一种电池箱体、总成及汽车的制作方法

1.本发明涉及汽车制造领域，尤其是涉及一种电池箱体、总成及汽车。


背景技术：

2.最传统的电池包采用传统的cmtp技术，需要依次完成电芯
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模组
→
电池包
→
车身的集成。整车要想在有限的底盘空间尽可能装载电量，提高体积利用率，需要考虑每个集成步骤标准化的可行性。随着单个电池模组的体积不断增大，带动了电池包集成技术的出现。
3.电池包箱体直接与车身固定安装是目前较为常见的电动汽车电池固定方案之一。简单来说，电池包箱体就是将电池芯片放置于一个密闭的金属容器内，并进行密封以防止电池短路和安全事故。这种固定方案中，电池包箱体直接作为整个电池系统的结构强度组成部分，被安装在车体下部或后部等定点位置上，并直接与车身进行固定。
4.这种方案主要的优点是空间利用率和结构稳定。它可以有效地保护电池芯片免受外界冲击，并且由于其与车身直接连接，因此可以最大程度地提高电池系统的结构强度和稳定性。
5.但是，这种方案也存在一些缺点：例如新能源汽车动力电池包直接与车身固定缔结在一起，拆装非常困难，即无法支持频繁的电池快换技术。


技术实现要素：

6.针对上述，本发明提供一种电池箱体、总成及汽车，旨在解决现有技术中电池包箱体直接与车身固定安装的方案中，无法支持频繁的电池快换技术的问题；经本技术的发明人悉心研究，其总发明构思提供一种具备高通用性的电池包箱体。
7.为支持以上的总发明构思，本发明第一方面提供一种电池箱体，其特征在于，电池箱体包括：外壳体，外壳体的外壁和车体固定连接，外壳体的至少一端设为开口，内部包括用于承载电池的腔体；在开口处设置有半封闭或者全封闭的箱门，箱门连接有活动结构，活动结构使得箱门和外壳体转动连接或者可拆卸连接。
8.在本技术可选的方案中，活动结构包括：铰链结构，铰链结构一端连接箱门，另一端连接外壳体上，用于提供箱门的转动自由度；锁扣结构，锁扣结构一端连接箱门，另一端连接外壳体，用于提供箱门的锁紧力；其中，铰链结构设置在锁扣结构的对侧或者边侧。
9.在本技术进一步地的方案中，锁扣结构包括：第一基座，一端固定连接在箱门的外表面上，另一端可转动连接连接臂；连接臂，连接臂上设置有弹性体，弹性体用于提供给第一基座带动箱门闭合的弹力；第二基座，第二基座一端和连接臂连接，另一端固定连接在外壳体的外壁上。
10.在本技术进一步地的方案中，外壳体的一端为开口，包括有箱体上板、箱体下板及侧板和箱体后板，箱体上板和箱体下板设置有凸起或者凹槽，以使得电池和箱体上板、箱体下板之间留有间隙区域，箱门和开口的形状相对应；铰链结构设置在凸起或者凹槽的边缘，锁扣结构设置在外壳体的侧板上。
11.在本技术进一步地的方案中，箱门包括一窗口，箱门的内壁设置有电池限位块，电池限位块挤压电池以限制电池的自由空间。
12.在本技术进一步地的方案中，箱体下板相对凸起或者凹槽的两侧设置有导向限位滑轨，导向限位滑轨和电池的底部相互适配。
13.在本技术进一步地的方案中，导向限位滑轨延伸至外壳的外部，且导向限位滑轨露出外壳体的部分相对向下倾斜设置。
14.在本技术进一步地的方案中，外壳体为一体成型。
15.在本技术进一步地的方案中，电池后板上设置了插座连接器，插座连接器用于和车体电气连接及网络通讯，同时插座连接器和电池对应的一端形成插接配合。
16.在本技术进一步地的方案中，箱体上板、箱体下板上设置有固定结构，固定结构内嵌在凸起或者凹槽上，用于和车身进行固定连接。
17.在本技术的第二方面还提供一种电池总成，电池总成包括多个上述的电池箱体，电池箱体依次排列；电池，电池设置在电池箱体的内部；
18.最后，本技术还提供一种汽车，该汽车包括上述的电池总成。
19.本技术通过提供一种基于电池和车身集成化技术上的一种可快速更换电池的电池箱体，通过箱门转动连接进行翻转开合，或者可拆卸连接，可实现以下效果：
20.1、该电池箱体可短时间内完成电池更换，方便快捷，有利于快速推进电池包快换技术，以适配多样化的快换电池类型。
21.2、应对不同类型的快换电池，可灵活适配不同尺寸的电池，根据乘用车用电需求弹性匹配快换电池，从而可实现电池的模块化设计，电池可以在多种车型之间共享，可极大降低电池的成本。
