电池箱的下箱体、电池箱、电池包及电动汽车
1.本技术要求申请日为2021年12月20日的中国专利申请cn202111567173.8的优先权。本技术引用上述中国专利申请的全文。
技术领域
2.本实用新型涉及电动汽车领域，特别涉及一种电池箱的下箱体、电池箱、电池包及电动汽车。
背景技术：3.电动汽车具有零排放、低噪音、运营和维护都十分经济等优点，越来越受到用户的青睐。电动汽车使用的能源为自身搭载的电池包提供的电能，电动汽车在电能使用完后需要充电。电动汽车的电池包设置方式一般分为固定式和可换式，其中，固定式电池包一般是固定在车辆上，在充电时直接以车辆作为充电对象。而可换式的电池包一般通过活动安装的方式被固定在车辆的托架上，电池包可以被取下，以单独进行更换或充电操作，在更换下的电池包充电完毕后，再安装在车辆上。
4.现有电池箱的壳体，尤其是下箱体，基于强度方面的考虑，通常用金属材质制成，例如钢、铝等材质。但是，金属材质壳体的导热系数一般比较大，导致电池包保温效果差，电池包的温度易随环境温度变化而变化。虽然现有技术中，有金属材质壳体电池箱通过增加云母片来提升保温性能，但是提升效果有限。特别是当电池包在寒区使用时，当环境温度较低时，电池包的温度下降也就越快，电池包效能降低就越发明显。
技术实现要素：5.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的电池箱保温效果差的缺陷，提供一种电池箱的下箱体、电池箱、电池包及电动汽车。
6.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.一种电池箱的下箱体，所述下箱体具有上端开口的容置腔，所述下箱体包括外壳体、内壳体和支撑结构，所述支撑结构设置于所述外壳体与所述内壳体之间，所述外壳体与所述内壳体之间形成有腔室结构，所述外壳体和所述内壳体均由非金属复合材料制成。
8.在本方案中，该下箱体由外壳体、内壳体组成，并且在外壳体和内壳体之间设置有支撑结构，使得非金属复合材质下箱体的结构得到了强化，以满足电池箱的强度要求。并且，在外壳体与内壳体之间还形成有腔室结构，以提高下箱体的隔热保温效果，同时，下箱体由非金属复合材料制成，与金属材料的壳体相比，进一步增强了保温性能，而且非金属复合材料的密度比金属材料更小。相对于金属材料下箱体，本技术的非金属复合材料下箱体在满足电池箱强度要求的情况下，保温性能更好，重量比金属材质箱体轻，生产工艺更加简单，提高了经济效益。
9.较佳地，所述支撑结构为加强筋，所述加强筋在所述内壳体与所述外壳体之间沿二者相对的表面延伸并间隔或交错设置，所述加强筋将所述外壳体与所述内壳体之间隔成
若干腔室，以形成所述腔室结构。
10.在本方案中，采用上述结构形式，尤其是在采用交错设置的加强筋的情况下，使得加强筋形成网格化结构，增强并均衡下箱体底部的强度。
11.较佳地，所述加强筋形成于所述外壳体的内侧表面，且所述加强筋与所述内壳体连接；
12.或者，所述加强筋形成于所述内壳体的外侧表面，且所述加强筋与所述外壳体连接。
13.在本方案中，采用上述加强筋与外壳体或内壳体一体成型的方案，有利于增强整体结构强度，简化制作工艺，同时也便于在加强筋上涂胶。
14.较佳地，所述加强筋与所述内壳体或所述外壳体的连接方式包括粘接连接或焊接连接。
15.较佳地，所述外壳体用于与所述加强筋连接的连接面积或所述内壳体用于与所述加强筋连接的连接面积为所述外壳体与所述内壳体相对的表面面积的10％-30％。
16.在本方案中，若粘接面积过小，连接强度低；若粘接面积过大，会增加内壳体与外壳体之间的接触面积，从而会降低保温效果，粘接面积过大，会使用到较宽的加强筋和/或较多的结构胶，这会增加下箱体的重量。优选为，内壳体与外壳体的粘接面积占外壳体或内壳体用于粘接所在的平面面积的百分比为20％。
17.较佳地，所述加强筋垂直于其延伸方向所在的截面为连续结构；
18.或者，所述加强筋垂直于其延伸方向所在的截面为分体式结构，所述分体式结构由间隔形成于所述外壳体的内侧表面或外壳体的内侧表面上的至少两个子加强筋构成。
19.在本方案中，可以采用较粗的加强筋或几个并列的较窄的子加强筋形成的加强筋来增强下箱体的强度，其中子加强筋结构能够减少内壳体和外壳体之间的接触面积，子加强筋之间形成的间隙用于隔热，能够提高保温效果，也有利于减轻下箱体的重量。
20.较佳地，所述加强筋的连接面上设有涂胶凹槽，所述涂胶凹槽的延伸方向与其所在所述加强筋的长度方向相同。
21.在本方案中，涂胶凹槽用于容纳粘胶，防止胶水外溢，保证粘接面上有足够量的胶水，提高粘接效果。
22.较佳地，所述加强筋垂直于其延伸方向所在的截面为分体式结构，所述分体式结构具有并列布置且隔有间隙的至少两个子加强筋，所述涂胶凹槽横跨各子加强筋的连接面设置。
23.在本方案中，采用上述结构形式，使得胶水尽量多地保持在粘接面上，且不会溢出分体式结构的外部，提高粘接效果。
24.较佳地，交错设置的所述加强筋的连接面上的涂胶凹槽在所述加强筋的相交处相连通。
25.在本方案中，采用上述结构形式，使得胶水多地方能够沿涂胶凹槽流动至胶水少的地方，并均匀分布在涂胶凹槽内，提高胶水分布的均匀性。另外也能提高粘接面的连贯性，增强粘接连接的强度。
26.较佳地，所述内壳体和所述外壳体叠放设置，且所述外壳体和所述内壳体均具有底板以及包围于所述底板的边缘的侧板，所述外壳体的底板和所述内壳体的底板共同构成
所述下箱体的底壁，所述外壳体的侧板和所述内壳体的侧板构成所述下箱体的侧壁，所述容置腔形成于所述内壳体中，所述加强筋包括设置于所述内壳体的底板与所述外壳体的底板之间的底部加强筋以及设置于所述内壳体的侧板与所述外壳体的侧板之间的侧部加强筋。
27.在本方案中，加强筋设置于内壳体的底板与外壳体的底板之间，以及内壳体的侧板与外壳体的侧板之间，在整个下箱体的内、外壳体相对的表面上都能起到结构加强和保温作用。而且采用上述结构形式，便于制成非金属复合材料的下箱体，提高下箱体的整体的强度。由于内壳体、外壳体均由非金属复合材料制成，便于底壁与侧壁一体成型(模压、注塑等方式)，简化制作工艺。
28.较佳地，所述侧部加强筋形成于所述外壳体的侧板内表面，且所述侧部加强筋与所述内壳体连接；
29.所述侧部加强筋包括间隔设置且沿竖向方向延伸的竖向加强筋，且所述竖向加强筋与所述底部加强筋相连接。
30.在本方案中，竖向加强筋与底部的加强筋相连，能够提升加强筋的整体强度。
31.较佳地，所述竖向加强筋的底部沿所述外壳体的侧板的内表面延伸至所述外壳体的底板，所述底部加强筋伸入至所述竖向加强筋的涂胶凹槽中，并与所述竖向加强筋的底部相连；
32.和/或，所述竖向加强筋的下部厚度大于上部厚度；
33.和/或，所述竖向加强筋的顶部沿所述外壳体的侧板内表面高度方向逐渐向所述外壳体的侧板内表面收缩。
34.在本方案中，电池箱的侧壁是电池包与电动汽车之间连接的主要受力部件。竖向加强筋的涂胶凹槽比底部加强筋更宽，能够容纳更多的结构胶，提升竖向加强筋与内壳体的侧板之间的粘接强度，增强内、外壳体侧板的一体性，提升整体强度。
35.竖向加强筋下部厚度较大，不仅有利于模具成型过程中，产品与模具的分离；而且由于竖向加强筋的底部位于外壳体的侧板与底板的连接处，属于应力集中处，将竖向加强筋下部加厚，有利于增强应力集中处的强度。
