(71)申请人奇瑞新能源汽车股份有限公司地址241000安徽省芜湖市弋江区高新技术产业开发区花津南路226号

　　本发明公开了一种铝合金电池下箱体及电动汽车,其下箱体包括一对侧边梁、一对端部边梁以及用于侧边梁和端部边梁相邻端相连的边梁连接件,所述侧边梁和端部边梁相邻的两端部与之间的边梁连接件均通过卯榫结构连接,卯榫结构连接处设有焊接槽,焊接槽处焊接相连形成整体下箱体框架结构。该铝合金电池下箱体结构设计合理,下箱体结构所有型材件连接通过卯榫结构装配后再通过焊接方式可有效降低焊缝应力,提高焊接强度,另外通过结构设计增加摩擦搅拌焊占比,其结构稳定可靠,有效提升产品一致性及箱体密封性能。

　　1.一种铝合金电池下箱体,包括一对侧边梁、一对端部边梁以及用于侧边梁和端部边梁相邻端相连的边梁连接件,其特征在于,所述侧边梁和端部边梁相邻的两端部与之间的边梁连接件均通过卯榫结构连接,卯榫结构连接处设有焊接槽,焊接槽处焊接相连形成整体下箱体框架结构。

　　2.如权利要求1所述铝合金电池下箱体,其特征在于,还包括设在边梁下方的一组底板和设在一对侧边梁之间的一组内横梁,所述底部一侧与内横梁对应侧之间采用卯榫连接后再进行摩擦搅拌焊连接。

　　3.如权利要求1所述铝合金电池下箱体,其特征在于,所述边梁为通过挤压成型的中空一体结构。

　　4.如权利要求1所述铝合金电池下箱体,其特征在于,所述边梁连接件为采用高压铸铝一体结构件,边梁连接件一端与对应端的边梁端部之间通过插件相连。

　　5.如权利要求2所述铝合金电池下箱体,其特征在于,所述内横梁和侧边梁内侧之间通过横梁连接件相连,横梁连接件外侧与侧边梁内侧之间通过卯榫结构连接,横梁连接件内侧与内横梁端部之间通过插件相连。

　　6.如权利要求2所述铝合金电池下箱体,其特征在于,所述内横梁采用挤压一体成型,截面形状采用倒T形结构,内横梁的底部边缘设有圆形凸筋,底板侧边设有与圆形凸筋相配合的圆形开口槽。

　　7.如权利要求2所述铝合金电池下箱体,其特征在于,所述底板采用铝挤压成型,其包括边梁连接底板和内横梁连接底板,边梁连接底板设在内横梁和端部边梁之间,内横梁连接板位于相邻内横梁之间。

　　8.如权利要求5所述铝合金电池下箱体,其特征在于,所述侧边梁的内侧设有用于与横梁连接件外侧相配合的凹槽结构,侧边梁的外侧设有便于吊运安装的整车安装吊耳凸筋。

　　9.如权利要求9所述铝合金电池下箱体,其特征在于,所述边梁内侧的凹槽结构为梯形凹槽,梯形凹槽的下部向内侧延伸形成有用于与底板端部及内横梁端部相连的连接凸筋,边梁的顶部设有一组密封面拉铆螺母孔。

　　10.一种电动汽车,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述铝合金电池下箱体,所述铝合金电池下箱体内设有电池模组。

　　[0001]本发明涉及新能源电动汽车技术领域,尤其是涉及一种铝合金电池下箱体及电动汽车。

　　[0002]随着电动汽车的普及,对电动汽车各方面的要求也越来越高,尤其是要降低成本和提高安全性能。动力电池系统作为电动汽车的关键部分,电池箱体作为电池系统承载及密封关键功能件。铝合金箱体较钣金箱体有重量轻优势利于电池系统轻量化设计,但铝合金箱体目前存在密封性能差、成本高、产品一致性差、焊缝强度差、箱体整体刚度差等缺点,因此需要优化铝合金箱体结构。

　　[0003]如中国专利CN109216616A公开的一种电池箱,包括边框以及底板,边框通过四根铝型材件通过端面对接后采用MIG焊连接,存在产品一致性差,密封性能差、焊接难度大以及焊缝强度差等缺点,底板通过四个铝型材件端面对接后采用摩擦搅拌焊,另在底板上增加拉铆螺母,存在箱体整体刚度差以及整体密封性能差缺点。