22.本发明的其他优点及特征在后续具体实施方式作进一步说明。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例所提供的电池箱体的结构示意图；
25.图2为本发明实施例所提供的电池箱体结构示意图的背面视角；
26.图3为本发明实施例所提供的电池箱体中外壳体的结构示意图；
27.图4为本发明实施例所提供的电池箱体中外壳体在装载有电池时的结构示意图；
28.图5为本发明实施例所提供的电池箱体中箱门的结构示意图；
29.图6为本发明实施例所提供的电池箱体中铰链结构的结构示意图；
30.图7为本发明实施例所提供的电池箱体中锁扣结构的结构示意图。
31.以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.100、电池箱体；
33.11、外壳体；
34.111、箱体上板；
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112、箱体下板；
35.113、侧板；
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114、箱体后盖；
36.115、导向限位滑轨；
37.12、固定结构；
38.13、箱门；
39.131、电池限位块；132、窗口；
40.14、活动结构；
41.141、铰链结构；
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142、锁扣结构；
42.1421、第一基座；
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1422、第二基座；
43.1423、连接臂；
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1424、弹性体；
44.15、插座连接器；
45.16、缓冲结构。
具体实施方式
46.在本技术的描述中，需要理解的是，如出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示方位或位置关系的描述，若无特殊的说明，则理解为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
47.另外，如出现限定有“第一”、“第二”仅用于描述目的的特征，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该被限定的特征。如出现“多个”的描述，一般含义是至少包括两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
48.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，如出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语，应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.在本说明书的描述中，如出现术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。
51.请参阅图1，图1为本发明实施例所提供的电池箱体的结构示意图；即承前述所提到的本发明总发明构思。
52.该电池箱体100包括外壳体11、固定结构12、箱门13及活动结构14；
53.外壳体11的外壁和用于车体固定连接，外壳体形状根据内部的电池形貌进行适配选择，在本技术中可选的为矩形体。
54.车体的位置可以为车身横梁或者电池盖，具体可根据所需设计的集成方式。
55.进一步，在外壳体11相对长度方向的至少一端上设有开口(参考图1所露出的一面)，外壳体11的内部包括用于承载电池的腔体。
56.外壳体11可采用注塑成型或者压铸、挤出成型等工艺，其材料可以是铝合金或者镁合金、碳纤维等，可以降低整车重量，提高能效和行驶里程。
57.更进一步，外壳体11在开口处设置有半封闭或者全封闭的箱门13，箱门通过活动结构14和外壳体11形成配合关系，活动结构14使得箱门13和外壳体11转动连接或者可拆卸连接。