36.竖向加强筋顶部收缩，优选采用r角的方式收缩，这样的结构有利于外壳体的边缘与内壳体的边缘平缓过度，避免在二者边缘处出现应力集中。
37.较佳地，所述腔室结构内设有轻质保温材料，所述轻质保温材料包括聚合物发泡材料或气凝胶毡。
38.在本方案中，利用聚合物发泡材料、气凝胶毡等轻质保温材料隔热效果佳、质轻的优点，置于腔室结构内，进一步增强下箱体的保温效果，并且对下箱体质量影响较小。聚合物发泡材料是以聚合物(塑料、橡胶、弹性体或天然高分子材料)为基础而其内部具有无数气泡的微孔材料，典型的发泡材料如聚氨酯(polyurethane)泡沫、聚苯乙烯(polystyrene)泡沫等。气凝胶毡是以二氧化硅气凝胶为主体材料，并复合于增强性纤维中，具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性。
39.较佳地，所述外壳体与所述内壳体之间的腔室结构的高度为1～15mm或轻质保温材料的厚度为1～15mm；优选所述外壳体与所述内壳体之间的腔室结构的高度为3～10mm或轻质保温材料的厚度为3～10mm；进一步优选所述外壳体与所述内壳体之间的腔室结构的
高度为5mm或轻质保温材料的厚度为5mm。
40.在本方案中，腔室结构高度越高，保温效果越好，但是高度越高，会使得电池箱总体体积受限的情况下，侵占容置腔的空间，从而降低电池能量密度。因此，高度的取值是一个综合多方面考虑的问题。在采用了轻质保温材料的情况下，尤其是采用气凝胶毡的情况下，5mm左右的厚度的能够满足保温要求，且对电池能量密度影响较小。本技术中优选所述轻质保温材料为气凝胶毡。气凝胶毡可以采用结构胶粘接于腔室结构内，或者填充于腔室结构内。气凝胶毡尽量以不被压缩的方式置于腔室结构中，以避免影响气凝胶毡的保温性能。
41.较佳地，所述内壳体的边缘处设有翻边，所述翻边扣设于所述外壳体的边缘上，并与所述外壳体的边缘配合连接。
42.在本方案中，在内壳体边缘设置翻边并扣设在外壳体上，提高内壳体与外壳体边缘处的连接固定效果，进一步提升外壳体和内壳体之间的整体性，增强下箱体的强度。
43.较佳地，所述翻边与所述外壳体的边缘配合连接的方式包括粘接连接、焊接连接或卡接连接。
44.在本方案中，通过上述配合连接方式，能够进一步增加外壳体与内壳体的整体连接强度和一体性。
45.较佳地，所述非金属复合材料包括纤维增强树脂基复合材料；优选所述纤维增强树脂基复合材料包括玻璃纤维增强树脂基复合材料、和/或碳纤维增强树脂基复合材料、和/或树脂纤维增强树脂基复合材料、和/或陶瓷纤维增强树脂基复合材料。
46.在本方案中，非金属复合材料可以是纤维增强树脂基复合材料，也可以是其他重量轻、具有一定强度和高温性能的高分子复合材料，优选非金属复合材料为纤维增强树脂基复合材料，其具有较好的强度和保温性能，而且加工成型方便。进一步优选非金属复合材料为玻璃纤维增强树脂基复合材料，更进一步优选非金属复合材料为smc(sheet molding compound)，又称为片状模塑料，是一种高分子复合材料，主要原料由smc专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂组成。经高温一次模压成型，具有机械强度高、材料重量轻、耐腐蚀、使用寿命长，绝缘强度高、耐电弧、阻燃、密封性能好，且产品设计灵活，易规模化生产，并有安全美观的优点，具有全天候防护功能，克服了金属材质箱体的易锈蚀、寿命短和隔热保温性能差等缺陷。
47.较佳地，所述外壳体的侧面外周环绕设置有加强结构，所述外壳体侧面向外延展形成所述加强结构。
48.在本方案中，通过设置加强结构，能够增强外壳体侧面强度。加强结构能够作为受力部位，实现在该加强结构上固定快换单元实现与电动汽车的可拆卸连接，或者通过固定单元将采用该下箱体的电池包固定于电动汽车上。
49.锁止机构锁止机构
50.较佳地，所述外壳体的至少外侧底部的外露面上覆有聚脲层。
51.在本方案中，聚脲层能提高非金属复合材料自身强度，并且具有耐磨、隔热保温的作用，能够提高箱底强度，并且有一定柔软度，在冲击下能保证稳定性。
52.一种电池箱，所述电池箱包括上盖和如上所述的下箱体，所述上盖盖设于所述下箱体上并将所述容置腔封闭。
53.在本方案中，该电池箱通过上盖盖在下箱体上，形成具有内部容置腔的电池箱的壳体，该壳体能够保护安装在容纳腔内的电池模组，也能够对其进行保温。
54.较佳地，所述内壳体的边缘处设有翻边，所述外壳体的边缘处设有开口朝向上盖的密封槽，所述翻边扣设于所述密封槽内，所述上盖在与所述密封槽相对应的位置设有密封立板，所述上盖与所述下箱体之间至少通过所述密封槽、密封立板以及设置于所述密封槽与所述密封立板之间的密封条实现密封，所述密封条至少与所述翻边相抵接。
55.在本方案中，采用上述结构形式，利用密封槽与翻边连接，不仅能够提高内壳体与外壳体的连接固定效果，增强下箱体的整体强度，而且能够提高密封效果。
56.一种电池包，所述电池包包括如上所述的电池箱以及设置于所述容置腔内的电池单元，所述电池单元包括电芯或由电芯形成的电池模组，所述下箱体的外侧面安装有快换单元或固定单元，所述快换单元用于实现所述电池包相对电动汽车的可拆卸连接；所述固定单元用于实现所述电池包与电动汽车的固定连接。
57.在本方案中，该电池包将电池单元封闭在上盖与下箱体围成的容纳腔内，对电池模组形成保护屏障且具有保温效果。并且，该电池包的下箱体采用非金属复合材质制成，与金属材质的壳体相比可减轻重量，进一步提高保温效果和经济效益。
58.其中，快换单元包括但不限于：电/液冷连接器、锁止机构等，锁止机构包括螺纹锁止机构(通过多个螺栓把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、锁销锁止机构(通过锁销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、旋转锁止机构(通过旋转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、翻转锁止机构(通过翻转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、顶压锁止机构(通过顶压锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、错齿锁止机构(通过错齿锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、插销锁止机构(通过插销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、推拉锁止机构(通过推拉锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)。
59.固定单元包括螺栓式锁紧机构或其他类型的固定连接式机构(包括但不限于机械式、电连接式或磁连接式等)等。
60.较佳地，所述快换单元或所述固定单元于所述下箱体的连接处与所述下箱体的加强筋对应设置。