　　[0004]又如中国专利CN109037500A公开的一种铝合金动力电池箱体下壳体及加工方法,包括边框、底板、横梁以及吊耳,边框由一根铝型材件折弯后首尾端面对接后采用TIG焊连接,存在铝型材折弯工艺难度大,焊接质量差、焊接位置密封性能差等缺点,底板采用4mm铝板与边框焊接,存在焊接量大,产品易变形以及箱体密封性能差等缺点,横梁采用铝型材件并与边框及底板焊接,存在横梁与边框焊接位置应力大,焊缝强度差等缺点。

　　[0005]针对现有技术不足,本发明是提供一种铝合金电池下箱体及电动汽车,其产品结构稳定可靠,有效提升产品一致性及箱体密封性能。

　　[0007]一种铝合金电池下箱体,包括一对侧边梁、一对端部边梁以及用于侧边梁和端部边梁相邻端相连的边梁连接件,所述侧边梁和端部边梁相邻的两端部与之间的边梁连接件均通过卯榫结构连接,卯榫结构连接处设有焊接槽,焊接槽处焊接相连形成整体下箱体框架结构。

　　[0008]还包括设在边梁下方的一组底板和设在一对侧边梁之间的一组内横梁,所述底部一侧与内横梁对应侧之间采用卯榫连接后再进行摩擦搅拌焊连接。

　　[0010]所述边梁连接件为采用高压铸铝一体结构件,边梁连接件一端与对应端的边梁端部之间通过插件相连。

　　[0011]所述内横梁和侧边梁内侧之间通过横梁连接件相连,横梁连接件外侧与侧边梁内侧之间通过卯榫结构连接,横梁连接件内侧与内横梁端部之间通过插件相连。

　　[0012]所述内横梁采用挤压一体成型,截面形状采用倒T形结构,内横梁的底部边缘设有

　　[0013]所述底板采用铝挤压成型,其包括边梁连接底板和内横梁连接底板,边梁连接底板设在内横梁和端部边梁之间,内横梁连接板位于相邻内横梁之间。

　　[0014]所述侧边梁的内侧设有用于与横梁连接件外侧相配合的凹槽结构,侧边梁的外侧设有便于吊运安装的整车安装吊耳凸筋。

　　[0015]所述边梁内侧的凹槽结构为梯形凹槽,梯形凹槽的下部向内侧延伸形成有用于与底板端部及内横梁端部相连的连接凸筋,边梁的顶部设有一组密封面拉铆螺母孔。

　　[0016]一种电动汽车,包括所述铝合金电池下箱体,所述铝合金电池下箱体内设有电池模组。

　　[0018] 该铝合金电池下箱体结构设计合理,下箱体结构所有型材件连接通过卯榫结构装配后再通过焊接方式可有效降低焊缝应力,提高焊接强度,另外通过结构设计增加摩擦搅拌焊占比,其结构稳定可靠,有效提升产品一致性及箱体密封性能。

　　[0019] 下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明,

　　[0033] 1 .电池模组,2.铝型材下箱体,21 .左右边梁,22.前后边梁,23.边梁连接件,24.内横梁,25.横梁连接件,26.边梁连接底板,27.横梁连接底板,28.拉铆螺母,29.边梁连接件与边梁焊接槽,211 .整车安装吊耳凸筋,212.连接件避让槽,213.密封面拉铆螺母孔,214.梯形凹槽,215.连接凸筋,231 .边梁连接凸筋,232.壳体密封面固定孔,233.空腔,241 .内横梁与边梁焊接避让台阶,242.内横梁与边梁连接避让槽,243.内横梁与底板连接凸台,251 .横梁连接件与边梁连接梯形凸台,252.横梁连接件空腔,253.横梁连接件与内横梁连接槽,

　　261 .底板与内横梁连接凹槽,262.底板与前后边梁连接凹槽,263.底板与左右边梁连接避让凹槽,271 .底板与内横梁连接凹槽,272.底板与左右边梁连接避让凹槽。

　　[0034] 下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

　　[0035] 如图1至图12所示,该铝合金电池下箱体,包括一对侧边梁、一对端部边梁以及用于侧边梁和端部边梁相邻端相连的边梁连接件23,侧边梁和端部边梁相邻的两端部与之间的边梁连接件均通过卯榫结构连接,卯榫结构连接处设有边梁连接件与边梁焊接槽29,焊接槽处焊接相连形成整体下箱体框架结构。

　　[0036] 本发明还包括设在边梁下方的一组底板和设在一对侧边梁之间的一组内横梁24,底部一侧与内横梁对应侧之间采用卯榫连接后再进行摩擦搅拌焊连接,内横梁和侧边梁内侧之间通过横梁连接件25相连,横梁连接件外侧与侧边梁内侧之间通过卯榫结构连接,横梁连接件内侧与内横梁端部之间通过插件相连。