58.可以理解，置于外壳体11内部腔体中的电池，可以在开启或者拆卸箱门13单独从开口处取出，实现短时间内完成电池更换，方便快捷。相比现有技术下的电池维修需要很长时间才能完成，提高维修、维护的经济型和效率。另者通过快换式的电池箱体100可进一步推进模块化设计，电池箱体100所组成的电池可以在多种车型之间共享，从而降低电池的成本。在以上电池箱体100的基础上，可提高了电动汽车的可行性和可靠性。采用电池箱体的电动汽车，可以大大方便用户的使用，并且提高了电动汽车的可靠性，使得电动汽车更加适合日常使用。
59.在实现箱门13和外壳体11连接的活动结构14上，可以是拆卸式连接或者转动连接；
60.当活动结构14采用拆卸式结构时，以下所提供一些可选的方案：
61.1、活动结构14可以是螺纹连接结构，通过螺纹将箱门13和外壳体11紧密连接，通过旋拧螺纹实现拆卸；
62.2、插销式连接结构，在外壳体11的端部上设置一组或者多组插销，箱门13不同位置设有孔或槽来接受插销。插销可以是弹簧式或锁扣式的，能够确保外壳体11和箱门13连接的牢固性；
63.3、钩式连接结构，通过在箱门13和外壳体11的两端设置一个或多个钩形结构，使得两个零件能够相互锁住，从而完成连接和拆卸；
64.4、卡榫式连接结构，在箱门13其中一个中预先设计好一个突出的凸块(卡榫)，在外壳体11中相应设计好凹槽，将其对准后加以推入就可以完成连接。
65.进一步地，当活动结构14采用转动结构时，以下所提供一些可选的方案：
66.1、铰链结构，通过箱门13和外壳体11铰链连接实现箱门13的可转动；
67.2、扣环或者钩形结构，将箱门13和外壳体11通过接触面直接连接，例如用螺栓将箱门13和外壳体11的外壁连接起来。与铰链结构不同的是，还可实现将箱门13经常拆卸。
68.针对以上的总发明构思，以下通过具体的实施例予以阐述：
69.【具体实施例】
70.请继续参阅图1～图4，图2为本发明实施例所提供的电池箱体结构示意图的背面视角，图3为本发明实施例所提供的电池箱体中外壳体11的结构示意图，图4为本发明实施例所提供的电池箱体中外壳体11在装载有电池时的结构示意图；
71.该电池箱体100包括外壳体11、固定结构12、箱门13及活动结构14；
72.综合成本、结构强度和便捷度的因素，在本发明实施例的一个较优选方案中，外壳体11为矩形壳体，外壳体11被设置为一端上设有开口，另一端为图2所示，外壳体11的内部包括用于承载电池的腔体。具体地，外壳体11包括箱体上板111、箱体下板112、侧板113及箱体后板114，以围合成单端开口的形貌。
73.其中，外壳体11采用一体成型，提高生产效率同时确保外壳体11的结构强度。
74.箱体上板111和箱体下板112为几字形，在其上设置有凸起或者凹槽，以使得电池和箱体上板111、箱体下板112之间留有部分的间隙区域；间隙区域可充当电池的散热通道，有效提高其内部电池的安全性、使用寿命和性能。
75.进一步固定结构12采用固定螺栓，其贯穿箱体上板111和箱体下板112,内嵌在凸起或者凹槽上，用于将电池箱体100和车身进行固定连接；可大幅度的节省空间，提高空间利用率。
76.在箱体上板111和箱体下板112为几字形时，箱门13和开口的形状相对应，即类似十字状。
77.在电池后板114上设置了插座连接器15，插座连接器用于和车体电气连接及网络通讯；同时插座连接器15贯穿至外壳体11的腔体内部，可和电池对应的一端形成插接配合，可起到电池正反防呆的效果。
78.可以理解，插座连接器15可随着电池的型号变化而相应变化。
79.更进一步地，外壳体11在箱体下板113相对凸起或者凹槽的两侧设置有导向限位滑轨115，导向限位滑轨115和电池的底部相互适配，限制电池的运动方向，以避免电池在插入时发生偏移，保持电池安装的精度和稳定性。
80.其中，导向限位滑轨115被设计成延伸至外壳体11的外部，且露出外壳体11的部分相对向下倾斜设置，可以对电池在取出时形成过度缓冲，无需在外壳体11外部再额外再设置导轨，节省空间和成本。
81.同时，导向限位滑轨115可减少摩擦力，能够减小电池在插入时所受到的摩擦，减轻电池在快换过程中的磨损，提高电池的寿命。
82.本领域技术人员可理解，导向限位滑轨115同样也可以设置在箱体上板111或者侧板113上，这样的改进同样属于本发明实施例所涵盖的等同保护范围内。