61.本方案中，快换单元或固定单元作为电池包与电动汽车连接时的主要受力部件，容易成为强度薄弱环节，将其与下箱体的加强筋对应设置，能够增强强度，提升电池包与电动汽车连接的可靠性。
62.一种电动汽车，包括上述的电池包。
63.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
64.本实用新型的积极进步效果在于：该下箱体由外壳体、内壳体组成，并且在内壳体、外壳体之间设置有支撑结构，使得下箱体的结构得到了强化，以满足电池箱的强度要求。并且，在外壳体与内壳体之间还形成有腔室结构，以提高下箱体的隔热保温效果，同时，下箱体由非金属复合材料制成，与金属材料的壳体相比，进一步增强了保温性能，而且非金属复合材料的密度比金属材料更小。相对于金属材料下箱体，本技术的非金属复合材料下箱体在满足电池箱强度要求的情况下，保温性能更好，重量比金属材质箱体轻，生产工艺更
加简单，提高了经济效益。
附图说明
65.图1为实施例1电池箱的下箱体的结构示意图。
66.图2为实施例1的外壳体的结构示意图。
67.图3为实施例1的外壳体的局部结构示意图。
68.图4为实施例1的电池箱第一视角的立体结构示意图。
69.图5为实施例1的电池箱第二视角的立体结构示意图。
70.图6为图5中沿a-a线的剖面图。
71.图7为图6中b部分的放大图。
72.图8为实施例3的外壳体的局部结构示意图。
73.图9为实施例4电池箱的下箱体的分解结构示意图。
74.图10为实施例4电池箱的局部剖面结构示意图。
75.图11为试验例1的电池箱的上箱盖的分解结构示意图。
76.图12为试验例1的电池箱的结构示意图。
77.图13为试验例1的电池箱的上箱盖的俯视图。
78.图14为图13中沿a-a线的剖面图。
79.图15为试验例2的电池箱的结构示意图。
80.图16为试验例2的电池箱的局部剖面结构示意图。
81.图17为试验例2的下箱体的局部结构示意图。
82.图18为试验例2的上箱盖上的防爆阀剖面结构示意图。
83.附图标记说明：
84.上盖1
85.密封立板11
86.下箱体2
87.外壳体21
88.第一加强部201
89.第二加强部202
90.外部加强筋203
91.加强结构211
92.内壳体22
93.翻边221
94.支撑结构23
95.加强筋231
96.底部加强筋2311
97.侧部加强筋2312
98.子加强筋2313
99.涂胶凹槽2314
100.密封条3
101.锁轴10
102.导向块20
103.电池箱3a
104.箱盖外壳11a
105.隔热层12a
106.保护层13a
107.顶板111a
108.侧壁112a
109.凹凸结构1111a
110.第一延伸部1121a
111.密封部1122a
112.密封立板1127a
113.第二延伸部1123a
114.凹陷部1124a
115.加强部1125a
116.凸起部21a
117.导滑面22a
118.防爆阀1126a
119.保温罩11261a
120.通气孔11262a
具体实施方式
121.下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
122.实施例1
123.如图1-图7所示，本实施例公开了一种电池箱的下箱体，该下箱体可与上盖组合形成电池箱，放置电芯(以及电气部件)并连接必要部件后，形成电池包，用于电动汽车。
124.该下箱体2具有上端开口的容置腔，下箱体2包括外壳体21、内壳体22和支撑结构23，支撑结构23设置在外壳体21与内壳体22之间，使得下箱体2的结构得到了强化，以满足电池箱的强度要求。并且，在外壳体21与内壳体22之间还形成有腔室结构，以提高下箱体2的隔热保温效果。在本实施例中，外壳体21和内壳体22均由非金属复合材料制成，与金属材料的壳体相比，保温性能更好，重量与金属材质箱体相比更轻，生产工艺更加简单，提高了经济效益。
125.如图2所示，在本实施例中，支撑结构23为加强筋231，加强筋231在内壳体22与外壳体21之间沿二者相对的表面延伸并交错设置，加强筋231将外壳体21与内壳体22之间隔成若干腔室，以形成腔室结构，使得加强筋231形成网格化的腔室结构，增强并均衡下箱体2底部的强度和保温效果。更具体地，本实施例中，加强筋231采用纵横相交的交错形式。
126.在本实施例中，加强筋231与外壳体21一体形成于外壳体21的内侧表面(即外壳体21上相对于内壳体22一侧的表面)，且外壳体21通过加强筋231与内壳体22粘接连接。加强
筋231与外壳体21一体成型的方案相对于加强筋231与外壳体21粘接或焊接的方案，连接强度更高，有利于增强整体结构强度，而且加强筋231与外壳体21可以一体模压(或注塑等其他非金属复合材料成型工艺)成型，简化制作工艺，同时这种加强筋231与外壳体21的连接方式，使得加强筋231与内壳体22的连接面位于加强筋231的顶部，也便于在加强筋231上涂胶。
127.本实施例中，内壳体22用于与加强筋231连接的连接面积为外壳体21与内壳体22相对的表面面积的20％。能更好地平衡保温效果和下箱体的重量。
128.如图1和图2所示，本实施例中，加强筋231垂直于其延伸方向所在的截面为连续结构，以形成宽度较大的加强筋231，增强下箱体的强度。
129.如图3所示，本实施例中，加强筋231的连接面上设有涂胶凹槽2314，涂胶凹槽2314的延伸方向与其所在加强筋231的长度方向相同。涂胶凹槽2314形成于加强筋231的顶部，为位于涂胶凹槽2314顶部的凹陷，涂胶凹槽2314的截面形状为矩形，具有一定的深度，足够容纳满足粘接强度所需的粘胶，涂胶凹槽2314用于容纳粘胶，防止胶水外溢，内壳体22外侧表面同时与涂胶凹槽2314内的粘胶以及涂胶凹槽2314的槽壁顶部接触，保证粘接面上有足够量的胶水，提高粘接效果，并保证连接强度。
130.如图3所示，本实施例中，交错设置的加强筋231的连接面上的涂胶凹槽2314在加强筋231的相交处相连通，使得粘胶多地方能够沿涂胶凹槽2314流动至胶水少的地方，并均匀分布在涂胶凹槽2314内，提高粘胶分布的均匀性以及与内壳体22粘接的均匀性，也在一定程度上避免了粘胶的外溢。另外也能提高粘接面的连贯性，增强粘接连接的强度。本是实施例中，粘接用的胶水采用结构胶。
131.如图1和图3所示，本实施例中，内壳体22和外壳体21叠放设置，且外壳体21和内壳体22均具有底板以及包围于底板的边缘的侧板，外壳体21的底板和内壳体22的底板共同构成下箱体2的底壁，外壳体21的侧板和内壳体22的侧板构成下箱体2的侧壁，容置腔形成于内壳体22中，加强筋231包括设置于内壳体22的底板与外壳体21的底板之间的底部加强筋2311以及设置于内壳体22的侧板与外壳体21的侧板之间的侧部加强筋2312。加强筋231在整个下箱体2的侧壁和底壁上都能起到结构加强和保温作用，从而提高下箱体2的整体的强度。而且该结构形式，对于非金属复合材料的下箱体2而言，其制作成型是很容易实现的，由于内壳体22、外壳体21均由非金属复合材料制成，便于底壁与侧壁一体成型(模压、注塑等方式)，简化制作工艺。本实施例中采用模压成型的方式制备外壳体21和内壳体22。
