方式中，V形加强筋22具有分别位于V形加强筋22两端部的第一连接壁221和第二连接壁222，以及位于V形加强筋22的弯折端的第三连接壁223，第一连接壁221固定并贴合到第一侧壁11上，第二连接壁222固定并贴合到第二侧壁12上。即该第三连接壁223位于该第一侧壁11和第二侧壁12之间，使得V形加强筋22整体上形成为连接在该二者之间的拐折结构，并且该拐折结构的拐折端悬空于该溃缩空间内。这样，在冲击力的作用下该拐折结构的拐折端更容易压缩变形，从而实现溃缩吸能。具体地，为便于说明V形加强筋的溃缩变形原理，该V形结构可以包括连接在第三连接壁223两端的第一段壁和第二段壁，且第一段壁靠近第一侧壁11，第二段壁靠近第二侧壁12。这样，当垂直作用于该第一侧壁11上冲击力通过第一连接壁221传递到第一段壁上时，该冲击力可以分解成沿第一段壁11的延伸方向的第一分解力和沿垂直于该第一段壁11的延伸方向的第二分解力。因此，该第一分解力传递到到第三连接壁223上时，在该第一分解力的作用下，该第二段壁能够以第二连接壁222为轴线进行转动，继而实现第二段壁的溃缩变形。另外，该第一连接壁在第二分解力的作用下，使得第一段壁有这样的运动趋势，即以第三连接壁为轴线进行转动，从而利于实现第一段壁的溃缩变形。
如图8所示，在另一种实施方式中，V形加强筋22具有分别位于V形加强筋22两端部的第一连接壁221和第二连接壁222，以及位于V形加强筋22的弯折端的第三连接壁223，第三连接壁223固定并贴合到第一侧壁11上，第一连接壁221和第二连接壁222均固定并贴合到第二侧壁12上。即，在这种情况下，该V形加强筋22和第二侧壁12共同围成大致的三角形结构，由于三角形结构具有较好的稳定性，能够增强该侧板结构的刚度。另外，为方便说明本种实施方式的有益效果，该V形加强筋22可以包括连接在第三连接壁和第一连接壁上的第一壁段，以及连接在第三连接壁和第二连接壁上的第二壁段。当冲击力通过第三连接臂分别传向第一壁段和第二壁段时，该冲击力可以包括分解到沿第一壁段上的第一分解力和沿水平方向的第二分解力，相应地，该冲击力可以包括分解到第二壁段上的第三分解力和沿水平方向的第四分解力，由于该第一壁段和第二壁段相对设置，因此第二分解力和第四分解力方向相反，能够抵消部分分解力，从而减少了直接作用到电池包内部的零部件的冲击力，起到保护作用。
在未示出的一种实施方式中，该V形加强筋22包括通过第三连接壁相连的第一段和第二段，以及位于该第二段的端部的第一连接壁。其中第一段贴合到第一侧壁上，第一连接壁连接到第二侧壁上。即将该V形加强筋22布设到第一侧壁和第二侧壁上后，其整体形成为连接在第一侧壁和第二侧壁之间的倾斜筋。
进一步地，为提高该侧板结构整体的溃缩变形能力，在上述前两种实施方式中，进一步地，V形加强筋22还可以包括沿侧板本体10的长度方向间隔设置的多个，且相邻的V形加强筋22之间关于侧板本体10的厚度方向对称。以此方式，不仅能够能多地抵消该冲击力，而且还能够增强侧板结构整体的溃缩变形能力。
本公开还提供一种电池包壳体，该电池包壳体包括上述详细介绍的电池包用侧板结构。
进一步地，为提高该电池包壳体整体的溃缩变形能力和结构强度，如图9所示，电池包壳体包括下壳体30和覆盖在下壳体30上的上盖40，下壳体30和上盖40的相对两侧均设置有电池包用侧板结构。其中，该下壳体30和上盖40可以均为一体成型件，具体地，均可以通过由例如高分子材料注塑成型而成，这样在保证电池包壳体结构强度及耐撞性的同时，大大降低了电池包的重量。另外，也可以采用例如铝合金等金属材料铸造成型。在其他变形方式中，为方便加工该电池包壳体，该电池包壳体可以使用现有的壳体结构，并通过以粘接、卡接或螺接等方式将本公开提供的电池包用侧板结构固定到该壳体结构上，以实现电池包的保护功能。
如上所述，该电池包壳体还可以包括用于封堵该溃缩空间100的封盖板23，如图9所示，该封盖板23例如可以形成为回字形结构，并且该回字形结构上形成有螺栓安装孔。
本公开还提供一种电池包，该电池包包括上文介绍的电池包壳体，以及位于所述电池包壳体内的多个电池50。
具体地，该电池包主要可以包括上述的上盖、下壳体、电气组件和电气接口。其中，下壳体作为电池包的主要承载部件，可以将电池、电气组件以及电气接口均安装在下壳体中。具体地，该下壳体上可以形成有电池插槽、电气件安装孔、电气接口安装孔。电池包内的电池单体数量可以根据电池包能量设置不同而调整。电池单体在组装时，多个电池单体可以依次插入该电池插槽内，并由该电池插槽定位。电池组件安装到电气件安装孔上，以实现对电池包充、放电等功能控制。电气接口安装到电气接口安装孔上，并与电气组件相连，以实现外部设备与电池包控制信号、电流的连接。上盖可以通过安装螺栓与下壳体装配，并可通过设置于上盖内部的加强筋紧密接触，并由其压紧。