83.请继续参阅图4及图5，图5为本发明实施例所提供的电池箱体100中箱门13的结构示意图；
84.箱门13在腔体的内壁处设置有电池限位块131，电池限位块131对电池，其在腔体内压紧电池，以限制电池在长度方向上的自由空间。
85.进一步地，电池限位块131的表面具备粘接性，进一步提高电池在腔体内的稳定性。
86.更进一步地，在电池和箱体上板111、箱体下板112的接触面上可设置有缓冲结构16，例如橡胶垫片、泡沫塑料等，限制电池在高度方向上的自由空间，来减少电池受到震动时的冲击。提高电池的稳定性和抗振性。
87.更进一步地，箱门13的中间区域设置有一窗口132，同于电池散热，及安置连接端子和外界进行电能或者传感信息的传输。
88.请继续参阅图1、图6及图7；图6为本发明实施例所提供的电池箱体100中铰链结构
141的结构示意图，图7为本发明实施例所提供的电池箱体100中锁扣结构142的结构示意图。
89.对应本实施例一种所提供的外壳体11，活动结构14设置为可自动开合的转动结构，包括铰链结构141和锁扣结构142。
90.铰链结构141，一端连接箱门13，另一端连接外壳体11上，用于提供箱门13的转动自由度；
91.锁扣结构142一端连接箱门13，另一端连接外壳体11的外壁，用于提供箱门13的锁紧力；
92.具体地，铰链结构141设置在锁扣结构142的对侧或者边侧；
93.如图1所示，铰链结构141设置箱体上板113凸起的边缘处，锁扣结构142设置在外壳体13的侧板113上。即箱门13以箱体上板113凸起处的边缘为转轴以实现0～350
°
的开合翻折。锁扣结构142从侧面锁固箱门13，以保证电池在腔体内部。
94.在本技术可选的方案中，锁扣结构142包括第一基座1421、第二基座1422及连接臂1423，第一基座1421一端固定连接在箱门13的外表面上，另一端可转动连接连接臂1423；连接臂1423上设置有弹性体1424，弹性体1424用于提供给第一基座1421带动箱门13进行自动闭合的弹力；第二基座1422一端和连接臂1423连接，另一端固定连接在外壳体11的外壁上；
95.可以理解，通过锁扣结构142其部件的协同工作，以压缩弹性体1424的能量实现箱门13的自动关闭，无需复杂的拆卸方式，增加电池更换的便利性和安全性。同时可避免更换电池时疏忽所引起的安全事故。
96.【电池总成】
97.本发明实施例还提供一种电池总成(图未示处)，该电池总成包括多个如上的电池箱体100和电池，电池箱体100依次排列组合，电池设置在电池箱体100的内部。
98.可以理解，电池箱体100的数量和形貌均可以根据电池的规格尺寸灵活设置匹配，可适配多种类的快换电池。电池之间的组合方式可自由选择，可以是串联、并联、串并联、反向并联等。利用上述电池箱体100的电池总成具备高通用性。
99.【电池总成的安装方法和电池快换方法】
100.本发明实施例还提供一种上述电池总成和电池的安装方法和电池的快换方法，电池总成的安装方法包括：
101.步骤s11、将外壳体移送至预设的工位并固定；
102.步骤s12、加工箱体上板和箱体下板的固定结构；
103.步骤s13、加工箱体后板上的插座连接器；
104.步骤s14、安装箱门内壁的电池限位块；
105.步骤s15、安装箱门上的锁扣结构；
106.步骤s16、安装箱门和箱体上板之间的铰链结构；
107.步骤s17、开启锁扣结构和箱门，向安装快换电池；
108.步骤s18、关闭锁扣结构完成安装工序。
109.进一步地，电池的快换方法包括：
110.步骤s21、控制末端执行器打开锁扣结构，开启箱门取出电池；
111.步骤s22、将新的电池自动置入腔体内部，检测是否安装到位；
112.步骤s23、当接收到安装到位的反馈信息后，关闭锁扣结构完成更换。
113.本领域技术人员应当理解，如果将本发明实施例所提供的电池箱体100，将其涉及到的全部或部分子模块通过稠合、简单变化、互相变换等方式进行组合、替换，如各组件摆放移动位置；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的设备/装置/系统，用这样的设备/装置/系统代替本发明相应组件同样落在本发明的保护范围内。
114.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
