帶有水冷板的電池框托盤的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種與水冷板一體化的電池包。
【背景技術】
[0002]新能源汽車對整車的輕量化要求越來越高，車身的輕量化對新能源汽車來說顯得越來越重要。其中新能源電池組的輕量化在整個車身輕量化中占有很大的比重。電池組的輕量化設計主要包括電池的輕量化設計和電池框架及水冷板的輕量化設計，因新能源汽車在電池容量研發方面需要有更多的突破與研發，所以電池的輕量化顯得較為困難。而電池框架及水冷板的輕量化設計則相對容易，因此整個電池組輕量化設計的主要方向為減重電池框架和水冷板。
[0003]電池組的設計需要解決的一個主要問題就是電池的散熱問題，關于電池組的散熱設計目前在業界有兩種方式:一種采用風冷方式，另一種采用水冷方式。風冷方式有著設計簡單加工方便的優點，但風冷方式需要采用敞開或者半敞開設計，因此不利于防水防塵要求。而電池組一般需要達到IP67的防水防塵等級，而達到IP67的防水防塵等級就需要電池框架的密封設計。電池框架的密封設計帶來了另一個問題就是電池的散熱問題，因此水冷方式很好的解決了電池框的密封與散熱問題，另水冷比風冷有更高的散熱效率。其將成為電池組設計的主要方向。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種帶水冷功能的電池框架一體化設計方案，此方案既減輕了整個電池包的重量，也簡化了產品的加工工藝步驟。同時還能滿足IP67的防水防塵等級要求。
[0005]為達到上述實用新型目的，提供一種帶有水冷板的電池框托盤，所述托盤表面上通過攪拌摩擦焊焊接水冷蓋板，所述的水冷蓋板和托盤之間有兩端分別抵靠水冷蓋板和托盤的凸筋隔板，在水冷蓋板和托盤之間隔離出迂回水道，水道兩端連接進水口水嘴和出水口水嘴，水道內還有若干平行分布的水道凸筋，水冷蓋板中部固定有定位電池組的中部橫
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[0006]優選的，所述的水道凸筋和凸筋隔板通過重力鑄造一體成型于托盤上，所述的水冷蓋板下表面抵靠在凸筋隔板上。
[0007]所述的水水冷蓋板與凸筋隔板采用膠連接;或所述的水冷蓋板與凸筋隔板通過攪拌摩擦焊焊接。
[0008]另一種優選方式，所述的水道凸筋和凸筋隔板通過擠壓一體成型于水冷蓋板上，凸筋隔板抵靠在托盤的上表面上。
[0009]將水冷蓋板焊接在托盤上。
[0010]優選的，所述的水冷蓋板和中部橫梁均采用鋁合金材料。
[0011 ] —種加工帶有水冷板的電池框托盤的方法，包括
[0012]采用重力傾注整體鑄造方式加工電池框架托盤的步驟；
[0013 ]水冷蓋板采用冷乳系鋁板材加工的步驟；
[0014]水冷蓋板及凸筋形成的水道采用整體擠壓成型加工的步驟；
[0015]水冷蓋板和托架之間使用攪拌摩擦焊焊接方式固定的步驟；
[0016]水道凸筋頂端和水冷蓋板配合的臺階由CNC加工成型的步驟。
[0017]所述的水道凸筋及凸筋隔板與托盤整體鑄造成型，所述的水冷蓋板采用結構膠膠接方式與水道凸筋及凸筋隔板頂端連接或采用攪拌摩擦焊焊接方式與水道凸筋及凸筋隔板頂端連接。
[0018]或者，所述的水冷蓋板采用擠壓鋁型材擠壓成型，并一體成型水道凸筋及凸筋隔板，所述的水冷蓋板焊接于托盤上。
[0019]優選的，中部橫梁采用擠壓鋁型材擠壓成型。
[0020]本實用新型設計了一種水冷板與電池包一體化的托盤結構，水冷板即指水冷蓋板，通過水冷蓋板與電池包框架底部托盤一體化結構并在兩者之間設置水道中間隔板產生水道，水冷蓋板結構容易安裝也保證了水冷方式，能夠有效解決電池框密封與散熱的問題，并且能夠減少零件數量和加工步驟，減輕了整個電池包的重量。其中加工工藝采用了攪拌摩擦焊的焊接方式，鑄造鋁合金、擠壓鋁合金、冷乳鋁合金不同加工工藝鋁合金之間攪拌摩擦焊焊接工藝為此設計的一個難點，通過CNC工藝加工臺階以及電池框架采用重力鑄造或重力傾注方式整體制作等加工步驟有效解決了不同攪拌摩擦焊的技術難點，水冷板和電池包底部托板融為一體，既減輕了重量也簡化了工藝步驟從而降低了成本。使得純鋁的電池包整個框架不但比鋼制框架更輕，也使得產品成本和鋼制框架相當。
[0021]本實用新型的有益效果是水冷板和電池包一體化的結構具有較強的結構強度和較高的剛度，該結構零部件少，工藝步驟簡化。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型第一實施例的結構示意圖；
[0023]圖2為圖1中A-A方向的剖視圖；
[0024]圖3為本實用新型第一實施例中底部托盤的示意圖；
[0025]圖4為本實用新型第一實施例中水冷蓋板的示意圖；
[0026]圖5為本實用新型第二實施例的結構示意圖；
[0027]圖6為圖5中B-B方向的剖視圖；
[0028]圖7為本實用新型第二實施例中底部托盤的示意圖；
[0029]圖8為本實用新型第二實施例中水冷蓋板的示意圖；
[0030]其中:
