阅读说明：本技术 一种电池包箱盖的局部补强方法及补强型电池包箱盖 (Local reinforcement method of battery pack case cover and reinforced battery pack case cover ) 是由 刘刚 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种电池包箱盖的局部补强方法及补强型电池包箱盖,补强型电池包箱盖包括箱盖和补强结构,箱盖内表面向外突起形成一十字型凹槽,十字型凹槽包括垂直交叉布置的横向槽和纵向槽,纵向槽沿箱盖的长度方向布置,横向槽沿箱盖的宽度方向布置,横向槽的深度小于纵向槽的深度；横向槽的两端分别固定有补强结构,补强结构分别覆盖横向槽的槽底、槽壁以及所述箱盖内表面。本发明通过在电池包箱盖的横向槽两端设置补强结构,能够增强电池包箱盖整体以及局部强度,减少电池包箱盖在局部出现断裂的风险,并且使电池包箱盖应力分配均匀；本发明不需要整体增加电池包箱盖的厚度,即不需要额外增加箱盖重量,使增设补强结构后,整体强度能够达标。(The invention relates to a local reinforcement method of a battery pack case cover and a reinforced battery pack case cover, wherein the reinforced battery pack case cover comprises a case cover and a reinforcement structure, the inner surface of the case cover protrudes outwards to form a cross-shaped groove, the cross-shaped groove comprises a transverse groove and a longitudinal groove which are vertically and crossly arranged, the longitudinal groove is arranged along the length direction of the case cover, the transverse groove is arranged along the width direction of the case cover, and the depth of the transverse groove is smaller than that of the longitudinal groove; and reinforcing structures are respectively fixed at two ends of the transverse groove and respectively cover the groove bottom and the groove wall of the transverse groove and the inner surface of the box cover. According to the invention, the reinforcing structures are arranged at the two ends of the transverse groove of the battery pack case cover, so that the overall and local strength of the battery pack case cover can be enhanced, the risk of local fracture of the battery pack case cover is reduced, and the stress distribution of the battery pack case cover is uniform; the battery pack box cover does not need to be integrally increased in thickness, namely, the weight of the box cover does not need to be additionally increased, and the integral strength can reach the standard after the reinforcing structure is additionally arranged.)

一种电池包箱盖的局部补强方法及补强型电池包箱盖

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种电池包箱盖的局部补强方法及补强型电池包箱盖。

背景技术

目前，一般电池包箱盖的板材都是一个大型的冲压成型的整体，这样难免会出现局部强度不够的现象，当使用的时候，电池包箱盖直接的缺陷是会在某一个部位出现断裂，对于此种结构强度不达标的电池包箱盖一般是通过增加箱盖的厚度来进行补救，但是会增加箱盖的整体重量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的电池包箱盖局部强度不够，容易出现断裂等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种补强型电池包箱盖，包括箱盖和补强结构，所述箱盖的箱盖内表面向外突起形成一十字型凹槽，所述十字型凹槽包括垂直交叉布置的横向槽和纵向槽，所述纵向槽沿所述箱盖的长度方向布置，所述横向槽沿所述箱盖的宽度方向布置，所述横向槽的深度小于所述纵向槽的深度；所述横向槽的两端分别固定有所述补强结构，所述补强结构分别覆盖所述横向槽的槽底、槽壁以及所述箱盖内表面。

本发明的有益效果是：本发明通过在电池包箱盖的横向槽两端设置补强结构，能够增强电池包箱盖整体以及局部强度，减少电池包箱盖在局部出现断裂的风险，并且使电池包箱盖应力分配均匀；本发明在应力集中的横向槽两端设置补强结构，不需要整体增加电池包箱盖的厚度，即不需要额外增加箱盖重量，使整体强度不达标的电池包箱盖增设补强结构后，整体强度能够达到对电池包箱盖的强度要求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述补强结构包括一体连接且形成折弯结构的第一补强部、第二补强部以及第三补强部，所述第一补强部固定在所述横向槽一端的槽底上，所述第二补强部固定在所述横向槽一端的槽壁上，所述第三补强部固定在所述横向槽一端的箱盖内表面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用形成折弯结构的第一补强部、第二补强部以及第三补强部，可将横向槽一端的槽底、槽壁以及箱盖内表面都固定住，使补强后的横向槽两端应力分布更加均匀。

进一步，所述第一补强部、第二补强部和第三补强部均呈U型结构，所述第一补强部固定在所述横向槽端部以及靠近端部两侧的槽底上，所述第二补强部固定在所述横向槽端部以及靠近端部两侧的槽壁上，所述第三补强部固定在所述横向槽端部以及靠近端部两侧的箱盖内表面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用U型结构的补强部，能够不仅仅对横向槽两端端部附近进行结构补强，还对横向槽端部两侧的位置进行结构补强，避免出现横向槽端部补强后，补强位置附近的折弯处应力集中的问题。

进一步，所述横向槽两端端部位置的箱盖内表面向外突起形成一补强槽，所述补强槽与所述横向槽端部连通且深度小于所述横向槽的深度，所述第三补强部中部固定在所述补强槽的槽底且沿所述补强槽的槽壁延伸至所述箱盖内表面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：第三补强部与补强槽结构配合，防止补强槽与横向槽之间过渡部分出现应力集中的问题。