115.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
116.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
117.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种电池箱体，其特征在于，所述电池箱体包括：外壳体，所述外壳体的外壁和车体固定连接，所述外壳体的至少一端设为开口，内部包括用于承载电池的腔体；在所述开口处设置有半封闭或者全封闭的箱门，所述箱门连接有活动结构，所述活动结构使得所述箱门和所述外壳体转动连接或者可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述活动结构包括：铰链结构，所述铰链结构一端连接所述箱门，另一端连接所述外壳体上，用于提供箱门的转动自由度；锁扣结构，所述锁扣结构一端连接箱门，另一端连接所述外壳体，用于提供箱门的锁紧力；其中，所述铰链结构设置在所述锁扣结构的对侧或者边侧。3.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述锁扣结构包括：第一基座，一端固定连接在所述箱门的外表面上，另一端可转动连接连接臂；连接臂，所述连接臂上设置有弹性体，所述弹性体用于提供给第一基座带动所述箱门闭合的弹力；第二基座，所述第二基座一端和连接臂连接，另一端固定连接在所述外壳体的外壁上。4.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述外壳体的一端为开口，包括有箱体上板、箱体下板及侧板和箱体后板，所述箱体上板和箱体下板设置有凸起或者凹槽，以使得所述电池和箱体上板、箱体下板之间留有间隙区域，所述箱门和所述开口的形状相对应；所述铰链结构设置在所述凸起或者凹槽的边缘，所述锁扣结构设置在所述外壳体的侧板上。5.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述箱门包括一窗口，所述箱门的内壁设置有电池限位块，所述电池限位块挤压电池以限制所述电池的自由空间。6.根据权利要求4所述的电池箱体，其特征在于，所述箱体下板相对所述凸起或者凹槽的两侧设置有导向限位滑轨，所述导向限位滑轨和电池的底部相互适配。7.根据权利要求6所述的电池箱体，其特征在于，所述导向限位滑轨延伸至外壳的外部，且所述导向限位滑轨露出外壳体的部分相对向下倾斜设置。8.根据权利要求4所述的电池箱体，所述外壳体为一体成型。9.根据权利要求4所述的电池箱体，所述电池后板上设置了插座连接器，所述插座连接器用于和所述车体电气连接及网络通讯，同时所述插座连接器和电池对应的一端形成插接配合。10.根据权利要求4所述的电池箱体，其特征在于，所述箱体上板、箱体下板上设置有固定结构，所述固定结构内嵌在所述凸起或者凹槽上，用于和车身进行固定连接。11.一种电池总成，其特征在于，所述电池总成包括：多个如权利要求1～10任一项所述的电池箱体，所述电池箱体依次排列；电池，所述电池设置在所述电池箱体的内部。12.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池总成。

技术总结
本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种电池箱体、总成及汽车；电池箱体包括：外壳体，外壳体的外壁和车体固定连接，外壳体的至少一端设为开口，内部包括用于承载电池的腔体；在开口处设置有半封闭或者全封闭的箱门，箱门连接有活动结构，活动结构使得箱门和外壳体转动连接或者可拆卸连接。通过该电池箱体可短时间内完成电池更换，方便快捷，有利于快速推进电池包快换技术，以适配多样化的快换电池类型；应对不同类型的快换电池，可灵活适配不同尺寸的电池，根据乘用车用电需求弹性匹配快换电池，从而可实现电池的模块化设计，电池可以在多种车型之间共享，可极大降低电池的成本。可极大降低电池的成本。可极大降低电池的成本。


技术研发人员：李新平 李淑齐
受保护的技术使用者：阿尔特汽车技术股份有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/8/13