132.如图3所示，本实施例中，侧部加强筋2312形成于外壳体21的侧板内表面，且侧部加强筋2312与内壳体22连接。侧部加强筋2312包括间隔设置且沿竖向方向延伸的竖向加强筋，且竖向加强筋与底部加强筋2311相连接，能够提升加强筋231的整体强度。
133.在本实施例中，电池箱的侧壁是电池包与电动汽车之间连接的主要受力部件。竖向加强筋的涂胶凹槽2314比底部加强筋2311更宽，能够容纳更多的结构胶，提升竖向加强筋与内壳体22的侧板之间的粘接强度，增强内壳体22和外壳体21侧板的一体性，提升整体强度。
134.进一步地，本实施例中，竖向加强筋的底部沿外壳体21的侧板的内表面(及外壳体21的朝向内壳体22的表面)延伸至外壳体21的底板，底部加强筋2311伸入至竖向加强筋的涂胶凹槽2314中，并与竖向加强筋相连形成一体，竖向加强筋的下部厚度大于上部厚度，不
仅有利于模具成型过程中，产品与模具的分离；而且由于竖向加强筋的底部位于外壳体21的侧板与底板的连接处，属于应力集中处，将竖向加强筋下部加厚，有利于增强应力集中处的强度。
135.更进一步地，本实施例中，竖向加强筋的顶部沿外壳体21的侧板内表面高度方向逐渐向外壳体21的侧板内表面收缩。竖向加强筋顶部收缩，优选采用r角的方式收缩，这样的结构有利于外壳体21的边缘与内壳体22的边缘平缓过度，避免在二者边缘处出现应力集中。
136.更进一步地，本实施例中，外壳体21与内壳体22之间的腔室结构的高度为5mm。利用外壳体21与内壳体22之间的空腔中的空气作为热的不良导体，起到隔热保温的作用。结构更加简单，重量更轻。在电池箱外部尺寸确定以及内部电池单元容量确定的情况下，腔室结构的高度(也就是外壳体21与内壳体22之间相对的表面之间的距离)会影响内外壳体的厚度，或者在内外壳体厚度确定的情况下，腔室结构的高度会影响到该下箱体2所形成的电池箱承载电池单元的空间的容积。而5mm的腔室结构高度，是各方面一个较为均衡的选择。在满足电池包使用强度的情况下，同时满足保温要求，且基本上不会对电池能量密度带来影响。
137.本实施例中，制作外壳体21和内壳体22的非金属复合材料为smc(sheet molding compound)，又称为片状模塑料，这是一种高分子复合材料，主要原料由smc专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂组成。经高温一次模压成型，具有机械强度高、材料重量轻、耐腐蚀、使用寿命长，绝缘强度高、耐电弧、阻燃、密封性能好，比热容也高于钣金材料，且产品设计灵活，易规模化生产，并有安全美观的优点，具有全天候防护功能，能够满足室外工程项目中各种恶劣环境和场所的需要，克服了金属材料箱体的易锈蚀、寿命短和隔热保温性能差等缺陷。
138.使用smc作为内外壳体材料，不仅质量轻，保温性能好，而且能够为电池箱带来一定程度上的阻燃隔热性能，避免由于电池箱内部的电芯失火造成的箱体材料的燃烧，能够避免产生明火。
139.如图7所示，进一步地，在本实施例中，内壳体22的边缘处设有翻边221，外壳体21的边缘处设有开口朝向上盖1的密封槽，翻边221扣设于密封槽内，上盖1在与密封槽相对应的位置设有密封立板11，上盖1与下箱体2之间通过密封槽、密封立板11以及设置于密封槽与密封立板11之间的密封条3实现密封，密封条3与翻边221相抵接。利用密封槽与翻边221连接，不仅能够提高内壳体22与外壳体21的连接固定效果，增强下箱体2的整体强度，而且能够提高密封效果。
140.进一步地，在本实施例中，如图1所示，外壳体21的侧面外周环绕设置有加强结构211，外壳体21侧面向外延展形成加强结构211。进一步地，加强结构211加强结构包括第一加强部201、第二加强部202和若干外部加强筋203，第一加强部201和第二加强部202一上一下环绕侧壁间隔设置，若干外部加强筋203沿侧壁的周向方向间隔设置于第一加强部201和第二加强部202之间。第一加强部201和第二加强部202均为板状结构，能够在周向方向强化下箱体的侧壁的强度。外部加强筋203设在第一加强部201和第二加强部202之间，以强化侧壁在竖向方向的强度。第一加强部201、第二加强部202和若干外部加强筋203的结构形式，增强下箱体的侧壁在环向和竖向方向上的强度，而且有利于下箱体结构的轻量化。通过设
置加强结构211，增强外壳体21侧面强度。加强结构211作为受力部位，能够实现在该加强结构211上固定快换单元实现与电动汽车的可拆卸连接。
141.进一步地，在本实施例中，如图2和图4所示，在加强结构上安装有l型连接板，l形连接板上安装有锁轴10和导向块20构成的错齿锁止机构(电池包端)以及电连接器，用于快速挂接到快换电动汽车上。
142.进一步地，快换单元于下箱体2的连接处与下箱体2的加强筋231对应设置，使得快换单元与下箱体2的连接部位的强度足够大，提高下箱体2的可靠性。更进一步地，快换单元于下箱体2的连接处与下箱体2的加强筋231对应设置的偏差在
±
5cm之内。
143.进一步地，在本实施例中，在外壳体21的外侧底部的外露面上覆有聚脲层。优选地，聚脲层的厚度为0.8-1.2mm。聚脲层能提高非金属复合材料自身强度，并且具有耐磨、隔热保温的作用，能够提高箱底强度，并且有一定柔软度，在冲击下能保证稳定性。
144.如图4-图7所示，本实施例还公开了一种电池箱，该电池箱包括上盖1和如上的下箱体2，上盖1盖设于下箱体2上并将容置腔封闭。该电池箱通过上盖1盖在下箱体2上，形成具有内部容置腔的电池箱的壳体，该壳体能够保护安装在容纳腔内的电池模组，也能够对其进行保温。
145.本实施例还公开了一种电池包，该电池包包括如上的电池箱以及设置于容置腔内的电池单元，电池单元包括由电芯形成的电池模组，下箱体的外侧面安装有快换单元。快换单元用于实现电池包相对电动汽车的可拆卸连接。该电池包将电池单元封闭在上盖1与下箱体2围成的容纳腔内，对电池模组形成保护屏障且具有保温效果。并且，该电池包的下箱体采用非金属材质制成，与金属材质的壳体相比可减轻重量，进一步提高保温效果和经济效益。
146.本实施例还公开了一种电动汽车，包括上述的电池包。电动汽车为快换电动汽车(电池包可拆卸地连接于车身，可以进行快速的车电分离)。
147.实施例2
148.本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，在本实施例中，腔室结构内设有轻质保温材料。轻质保温材料采用气凝胶毡。气凝胶毡是以二氧化硅气凝胶为主体材料，并复合于增强性纤维中，具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性。在使用smc作为内外壳体材料的情况下，同时使用，不仅质量轻，保温性能好，而且能够为电池箱带来一定程度上的阻燃隔热性能，避免由于电池箱内部的电芯失火造成的箱体材料的燃烧，能够避免产生明火。
149.进一步地，在本实施例中，本实施例中，气凝胶毡采用结构胶粘接的方式，以尽量充满并不被压缩(以避免影响气凝胶毡的保温性能)的形式粘接于腔室结构中。
150.实施例3