　　[0037] 下箱体框架结构和设在下箱体框架结构内的内横梁及底板形成铝型材下箱体2,电动汽车的电池模组1设在下箱体结构内。

　　[0038] 边梁为通过挤压成型的中空一体结构,边梁连接件为采用高压铸铝一体结构件,边梁连接件的端部为空腔233,边梁连接件一端与对应端的边梁端部之间通过插件相连,边梁连接件的顶面和底面均设有壳体密封面固定孔232。

　　[0039] 内横梁采用挤压一体成型,截面形状采用倒T形结构,内横梁的底部边缘设有圆形凸筋,底板侧边设有与圆形凸筋相配合的圆形开口槽,装配简便,结构稳定可靠。

　　[0040] 底板采用铝挤压成型,其包括边梁连接底板26和内横梁连接底板27,边梁连接底板设在内横梁和端部边梁之间,内横梁连接板位于相邻内横梁之间。

　　[0041] 侧边梁的内侧设有用于与横梁连接件外侧相配合的凹槽结构,侧边梁的外侧设有便于吊运安装的整车安装吊耳凸筋211。优选的,边梁内侧的凹槽结构为梯形凹槽,梯形凹槽的下部向内侧延伸形成有用于与底板端部及内横梁端部相连的连接凸筋,边梁的顶部设有一组密封面拉铆螺母孔213。

　　[0042] 本发明铝合金电池下箱体结构设计合理,下箱体结构所有型材件连接通过卯榫结构装配后再通过焊接方式可有效降低焊缝应力,提高焊接强度,另外通过结构设计增加摩擦搅拌焊占比,其结构稳定可靠,有效提升产品一致性及箱体密封性能。

　　[0043] 本发明铝合金电池下箱体卯榫结构,通过左右边梁21、前后边梁22以及边梁连接件进行卯榫连接后焊接位置设置有焊接槽,再通过焊接形成边框结构,其优点有结构强度高,密封性能好及产品一致性好等,底板与内横梁采用卯榫连接后再与边框通过卯榫结构进行组装后通过摩擦搅拌焊进行连接,其优点有结构强度高,密封性能好,产品焊占比少,成本低等,最后通过横梁连接件把内横梁与左右边梁进行连接,横梁连接件与左右边梁以及内横梁采用卯榫结构进行组装焊接,其优点有结构强度高,焊缝应力小,连接强度高等,左右以及前后边梁内侧采用凹槽设计可有效提高电池箱内部可用空间。

　　[0044] 首先通过四个底板与四内横梁(可根据模组数量及整包尺寸增加或减少底板及内横梁数量)进行卯榫连接组装后,再与左右边梁进行卯榫连接形成分总成件,前后边梁分别与两个边梁连接件通过卯榫连接形成分总成,把以上两个分总成件进行前后对接组装后进行内外保护焊及摩擦搅拌焊进行连接,最后把横梁连接件装配至内横梁与左右边梁之间通过保护焊连接形成下箱体总成件。

　　[0045] 前后边梁和左右边梁均采用挤压成型,内部有多个加强筋及型腔结构,内部加强筋走向根据内外侧结构做相应的延伸结构,两端内部加强筋采用机加工去除深度约25mm,上部有用于上壳体安装密封面及拉铆螺母用六角孔,中部内侧有凹槽结构,其形状根据产品加工精度而定,如加工精度高可直接采用矩形凹槽,如加工精度低可采用梯形凹槽,下部内侧有延伸台阶结构,延伸台阶端部有凸形结构用于底板及内横梁连接结构,外侧有用于整车安装吊耳凸筋,并凸筋内部有多个型腔结构,前后边梁与左右边梁采用一套模具挤压成型,仅长度以及与底板连接处存在差异,降低模具及机加工费可有效降低开发及单件成本。

　　[0046] 边梁连接件采用高压铸铝工艺制作,内部有多个加强筋及型腔结构,其中两端加强筋及型腔结构仿形前后左右边梁结构,即具有横梁连接件与边梁连接梯形凸台251和横梁连接件空腔252,底部加强筋覆盖密封面安装螺纹孔,两端结构仿形前后左右边梁截面形状且外表面向内缩小用于连接前后左右边梁,上部有用于上壳体安装密封面、密封限位凸台及螺纹孔,中部内侧有凹形结构,下部内侧有延伸台阶结构,延伸台阶端部有凸形结构用于连接前后左右边梁。

　　[0047] 内横梁采用挤压成型,截面形状采用倒T形结构,内部有多个加强筋及型腔结构,顶部型腔内壁有两个凸筋用于螺纹板安装,两侧底部有圆形凸筋结构,两端上部型腔去除20mm,形成内横梁与边梁焊接避让台阶241 ,用于避让摩擦搅拌焊枪头,两端底部型腔内部加强筋去除6 mm,用于边梁连接。