[0031]1-底部托盤 2-水冷蓋板 3-凸筋隔板
[0032]4-中部橫梁
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖和具體實施例，對本實用新型做進一步說明。
[0034]—種帶有水冷板的電池包，包括電池框架、水冷蓋板2、中部橫梁4，這些部件均采用鋁合金，以減輕重量。電池框架包括底部托盤1，底部托盤I下表面有凸筋隔板3，水冷蓋板2的形狀為U型，兩旁用于布置水道，中間固定中部橫梁4，用于固定電池組。所述的凸筋隔板3兩端分別抵靠水冷蓋板2和凸筋隔板3，中間形成水道，水道為迂回形狀，水道內有多個平行的水道凸筋。
[0035]底部托盤1、水冷蓋板與水道凸筋隔板3的連接方式有兩種，其一是水道凸筋、水道隔板和托盤I 一體化重力澆注成型，然后焊接或粘結水冷蓋板2，如圖1至4所示。采用重力傾注方式整體鑄造成型，材料使用A356.2鋁合金，水冷蓋板采用冷乳6系鋁板材，采用沖壓或激光切割成型，如采用沖壓，其沖壓壁厚光亮帶需要達到壁厚的80%以上，否則會影響后續攪拌摩擦焊焊接。因此沖壓需要開精沖模具。水道凸筋和水冷蓋板邊緣采用攪拌摩擦焊整體焊接成型，水道凸筋隔板和水冷蓋板之間采用結構膠膠結隔離成水道，避免側漏形成渦流。電池托盤水道凸筋邊緣和水冷蓋板配合的臺階需要CNC加工成型，此工藝主要解決兩個問題。一個為了解決水道蓋板和水道配合間隙問題，間隙過大會導致攪拌摩擦焊虛焊，間隙小造成裝配困難。另一個是為了去除鑄造鋁表面氧化鋁對攪拌摩擦焊焊縫質量的影響。
[0036]另一種加工方式水道凸筋、凸筋隔板3與托盤I分體成型，其方式為水道凸筋、凸筋隔板3和水冷蓋板2加工時與水冷蓋板2—體化擠壓成型，然后焊接水冷蓋板2和托盤I，如圖5至圖8所示。其他加工方式相同。
[0037]主要零部件加工工藝及重要特性:電池框架底部托盤:鑄造一去毛刺一CNC加工一清洗一檢驗；水道蓋板:下料一沖壓(激光切割)一清洗一檢驗；進出水口水嘴:恪煉一擠壓一時效一鋸切一加工一清洗一檢驗；中部橫梁:熔煉一擠壓一時效一鋸切一加工一清洗一檢驗；電池框架底部托盤因為需要承受整個電池包的重量及其受到的沖擊和震動，因此不但需要其有一定的剛度，更需要有一定的韌性。因此需要鑄造時需要其延伸率大于等于4 水道蓋板和底部托盤需要采用攪拌摩擦焊焊接，攪拌摩擦焊焊接的焊縫性能能夠達到母材強度的70%-100%。并且其具有焊接熔深均勻焊縫質量高，工藝穩定性好等特點。因此其強度和密封性較高。
[0038]以上已對本實用新型創造的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型創造并不限于所述的實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型創造精神的前提下還可以作出種種的等同的變型或替換，這些等同變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【主權項】
1.一種帶有水冷板的電池框托盤，其特征在于，所述托盤表面上通過攪拌摩擦焊焊接水冷蓋板，所述的水冷蓋板和托盤之間有兩端分別抵靠水冷蓋板和托盤的凸筋隔板，在水冷蓋板和托盤之間隔離出迂回水道，水道兩端連接進水口水嘴和出水口水嘴，水道內還有若干平行分布的水道凸筋，水冷蓋板中部固定有定位電池組的中部橫梁。2.根據權利要求1所述的帶有水冷板的電池框托盤，其特征在于，所述的水道凸筋和凸筋隔板通過重力鑄造一體成型于托盤上，所述的水冷蓋板下表面抵靠在凸筋隔板上。3.根據權利要求2所述的帶有水冷板的電池框托盤，其特征在于，所述的水冷蓋板與凸筋隔板采用膠連接。4.根據權利要求2所述的帶有水冷板的電池框托盤，其特征在于，所述的水冷蓋板與凸筋隔板通過攪拌摩擦焊焊接。5.根據權利要求1所述的帶有水冷板的電池框托盤，其特征在于，所述的水道凸筋和凸筋隔板通過擠壓一體成型于水冷蓋板上，凸筋隔板抵靠在托盤的上表面上。6.根據權利要求1至5任一所述的帶有水冷板的電池框托盤，其特征在于，所述的水冷蓋板和中部橫梁均采用鋁合金材料。
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶有水冷板的電池框托盤，所述托盤表面上通過攪拌摩擦焊焊接水冷蓋板，所述的水冷蓋板和托盤之間有兩端分別抵靠水冷蓋板和托盤的凸筋隔板，在水冷蓋板和托盤之間隔離出迂回水道，水道兩端連接進水口水嘴和出水口水嘴，水道內還有若干平行分布的水道凸筋，水冷蓋板中部固定有定位電池組的中部橫梁。本實用新型的有益效果是水冷板和電池包一體化的結構具有較強的結構強度和較高的剛度，該結構零部件少，工藝步驟簡化。
【IPC分類】H01M10/613, H01M10/625, H01M10/6567, H01M2/10
【公開號】CN205376596
【申請號】CN201521106950
【發明人】楊小冬, 蘇友, 鐘文明
【申請人】上海汽車制動器有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月28日