151.如图8所示，本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：加强筋垂直于其延伸方向所在的截面为分体式结构，分体式结构由间隔形成于外壳体21的内侧表面上的三个子加强筋2313构成，子加强筋2313结构能够减少内壳体(图中未示出)和外壳体21之间的接触面积，子加强筋2313之间形成的间隙内填充的空气用于隔热，能够提高保温效果，也有利于减轻下箱体2的重量。
152.进一步地，在本实施例中，仅底部加强筋2311采用分体式结构，分体式结构的子加
强筋2313的长度方向与电池箱的横向方向一致，以尽可能增加电池箱纵向方向上的强度。在受力较小的电池箱横向方向上设置宽度较子加强筋窄的窄加强筋。通过上述设置，可以在保证箱体强度的同时，少用加强筋，有利于减轻箱体质量。
153.加强筋的连接面上设有涂胶凹槽2314，涂胶凹槽2314的延伸方向与其所在加强筋的长度方向相同。涂胶凹槽2314用于容纳粘胶，防止胶水外溢，保证粘接面上有足够量的胶水，提高粘接效果。分体式结构的涂胶凹槽2314横跨各子加强筋2313的连接面设置，使得胶水尽量多地保持在粘接面上，且不会溢出分体式结构的外部，提高粘接效果。
154.更进一步地，本实施例中，构成加强筋结构的一组共三个子加强筋2313，其宽度之和与实施例1中的加强筋相当。相邻两个子加强筋2313之间间隔的距离与一个子加强筋2313的宽度相当，可以相等、略大或略小。
155.实施例4
156.如图9和图10所示，本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：内壳体22的边缘处设有翻边221，翻边221扣设于外壳体21的边缘上，并与外壳体21的边缘配合连接，提高内壳体22与外壳体21的连接固定效果，提升外壳体21和内壳体22之间的整体性，增强下箱体2的强度。
157.其中，翻边221与外壳体21的边缘配合连接的方式包括粘接连接、焊接连接或卡接连接。通过上述配合连接方式，能够进一步增加外壳体21与内壳体22的整体连接强度和一体性。上盖1盖设于下箱体2上并通过密封圈3将容置腔封闭。
158.除了上述实施例，在其他的实施例中还可以：
159.加强筋231可均匀间隔设置在外壳体21和内壳体22之间。优选间隔设置的加强筋231的长度方向沿电池箱横向方向。电池箱的纵向方向(长度较长的方向)在电池箱与电动汽车连接时，通常也会承受更多的力，将间隔设置的加强筋231的长度方向设置在电池箱横向方向上，能够为电池箱的纵向方向提供更多的强度。
160.当加强筋231与外壳体21一体形成于外壳体21的内侧表面时，加强筋231与内壳体22之间也可采用焊接连接的方式。
161.内壳体22用于与加强筋231连接的连接面积可以为外壳体21与内壳体22相对的表面面积的10-30％，例如可以为10％、12％、15％、18％、22％、25％、28％、30％等，或这些数值间的任意值。若粘接面积过小，连接强度低；若粘接面积过大(涂胶过多或加强筋宽度过大)，会增加内外壳体之间的接触面积，从而会降低保温效果，并增加下箱体的重量。
162.加强筋231可形成于内壳体22的外侧表面(即内壳体22的朝向外壳体21的表面)，且加强筋231与外壳体21粘接或焊接连接。
163.当加强筋为分体式结构时，可以设置在内壳体的外侧表面。子加强筋的数量可以设置为三个以上。
164.外壳体21与内壳体22之间的腔室结构的高度可以为1-15mm，或者将腔室结构内的轻质保温材料的厚度设置为1-15mm。优选地，外壳体21与内壳体22之间的腔室结构的高度可以为3-10mm或者腔室结构中的轻质保温材料的厚度可以为3-10mm。腔室结构高度越高，保温效果越好，但是高度越高，会使得电池箱总体体积受限的情况下，侵占容置腔的空间，从而降低电池能量密度。因此，高度的取值是一个综合多方面考虑的问题。在采用了轻质保温材料的情况下，尤其是采用气凝胶毡的情况下，5mm左右的厚度能够满足电池包的强度要
求和保温要求，且对电池能量密度影响较小。
165.外壳体21和内壳体22的材质也可以是其他重量轻、具有一定强度和高温性能的高分子复合材料，优选高分子复合材料为纤维增强树脂基复合材料。纤维增强树脂基复合材料可以是碳纤维增强树脂基复合材料、和/或树脂纤维增强树脂基复合材料、和/或陶瓷纤维增强树脂基复合材料、和/或其他类型的玻璃纤维增强树脂基复合材料。
166.轻质保温材料可以利用聚合物发泡材料等轻质保温材料隔热效果佳、质轻的优点，进一步增强下箱体2的保温效果，并且对下箱体2质量影响较小。聚合物发泡材料是以聚合物(塑料、橡胶、弹性体或天然高分子材料)为基础而其内部具有无数气泡的微孔材料，典型的发泡材料如聚氨酯(polyurethane)泡沫、聚苯乙烯((polystyrene)泡沫等。
167.下箱体的加强结构211上还可以安装有其他结构的快换单元，或者安装有电池包固定单元，其他结构的快换单元用于与电动汽车可拆卸连接，电池包固定单元用于与电动汽车固定连接。其中，其他快换单元包括但不限于：电/液冷连接器、锁止机构(电池包端)等。电/液冷连接器包括电连接器和/或液冷连接器，电连接器用于与电动汽车的电连接，液冷连接器主要是用于在电池包内部使用液冷机构的情况下作为液冷机构与电动汽车连接的接口，对电池包进行冷却，提高安全性。锁止机构(电池包端)包括螺纹锁止机构(通过多个螺栓把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、锁销锁止机构(通过锁销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、旋转锁止机构(通过旋转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、翻转锁止机构(通过翻转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、顶压锁止机构(通过顶压锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、其他类型的错齿锁止机构(通过错齿锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、插销锁止机构(通过插销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、推拉锁止机构(通过推拉锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)等等设置于电池包端(相对于车端而言)的锁止机构。固定单元包括螺栓式锁紧机构或其他类型的固定连接式机构(包括但不限于机械式、电连接式或磁连接式等)等。
168.在电池箱下箱体设有l型连接板的情况下，可以在整个底面(包含l型连接板向底面延伸的部分)喷涂聚脲层。
169.通过安装合适的快换单元或电池包固定单元，使得电池包可用于快换电动汽车(电池包可拆卸地连接于车身，可以进行快速的车电分离)、充电型电动汽车(电池包固定于车身，以装载在车身上充电作为主要的补能手段)、兼具快换和充电功能的电动汽车等类型的电动汽车。
170.试验例