　　[0048] 横梁连接件采用高压铸铝工艺制作,底部有多个型腔及加强筋结构,所述横梁连接件一端与内横梁连接,另外一端与边梁连接,与内横梁连接端型腔有两个开口分别是底部和侧部,开口宽度尺寸略大于内横梁上部宽度尺寸,另外一端有多个型腔底部有开口,其宽度尺寸远大于与内横梁连接端宽度尺寸,且顶部与底部有倒角与左右边梁梯形凹槽匹配连接。

　　[0049] 底板采用铝挤压成型,包括边梁连接底板和内横梁连接底板,内部有多个型腔及加强筋,两侧有凹槽结构,两端内部加强筋去除6mm,用于边梁连接,即边梁连接底板的侧面设有底板与前后边梁连接凹槽262,端部设有底板与左右边梁连接避让凹槽263,内横梁连接底板的端部设有底板与左右边梁连接避让凹槽272,对接简便。

　　[0051] 本实施例提供了一种铝型材电池下箱体卯榫结构,如图2和图3所示,铝型材电池下箱体包括铝型材下箱体2、电池模组1、左右边梁21、前后边梁22、边梁连接件23、内横梁

　　24、横梁连接件25、边梁连接底板26、横梁连接底板27以及拉铆螺母28。

　　[0052] 如图4为内横梁24与边梁连接底板26及横梁连接底板27卯榫结构剖切图,以上卯榫结构主要连接密封方式,横梁连接底板27两侧的底板与内横梁连接凹槽271与内横梁24两侧的内横梁与底板连接凸台243进行卯榫连接,边梁连接底板26两侧的底板与内横梁连接凹槽261与内横梁24两侧的内横梁与底板连接凸台243进行卯榫连接,对以上连接位置进行双面摩擦搅拌焊达到连接密封效果。

　　[0053] 如图5为内横梁24与横梁连接件25以及左右边梁21卯榫结构剖切图,以上卯榫结构主要连接密封方式,首先通过内横梁24两侧的内横梁与边梁连接避让槽242与左右边梁21底部的连接凸筋215进行卯榫连接,对以上连接位置进行双面摩擦搅拌焊达到连接密封

　　效果,最后使用横梁连接件25底部的横梁连接件与内横梁连接槽253通过垂直方向安装至内横梁24上,再通过水平方向移动把横梁连接件25右侧的连接梯形凸台与左右边梁21内侧的梯形凹槽214进行匹配连接(如图5所示为了满足匹配连接尺寸D必须大于尺寸E) ,对以上连接位置进行保护焊接达到最终连接效果。

　　[0054] 如图6为本实施例的左右边梁21与边梁连接件23以及前后边梁22卯榫结构剖切图,以上卯榫结构主要连接密封方式,首先通过前后边梁22两端的连接件避让槽212与边梁连接23的边梁连接凸筋231进行卯榫连接,最后使用以上分总成与左右边梁21的连接件避让槽212进行卯榫连接,对以上连接位置进行保护焊接达到最终密封连接效果。

　　[0055] 如图2至图12所示,本实施铝型材电池下箱体连接方式如下,首先使用两个边梁连接底板26、两个横梁连接底板27以及三个内横梁24进行卯榫连接,再使用左右边梁21与以上分总成进行卯榫连接形成分总成件(连接方式如图4所示) ,使用四个边梁连接件23分别与前后边梁22进行卯榫连接形成两个分总成件(连接方式如图6所示) ,再把以上两个分总成件组装起来,通过摩擦焊搅拌焊把底板、内横梁以及左右前后边梁连接位置进行焊接,最后使用六个横梁连接件25装配至以上总成件中的内横梁24与左右边梁21之间,再通过保护焊连接在一起。

　　[0056] 本发明具有以下优点, 1、本发明的前后左右边梁通过边梁连接件进行卯榫连接后再进行焊接,可降低保护焊接难度,提高焊缝强度,降低焊缝处应力以及提高电池箱体结构强度等优点,2、本发明前后左右边梁共用一副挤压模具,另仅在两端做局部加工,可有效降低模具及加工成本,另本发明通过横梁连接件连接内横梁和左右边梁可实现内横梁、底板以及左右边梁底部一体式摩擦搅拌焊一方面降低焊接工艺难度提高产品密封性能另一方面降低下箱体保护焊占比,可有效降低产品变形量,提高产品一致性,降低产品制造成本等优点。

　　[0057] 上述仅为对本发明较佳的实施例说明,上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。

　　[0058] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。