本發(fā)明涉及動力電池領域，更具體地，涉及一種具有實體結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

電池系統(tǒng)在使用過程中，由于其自身重量大、汽車在行駛過程中路況復雜，要求電池系統(tǒng)具有高抗振性、高抗擠壓性和高防水防塵性，目前的電池系統(tǒng)普遍采用鈑金折彎然后焊接作為支架設置于電池系統(tǒng)內(nèi)的方式，如圖1所示，該電池底殼2的底部設有下橫梁3和下縱梁4，用于加固電池系統(tǒng)和將電池系統(tǒng)安裝在車體上，電池底殼的內(nèi)部設有多條安裝筋5和多條安裝支架6，用于將電池模組與箱體固定連接，且下橫梁、下縱梁、安裝筋和安裝支架均為鋁合金材料、板材折彎而成，這種結(jié)構(gòu)雖然在一定程度上減輕了重量、降低了成本，但是其能量比密度低，無法解決一直存在的電池系統(tǒng)抗振性能差、抗擠壓能力差的問題，隨著電動汽車的普及，電池系統(tǒng)所面臨的性能挑戰(zhàn)更加嚴苛，解決其抗振性能和抗擠壓能力的問題迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗振性能和抗擠壓性能好的具有實體結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)及其生產(chǎn)工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種具有實體結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)，包括殼體和設置于殼體內(nèi)的電池模組，還包括螺栓和具有安裝和固定功能的實體橫梁，所述實體橫梁為實體結(jié)構(gòu)，所述實體橫梁上設有非穿透的螺紋孔，所述實體橫梁設于殼體底部，所述螺栓依次穿過電池模組和殼體固定于實體橫梁的螺紋孔上。將電池模組與殼體的固定、電池系統(tǒng)與車體的安裝集成于實體橫梁上，一體式結(jié)構(gòu)更好地將電池模組的重力直接通過實體橫梁傳遞至整車，傳遞路徑段，提高了共振頻率，從而提升了抗振性能，采用實體結(jié)構(gòu)的實體橫梁抗壓剛度高，從而抗擠壓性能更強。

優(yōu)選的，所述殼體包括面殼和底殼，所述面殼和底殼均為整體非拼接結(jié)構(gòu)。面殼和底殼分別整體成型，避免拼裝結(jié)構(gòu)帶來的密封性隱患，防水防塵性能好。

優(yōu)選的，所述電池模組包括電芯組，還包括設置于電芯組前端的前端板和設置于電芯組后端的后端板、或設置于電芯組中間的中間端板，所述前端板、中間端板和后端板上設有供螺栓穿過的通孔。通過電池模組的前端板、中間端板和后端板將整個電池模組固定在殼體內(nèi)部，通孔路徑長，螺栓與電池模組接觸面積大，提高了連接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，加強了整個電池系統(tǒng)的抗振性能。

進一步優(yōu)選的，所述電池模組還包括分別設置于電芯組右側(cè)、左側(cè)、上面和下面的右側(cè)板、左側(cè)板、上蓋板和下蓋板，所述電芯組底部和下蓋板間設有加熱片。適用于寒冬天氣對電池模組的加熱控制。

優(yōu)選的，所述實體橫梁包括橫梁本體，所述螺紋孔設置于橫梁本體上，橫梁本體兩側(cè)設有與車體安裝連接的卡接部，卡接部上設有供螺釘穿過的固定螺孔。該優(yōu)選方案的實體橫梁，在通過螺紋孔與電池模組固定的同時，還具備卡接部將整個電池系統(tǒng)預安裝在車體內(nèi)，并通過固定螺孔將電池系統(tǒng)鎖緊固定安裝在車體內(nèi)。安裝方便，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

作為優(yōu)選方案，橫梁本體底部還設有減重凹槽，所述減重凹槽設于螺紋孔對應的兩側(cè)，在不影響結(jié)構(gòu)強度的前提下，節(jié)省材料，減輕重量。

一種上述的具有實體結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，所述實體橫梁采用鋁擠加工工藝一體式擠壓成型或分體式擠壓成型后焊接為一體。所述實體橫梁采用鋁擠加工工藝，密度大，剛度高，強度高，耐疲勞性能強。

優(yōu)選的，所述殼體采用鋁合金拉深工藝，所述殼體采用鋁合金拉深工藝，結(jié)構(gòu)整體性強，且采用鋁材質(zhì)，密度低，故能量密度比高，防水防塵性能好。

優(yōu)選的，所述實體橫梁和殼體之間通過焊接固定連接。

進一步優(yōu)選的，所述焊接包括摩擦焊、攪拌摩擦焊、cmt焊接、超聲波焊接或激光焊接。使箱體滿足ip67密封性要求，防水性能好，而且適合批量焊接，提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品穩(wěn)定性。

進一步優(yōu)選的，所述實體橫梁和殼體的焊接包括在預開設螺紋孔的位置上橫線焊接方式或圍繞焊接方式，焊接后再加工開設螺紋孔。使得連接處密封性更好，防水防塵性能更佳。