171.某快换电动汽车目前使用钣金材质电池包(使用云母片作为保温材料)，其重量为371.5kg。根据实施例1和实施例2来制备得到相同的尺寸规格(外部尺寸以及电池箱内部空间尺寸)的非金属复合材质电池包。
172.将实施例1制得的非金属复合材质下箱体记作非金属复合材质下箱体a，采用卡扣扣合连接的方式组合，与非金属复合材料上盖组合形成非金属电池箱，记作非金属复合材质电池箱a，装入电池模组及必要的电气元件后形成非金属复合材质电池包a。
173.将实施例2制得的非金属复合材质下箱体记作非金属复合材质下箱体b，采用卡扣扣合连接的方式组合，与非金属复合材料上盖组合形成非金属电池箱，记作非金属复合材
质电池箱b，装入电池模组及必要的电气元件后形成非金属复合材质电池包b。
174.上述用于与非金属复合材质下箱体a以及与非金属复合材质下箱体b分别形成非金属复合材质电池箱的非金属复合材质上盖采用以下结构：
175.如图11-图14所示，该上盖1用于盖设于下箱体2上，以形成电池箱3a，放置电芯(以及电气部件)并连接必要部件后，形成电池包，用于电动汽车。上盖1包括箱盖外壳11a、隔热层12a和保护层13a，隔热层12a和保护层13a依次覆盖并固定于箱盖外壳11a朝向下箱体2一侧(即隔热层12a覆盖并固定于箱盖外壳11a朝向下箱体2的一侧，保护层覆盖并固定在隔热层12a朝向下箱体2的一侧)，箱盖外壳11a由非金属复合材料制成。由于上盖1由非金属复合材料制成，并且在箱盖外壳11a与保护层13a之间设置有保温层，与金属材质的壳体相比，保温效果更好，更适用于寒区使用，并且重量更轻。该上盖1由箱盖外壳11a、隔热层12a和保护层13a复合制成，使得下箱体2的结构得到了强化，满足电池箱的强度要求，也便于加工制作上盖1。
176.在本试验例中，箱盖外壳的材质为smc(sheet molding compound)，又称为片状模塑料(一种玻璃纤维增强树脂基复合材料)。隔热层的材质为气凝胶毡，保护层的材质为防火布。箱盖外壳、隔热层与保护层之间通过结构胶粘接连接。
177.smc(sheet molding compound)，又称为片状模塑料，是一种玻璃纤维增强树脂基复合材料，主要原料由smc专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂组成。经高温一次模压成型，具有机械强度高、材料重量轻、耐腐蚀、使用寿命长，绝缘强度高、耐电弧、阻燃、密封性能好，且产品设计灵活，易规模化生产，并有安全美观的优点，具有全天候防护功能，克服了金属材质箱体的易锈蚀、寿命短和隔热保温性能差等缺陷。
178.气凝胶毡以二氧化硅气凝胶为主体材料，并复合于增强性纤维中，具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性。进一步地，本试验例中用作隔热层的气凝胶毡的厚度为5mm。
179.防火布重量轻，具有一定的拉伸强度，柔性，容易粘接。可以选用市售的防火布。
180.粘接固定的方式，便于分开制作不同部件，然后将多个部件复合制成上盖。
181.在使用smc作为箱盖外壳11a，气凝胶毡层作为隔热蹭的情况下，不仅质量轻，保温性能好，而且能够为上盖1带来一定程度上的阻燃隔热性能，避免由于电池箱内部的电芯失火造成的箱体材料燃烧，避免产生明火。
182.增强树脂基复合材料增强树脂基复合材料增强树脂基复合材料增强树脂基复合材料在本试验例中，箱盖外壳11a具有顶板111a以及环绕顶板111a的边缘设置并朝向下箱体2的侧壁112a，箱盖外壳11a的内表面和外表面均设有凹凸结构1111a，具体地为向箱盖外壳11a的顶板111a的外表面凸出从而在内表面形成凹陷的凹陷结构1111。通过凹凸结构1111a以增加箱盖外壳11a的强度，同时凹凸结构1111a也便于电池箱3a与电动汽车的底部贴合固定。具体地，凹凸结构1111a包括纵向凸筋和横向凸筋，纵向凸筋和横向凸筋交叉设置，多个间隔布置的横向凸筋连接于相对顶板长度方向中线对称布置的两个纵向凸筋的两侧，两个纵向凸筋的中间还连接有一连接凸筋，以增强箱盖外壳11a在纵向和横向的强度，如图11-图13和图15所示。
183.如图14所示，箱盖外壳11a具有环绕其边缘设置并向外延展的第一延伸部1121a，第一延伸部1121a设置于侧壁112a上且朝向下箱体2的边缘处，更具体地，第一延伸部1121a
为从箱盖外壳11a的边缘向外侧延展的延伸板，该延伸板环绕箱盖外壳11a边缘一周设置，且延伸板与箱盖外壳11a的连接处过渡平缓。第一延伸部1121a形成箱盖外壳11a的边缘结构，便于与下箱体2连接，也便于在其上设置连接结构，而不会影响箱体的强度。
184.如图14所示，第一延伸部1121a上设有朝向下箱体2方向的密封部1122a，隔热层12a和保护层13a从箱盖外壳11a延伸至密封部1122a内(即：隔热层12a和保护层13a的外侧边缘贴合于密封部1122a的内侧)。上述结构设置，一来避免了隔热层被密封部挤压对密封的不利影响，二来也避免了隔热层被密封部挤压造成的密封性能下降。使得隔热层和保护层在上盖与下箱体的结合部位也能够起到保温作用，提高电池箱的保温效果。
185.如图15-图18所示，密封部为设置于第一延伸部1121a朝向下箱体2的表面上的密封立板1127a，密封立板1127a环绕箱盖外壳11a的边缘延伸设置，密封立板1127a用于通过与密封条3配合并嵌入设置于下箱体2的密封槽内，以实现上盖1与下箱体2的密封。密封立板1127a与密封槽形成u形密封的方式，在不增加密封结构占用箱体宽度的情况下，大幅提升密封面积以及密封部与密封条之间的相互作用力，提高密封效果。
186.如图16所示，本试验例中，密封立板1127a的一端形成于第一延伸部1121a朝向下箱体的表面的靠近中部的位置处，并环绕箱盖外壳11a边缘一周设置，另一端朝向密封槽。密封立板1127a在垂直于其延伸方向的截面上的宽度沿远离第一延伸部1121a的方向逐渐减小，密封立板1127a横截面形成类似倒梯形的结构(也可以是其他类似形状)，便于密封立板1127a和密封条3嵌入密封槽时，将密封条3压紧密封，提高密封效果。
187.如图16和图17所示，第一延伸部1121a上还设有装配连接结构，装配连接结构用于上盖1与下箱体2的连接，使得连接结构安装牢固可靠，不会影响上盖1的强度。装配连接结构包括卡扣式连接结构，卡扣式连接结构包括第二延伸部1123a以及设于第二延伸部1123a上的多个凹陷部1124a，第二延伸部1123a从第一延伸部1121a的边缘向下箱体2方向延伸设置，形成环绕第一延伸部1121a外侧边缘一周且将下箱体2包围的板状结构，第二延伸部1123a朝向下箱体2的一侧为其内侧。多个凹陷部1124a环绕箱盖外壳11a的边缘间隔布置，凹陷部1124a用于与对应设置于下箱体2上的凸起部21a卡合连接，以实现上盖1与下箱体2的扣接连接。
188.在本方案中，采用上述结构设置，卡合连接的方式安装可靠，安装时一次模压定型，拆装方便。另外，卡扣式连接结构设置于箱体的侧面，不占用横向宽度。而且在箱体采用非金属复合材料的情况下，使得电池箱的上盖与下箱体之间的连接处可以不采用金属件(螺栓和螺母)，避免了采用金属件所带来的保温性能下降。而且由于在上盖1与下箱体2的连接处不使用螺栓和螺母连接，也能够降低电池箱的质量。