因此，本公开提供的电池包的外壳体在受到碰撞挤压过程中，会按照设计要求局部发生结构溃缩变形，从而将电池包受到的冲击动能转化为材料结构形变的内能而耗散，降低了电池包内部电池、电气等部件所需承受的冲击能量，达到保护电池包内部器件的作用，另外，本公开的电池包零件数量少、结构紧凑，且其外壳可以采用高分子塑料材质注塑成型，在保证结构强度和耐撞性的同时，使其重量大大降低。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (13)
1.一种电池包用侧板结构，其特征在于，包括具有溃缩空间(100)的侧板本体(10)，所述溃缩空间(100)内设置有用于引导所述侧板本体(10)溃缩变形的溃缩诱导部(20)。
2.根据权利要求1所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述侧板本体(10)包括相互连接且平行设置的第一侧壁(11)和第二侧壁(12)，且所述第一侧壁(11)和所述第二侧壁(12)间隔布设以形成所述溃缩空间(100)。
3.根据权利要求2所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述溃缩诱导部(20)包括加强筋本体(21)和形成于所述加强筋本体(21)上的变形诱导槽(210)，并且所述加强筋本体(21)连接在所述第一侧壁(11)和所述第二侧壁(12)之间。
4.根据权利要求3所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述加强筋本体(21)平行于所述侧板本体(10)的宽度方向，并分别与所述第一侧壁(11)和所述第二侧壁(12)垂直，所述变形诱导槽(210)平行于所述侧板本体(10)的宽度方向，并包括槽口开设方向相反的第一凹槽(211)和第二凹槽(212)。
5.根据权利要求4所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述第一凹槽(211)和所述第二凹槽(212)沿所述侧板本体(10)的厚度方向间隔设置，且所述加强筋本体(21)的各处壁厚均相等。
6.根据权利要求4或5所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述溃缩诱导部(20)包括沿所述侧板本体(10)的长度方向间隔设置的多个。
7.根据权利要求2所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述溃缩诱导部(20)形成为连接在所述第一侧壁(11)和所述第二侧壁(12)之间的V形加强筋(22)，且所述V形加强筋(22)沿所述侧板本体(10)的宽度方向延伸。
8.根据权利要求7所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述V形加强筋(22)具有分别位于所述V形加强筋(22)两端部的第一连接壁(221)和第二连接壁(222)，以及位于所述V形加强筋(22)的弯折端的第三连接壁(223)，所述第一连接壁(221)固定并贴合到所述第一侧壁(11)上，所述第二连接壁(222)固定并贴合到所述第二侧壁(12)上，并且所述V形加强筋(22)包括沿所述侧板本体(10)的长度方向间隔设置的多个，且相邻的所述V形加强筋(22)之间关于所述侧板本体(10)的厚度方向对称。
9.根据权利要求7所述的电池包用侧板结构，其特征在于，所述V形加强筋(22)具有分别位于所述V形加强筋(22)两端部的第一连接壁(221)和第二连接壁(222)，以及位于所述V形加强筋(22)的弯折端的第三连接壁(223)，所述第三连接壁(223)固定并贴合到所述第一侧壁(11)上，所述第一连接壁(221)和所述第二连接壁(222)均固定并贴合到所述第二侧壁(12)上，并且所述V形加强筋(22)包括沿所述侧板本体(10)的长度方向间隔设置的多个，且相邻的所述V形加强筋(22)之间关于所述侧板本体(10)的厚度方向对称。
10.一种电池包壳体，其特征在于，所述电池包壳体具有根据权利要求1-9中任一项所述的电池包用侧板结构。
11.根据权利要求10所述的电池包壳体，其特征在于，所述电池包壳体包括下壳体(30)和覆盖在所述下壳体(30)上的上盖(40)，所述下壳体(30)和所述上盖(40)的相对两侧均设置有所述电池包用侧板结构。
12.一种电池包，其特征在于，包括根据权利要求10或11所述的电池包壳体，以及位于所述电池包壳体内的多个电池(50)。
13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求12所述的电池包。
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