優(yōu)選的，所述焊接包括開設螺紋孔之前的預焊接和開設螺紋孔后的加強焊接。第一次焊接后開設螺紋孔，再進行第二次焊接，加強了實體橫梁與殼體件的連接牢固性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明提供一種具有實體結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)及其生產(chǎn)工藝，將電池模組的固定和電池系統(tǒng)的安裝集成于實體橫梁上，縮短了重力傳遞路徑，大幅提升了抗振性能；實體橫梁采用鋁擠加工的實體結(jié)構(gòu)，增強了壓力傳遞介質(zhì)的剛度和強度，抗壓耐疲勞能力更強；采用先焊接后開螺紋孔的方式密封度更高，防水防塵性能更佳。

附圖說明

圖1為本發(fā)明背景技術(shù)電池系統(tǒng)底殼結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例電池系統(tǒng)爆炸圖。

圖3為本發(fā)明實施例電池模組爆炸圖。

圖4為本發(fā)明實施例實體橫梁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例前端板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例中間端板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了便于本領域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明進行進一步詳細描述。

實施例1

如圖2所示，一種具有實體結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)，包括面殼10和底殼7，面殼和底殼整體成型，避免拼接造成防水防塵性能的降低，面殼10和底殼7內(nèi)設置電池模組8，底殼7的上焊接實體橫梁1，如圖4所示，實體橫梁1為u型結(jié)構(gòu)，其上設有非穿透的螺紋孔11，兩側(cè)為用于卡接在車體上的卡接部12，卡接部12上開設固定螺孔13，螺釘通過固定螺孔13將電池系統(tǒng)固定在車體上，橫梁本體底部還設有減重凹槽14，減重凹槽14為前后貫穿結(jié)構(gòu)，等距分布于橫梁本體底部，避開螺紋孔位置對應設置于螺紋孔的兩側(cè)，該結(jié)構(gòu)既保證不影響結(jié)構(gòu)強度，又節(jié)省材料、減輕了電池系統(tǒng)整體重量。

如圖3所示，電池模組包括多個電芯組81，電芯組81的周圍分別設置右側(cè)板82、左側(cè)板83、上蓋板84和下蓋板85，電芯組的前面設置前端板87，后面設置后端板86，在包括多個電芯組81時，還需在電芯組81之間設置中間端板88，電芯組81與上蓋板84之間還設有固定連接各個電芯組81的電芯支架80，電芯支架80上設有連接各個電芯組81的電極的鋁排811，如圖5、6所示，前端板87、后端板86和中間端板88上設有通孔91。電芯組81和下蓋板85之間還設有加熱片，電池模組的各個組件之間通過拉釘812連接。

回看圖2，還包括螺栓9，螺栓9分別通過前端板87、后端板86和中間端板88的通孔91穿過電池模組8，然后穿過底殼7鎖入實體橫梁1上開設的螺紋孔，實現(xiàn)電池模組與電池系統(tǒng)外殼的固定連接。

組裝完成電池系統(tǒng)后，通過實體橫梁1的卡接部12與車體預安裝，再用螺釘通過螺孔13將電池系統(tǒng)固定在車體上，無需設置安裝筋和安裝支架，將電池模組在電池系統(tǒng)內(nèi)部的固定和電池系統(tǒng)與車體的安裝功能合二為一集成于實體橫梁上，更好地將電池模組安裝點的受力傳到整車安裝點，電池模組的重力直接通過實體橫梁傳遞至整車，重力傳遞路徑短，提高共振頻率，大幅提升抗振性能。一體式實體橫梁結(jié)構(gòu)，使得整個電池系統(tǒng)的支撐強度比傳統(tǒng)鈑金梁拼焊更有保障；實體橫梁的實體結(jié)構(gòu)，剛度高、強度好，抗擠壓、耐疲勞性能強。

實施例2

實施例1所公開的具有實體結(jié)構(gòu)的電池系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，其中面殼和底殼采用鋁合金拉深工藝加工，使得面殼和底殼分別一次成型，無需拼接，能量密度比高，防水防塵性能好。實體橫梁為實體結(jié)構(gòu)，采用鋁擠加工工藝一體式擠壓成型，在保證強度的同時，更適合大批量生產(chǎn)要求。實體橫梁焊接與底殼的底部，采用攪拌摩擦焊的方式從底殼內(nèi)部圍繞焊接，圍繞焊接為圍繞預開設螺紋孔的位置焊接的方式，完成攪拌摩擦焊接后穿過底殼向?qū)嶓w橫梁開設螺紋孔，確保螺紋孔不穿透實體橫梁，最后再對底殼和實體橫梁進行cmt焊接，加強底殼與實體橫梁間的牢固度，且焊接變形少。組裝完成的電池系統(tǒng)滿足ip67密封性要求，防水防塵性能好。

本實施例未描述的其它部件的生產(chǎn)工藝，均采用現(xiàn)有技術(shù)中的生產(chǎn)工藝。

以上為本發(fā)明的其中具體實現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均屬于本發(fā)明的保護范圍。