189.凹陷部1124a的边缘设置有导滑槽，导滑槽用于引导凸起部21a滑入凹陷部1124a，提高操作的便捷性。
190.如图15和图16所示，凹陷部1124a为通孔。通孔时，便于观察凸起部21a是否卡合到位，也便于通过通孔对凸起部21a进行辅助校正操作。当然，本试验例中，凹陷部1124a还可为盲孔，当凹陷部为盲孔时，凹陷部形成在第二延伸部1123a朝向内侧的一侧表面。凹陷部1124a为盲孔时，可增强箱盖外壳11a的强度，避免箱盖外壳1在凹陷部1124a处断开。
191.如图16所示，凹陷部1124a设于第二延伸部1123a上，第二延伸部1123a的外表面在凹陷部1124a周围设有向外凸起的加强部1125a，增加了凹陷部1124a周围的箱盖外壳11a的
厚度，从而增强箱盖外壳11a在凹陷部1124a处的强度。
192.如图17所示，凸起部21a上设有导滑面22a，导滑面22a用于引导凸起部21a滑入凹陷部1124a，提高卡扣式连接操作的便捷性。本试验例中同时设置导滑槽与导滑面22a，上盖1与下箱体2之间的扣合更加顺畅。
193.如图15和图18所示，箱盖外壳11a上固定有防爆阀1126a，防爆阀1126a具有暴露于箱盖外壳11a的内侧的暴露部(可从箱盖外壳11a内侧被看到，暴露部至少可以起到上盖内侧气体能够作用到防爆阀1126a上起到泄压作用的部件上)，箱盖外壳11a的内侧设置有至少包围暴露部的保温罩11261a，保温罩11261a上设有通气孔11262a。当电池箱3a内的电池热失控时，防爆阀1126a工作，将电池箱3a内的液体或气体通过通气孔11262a排出，提高电池箱3a的安全性。保温罩11261a的设置，可防止电池箱3a从防爆阀1126a安装位置处进行热交换，提高保温效果。通气孔采用单孔的通气孔，结构简单，通气效果好。
194.对相同尺寸规格的非金属复合材质电池包a、非金属复合材质电池包b以及钣金材质电池包进行测试。
195.重量测试方面，实施例2制得的非金属复合材料下箱体b，其质量为45kg，而相同尺寸规格的钣金材质下箱体(使用云母片作为保温材料)其质量为60.4kg。相较于钣金材质下箱体，非金属复合材质下箱体b减重达到25.5％。非金属复合材料电池箱b的重量为57.8kg，钣金材质电池箱的重量为70.772kg，非金属复合材质电池箱重量优势明显。实施例1制得的非金属复合材料下箱体a，相较于非金属复合材料下箱体b，缺少了在腔室结构中放置的气凝胶毡，由于气凝胶毡的密度较小，而使用量不大，因此，非金属复合材料下箱体a的质量与非金属复合材料下箱体b相当，略有降低(几乎可以忽略)。在电池包总体重量方面，非金属复合材料电池包a和非金属复合材料电池包b的总体重量相较于钣金材质电池包，总体重量减少2-3％，重量优势明显。
196.强度测试方面，非金属复合材质下箱体a和非金属复合材质下箱体b，以及用于与二者组合形成复合材料非金属电池箱的非金属复合材料上盖均满足gb/t 31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法》所规定的强度等方面的要求(实际测试中可达到标准的1.5倍)。能够用于电动汽车。
197.保温性能和隔热性能方面：初始包内温度在20-30℃，并放置在7-9℃的环境中经历600min，非金属复合材质电池包a的包内电芯单体的累计温度变化率(累计降温速率)低于钣金材质电池包的50％(电芯单体温度通过光纤测量)，非金属复合材质电池包b的包内电芯单体的累计温度变化率更是仅有钣金材质电池包的约40％。在更低温度下，这个优势更加明显，在北方寒冷地区使用，能够保证电芯的温度处于较佳的运行温度下。而且经过测试，非金属复合材料电池包a和非金属复合材料电池包b可耐1000℃高温，在模拟电池起火的试验中，即使电池完全燃烧，非金属复合材料箱体在整个试验过程中基本保持完好，仅出现过冒烟而没有明火。
198.非金属复合材质电池包a和非金属复合材质电池包b的电芯放置腔内灌注导热胶(导热胶灌注高度为电池高度的1/3左右)，一来增加电芯之间的温度均一性，避免由于个别电芯温度异常导致的热失控。二来也使得电池箱内部的各电芯(或者由电芯形成的电池模组)形成一个整体，增加了电池包的整体强度。上述情况下的非金属复合材料电池包b与上述钣金材料电池包相比，在相同的环境中，以40a的充电电流充电(soc从0-100％)时，钣金
材质电池包比非金属复合材质电池包b累计温升高5℃以上，非金属复合材质电池包b相较于钣金材质电池包充电容量高5％以上，且复合材料非金属电池包的箱体内部最大温差(通过记录所有正负极耳温度获得)均匀性维持在1.5-2℃。这不仅与使用了导热胶有关，还与smc的比热容及保温性能高于钣金材料有关，上述因素使得本技术的非金属复合材料电池包在避免热失控方面较钣金材质电池包更具优势。
199.上述试验例所使用到的部分原料性能如下：
200.smc满足以下性能要求：材料级(无序玻纤状态)拉伸强度≥70mpa(gb/t 1447-2005)，弯曲强度≥160mpa(gb/t 1449-2005)，冲击韧性≥55kj/m2(gb/t 1451-2005)，断裂延伸率≥1.3％(gb/t 1447-2005)。
201.气凝胶毡的密度为约0.16mg/cm3。
202.结构胶剪切强度(阳极氧化铝-阳极氧化铝)≥6mpa，拉伸强度≥5mpa，阻燃等级v0。
203.上述smc、气凝胶毡和结构胶可以是复合以上性能要求的市售产品或自制产品，其余材料为市售产品。
204.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种电池箱的下箱体，所述下箱体具有上端开口的容置腔，其特征在于，所述下箱体包括外壳体、内壳体和支撑结构，所述支撑结构设置于所述外壳体与所述内壳体之间，所述外壳体与所述内壳体之间形成有腔室结构，所述外壳体和所述内壳体均由非金属复合材料制成。2.如权利要求1所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述支撑结构为加强筋，所述加强筋在所述内壳体与所述外壳体之间沿二者相对的表面延伸并间隔或交错设置，所述加强筋将所述外壳体与所述内壳体之间隔成若干腔室，以形成所述腔室结构。3.如权利要求2所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述加强筋形成于所述外壳体的内侧表面，且所述加强筋与所述内壳体连接；或者，所述加强筋形成于所述内壳体的外侧表面，且所述加强筋与所述外壳体连接。4.如权利要求3所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述加强筋与所述内壳体或所述外壳体的连接方式包括粘接连接或焊接连接。5.如权利要求3所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述外壳体用于与所述加强筋连接的连接面积或所述内壳体用于与所述加强筋连接的连接面积为所述外壳体与所述内壳体相对的表面面积的10％-30％。6.如权利要求3所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述加强筋垂直于其延伸方向所在的截面为连续结构；或者，所述加强筋垂直于其延伸方向所在的截面为分体式结构，所述分体式结构由间隔形成于所述外壳体的内侧表面或外壳体的内侧表面上的至少两个子加强筋构成。7.如权利要求3所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述加强筋的连接面上设有涂胶凹槽，所述涂胶凹槽的延伸方向与其所在所述加强筋的长度方向相同。8.如权利要求7所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述加强筋垂直于其延伸方向所在的截面为分体式结构，所述分体式结构具有并列布置且隔有间隙的至少两个子加强筋，所述涂胶凹槽横跨各子加强筋的连接面设置。9.如权利要求7所述的电池箱的下箱体，其特征在于，交错设置的所述加强筋的连接面上的涂胶凹槽在所述加强筋的相交处相连通。10.如权利要求2所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述内壳体和所述外壳体叠放设置，且所述外壳体和所述内壳体均具有底板以及包围于所述底板的边缘的侧板，所述外壳体的底板和所述内壳体的底板共同构成所述下箱体的底壁，所述外壳体的侧板和所述内壳体的侧板构成所述下箱体的侧壁，所述容置腔形成于所述内壳体中，所述加强筋包括设置于所述内壳体的底板与所述外壳体的底板之间的底部加强筋以及设置于所述内壳体的侧板与所述外壳体的侧板之间的侧部加强筋。11.如权利要求10所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述侧部加强筋形成于所述外壳体的侧板内表面，且所述侧部加强筋与所述内壳体连接；所述侧部加强筋包括间隔设置且沿竖向方向延伸的竖向加强筋，且所述竖向加强筋与所述底部加强筋相连接。12.如权利要求11所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述竖向加强筋的底部沿所述外壳体的侧板的内表面延伸至所述外壳体的底板，所述底部加强筋伸入至所述竖向加强筋的涂胶凹槽中，并与所述竖向加强筋的底部相连；
和/或，所述竖向加强筋的下部厚度大于上部厚度；和/或，所述竖向加强筋的顶部沿所述外壳体的侧板内表面高度方向逐渐向所述外壳体的侧板内表面收缩。13.如权利要求1-12中任一项所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述腔室结构内设有轻质保温材料，所述轻质保温材料包括聚合物发泡材料或气凝胶毡。14.如权利要求13所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述外壳体与所述内壳体之间的腔室结构的高度为1～15mm或轻质保温材料的厚度为1～15mm。15.如权利要求14所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述外壳体与所述内壳体之间的腔室结构的高度为3～10mm或轻质保温材料的厚度为3～10mm。16.如权利要求14所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述外壳体与所述内壳体之间的腔室结构的高度为5mm或轻质保温材料的厚度为5mm。17.如权利要求1-12中任一项所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述内壳体的边缘处设有翻边，所述翻边扣设于所述外壳体的边缘上，并与所述外壳体的边缘配合连接。18.如权利要求17所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述翻边与所述外壳体的边缘配合连接的方式包括粘接连接、焊接连接或卡接连接。19.如权利要求1所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述非金属复合材料包括纤维增强树脂基复合材料。20.如权利要求19所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述纤维增强树脂基复合材料包括玻璃纤维增强树脂基复合材料、碳纤维增强树脂基复合材料、树脂纤维增强树脂基复合材料或陶瓷纤维增强树脂基复合材料。21.如权利要求1所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述外壳体的侧面外周环绕设置有加强结构，所述外壳体的侧面向外延展形成所述加强结构。22.如权利要求1所述的电池箱的下箱体，其特征在于，所述外壳体的至少外侧底部的外露面上覆有聚脲层。23.一种电池箱，其特征在于，所述电池箱包括上盖和如权利要求1-22中任一项所述的电池箱的下箱体，所述上盖盖设于所述下箱体上并将所述容置腔封闭。24.如权利要求23所述的电池箱，其特征在于，所述内壳体的边缘处设有翻边，所述外壳体的边缘处设有开口朝向上盖的密封槽，所述翻边扣设于所述密封槽内，所述上盖在与所述密封槽相对应的位置设有密封立板，所述上盖与所述下箱体之间至少通过所述密封槽、密封立板以及设置于所述密封槽与所述密封立板之间的密封条实现密封，所述密封条至少与所述翻边相抵接。25.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括如权利要求23或24所述的电池箱以及设置于所述容置腔内的电池单元，所述电池单元包括电芯或由电芯形成的电池模组，所述下箱体的外侧面安装有快换单元或固定单元，所述快换单元用于实现所述电池包相对电动汽车的可拆卸连接；所述固定单元用于实现所述电池包与电动汽车的固定连接。26.如权利要求25所述的电池包，其特征在于，所述快换单元或所述固定单元于所述下箱体的连接处与所述下箱体的加强筋对应设置。27.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求25或26所述的电池包。
技术总结本实用新型公开了一种电池箱的下箱体、电池箱、电池包及电动汽车，下箱体具有上端开口的容置腔，下箱体包括外壳体、内壳体和支撑结构，支撑结构设置于外壳体与内壳体之间，外壳体与内壳体之间形成有腔室结构，外壳体和内壳体均由非金属复合材料制成。该下箱体由外壳体和内壳体组成，并且在外壳体和内壳体之间设置有支撑结构，使得下箱体的结构得到了强化，以满足电池箱的强度要求；并且，在外壳体与内壳体之间还形成有腔室结构，以提高下箱体的隔热保温效果；相对于金属材料下箱体，该非金属复合材料下箱体在满足电池箱强度要求的情况下，保温性能更好，重量比金属材质箱体轻，生产工艺更加简单，提高了经济效益。提高了经济效益。提高了经济效益。
技术研发人员：张建平 黄春华 于新瑞
受保护的技术使用者：奥动新能源汽车科技有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/12/1