进一步，所述横向槽的槽底与槽壁交接处设有加强凸筋，所述第一补强部包括相互连接成U型结构的中部补强段、侧部补强段一和侧部补强段二，所述中部补强段覆盖在所述横向槽端部的加强凸筋上，所述侧部补强段一和侧部补强段二分别覆盖靠近所述横向槽端部位置的加强凸筋上并延伸到所述横向槽的槽底上；而且所述侧部补强段一和侧部补强段二延伸到所述横向槽槽底的部分与所述中部补强段连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：加强凸筋的设置为横向槽的结构提供有效的加强支撑，而且采用中部补强段和侧部补强段配合的方式，不需要将第一补强部中部延伸到横向槽槽底上，利用侧部补强段延伸到横向槽的槽底上，就能够利用整体支撑结构实现横向槽结构的补强。

进一步，所述补强结构和所述箱盖均采用铝型材材料制成；所述补强结构焊接在所述箱盖上；所述补强结构的厚度与所述箱盖厚度相同。

采用上述进一步方案的有益效果是：将补强结构全面焊接在箱盖内表面上，能够使补强结构与箱盖形成一体结构，结构强度更高；补强结构和箱盖均采用铝型材材料制成且厚度相同，补强结构不需要额外制模或者选用其他材料，十分方便。

一种电池包箱盖的局部补强方法，包括以下步骤：

S1，对具有十字型凹槽的箱盖结构进行有限元分析；

S2，确定箱盖中结构强度不满足箱盖材料屈服极限的应力集中部位；

S3，设计与所述应力集中部位结构相同的补强结构；

S4，将所述补强结构固定在所述箱盖中应力集中部位的内表面上，形成补强型电池包箱盖。

本发明的有益效果是：本发明的补强方法，先对电池包箱盖结构进行有限元分析，确定应力集中部位后，再在应力集中部位增设补强结构，增强电池包箱盖整体以及局部强度，减少电池包箱盖在局部出现断裂的风险并且使箱盖应力分配更加均匀。

进一步，S2中，所述箱盖材料为铝型材，屈服极限为100MPa；所述应力集中部位为所述十字型凹槽的横向槽两端位置，其中所述横向槽沿所述箱盖的宽度方向布置，所述补强结构分别覆盖所述横向槽的槽底、槽壁以及所述箱盖内表面。

进一步，S1中，对具有十字型凹槽的箱盖结构模型利用ABQUS软件进行有限元8倍载荷静态计算。

进一步，所述十字型凹槽包括沿所述箱盖宽度方向布置的横向槽；所述补强结构包括一体连接且形成折弯结构的第一补强部、第二补强部以及第三补强部，所述第一补强部固定在所述横向槽一端的槽底上，所述第二补强部固定在所述横向槽一端的槽壁上，所述第三补强部固定在所述横向槽一端的箱盖内表面上；所述第一补强部、第二补强部和第三补强部均呈U型结构，所述第一补强部固定在所述横向槽端部以及靠近端部两侧的槽底上，所述第二补强部固定在所述横向槽端部以及靠近端部两侧的槽壁上，所述第三补强部固定在所述横向槽端部以及靠近端部两侧的箱盖内表面上。

附图说明

图1为本发明箱盖的立体结构示意图一；

图2为本发明箱盖的立体结构示意图二；

图3为本发明补强结构的立体结构示意图一；

图4为本发明补强结构的立体结构示意图二；

图5为本发明补强结构的立体结构示意图三。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、横向槽；11、加强凸筋；2、纵向槽；3、补强槽；4、补强结构；41、第一补强部；42、第二补强部；43、第三补强部；5、箱盖；51、箱盖内表面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-图5所示，本实施例的一种补强型电池包箱盖，包括箱盖5和补强结构4，所述箱盖5的箱盖内表面51向外突起形成一十字型凹槽，所述十字型凹槽包括垂直交叉布置的横向槽1和纵向槽2，所述纵向槽2沿所述箱盖5的长度方向布置，所述横向槽1沿所述箱盖5的宽度方向布置，所述横向槽1的深度小于所述纵向槽2的深度；所述横向槽1的两端分别固定有所述补强结构4，所述补强结构4分别覆盖所述横向槽1的槽底、槽壁以及所述箱盖内表面51。本实施例的补强结构整体呈片状或板状结构，补强结构只是覆盖横向槽1两端位置的部分槽底、槽壁以及箱盖内表面。

本实施例通过在电池包箱盖的横向槽两端设置补强结构，能够增强电池包箱盖整体以及局部强度，减少电池包箱盖在局部出现断裂的风险，并且使电池包箱盖应力分配均匀；本发明在应力集中的横向槽两端设置补强结构，不需要整体增加电池包箱盖的厚度，即不需要额外增加箱盖重量，使整体强度不达标的电池包箱盖增设补强结构后，整体强度能够达到对电池包箱盖的强度要求。

如图3-图5所示，本实施例的所述补强结构4包括一体连接且形成折弯结构的第一补强部41、第二补强部42以及第三补强部43，第一补强部41、第二补强部42以及第三补强部43的连接处均与横向槽1两端结构相适配，都具有倒圆角。其中，第一补强部41、第二补强部42以及第三补强部43按照图3和图4的方位，从下至上依次设置。所述第一补强部41固定在所述横向槽1一端的槽底上，所述第二补强部42固定在所述横向槽1一端的槽壁上，所述第三补强部43固定在所述横向槽1一端的箱盖内表面51上。采用形成折弯结构的第一补强部、第二补强部以及第三补强部，可将横向槽一端的槽底、槽壁以及箱盖内表面都固定住，使补强后的横向槽两端应力分布更加均匀。

如图3-图5所示，本实施例的所述第一补强部41、第二补强部42和第三补强部43均呈U型结构，所述第一补强部41固定在所述横向槽1端部以及靠近端部两侧的槽底上，所述第二补强部42固定在所述横向槽1端部以及靠近端部两侧的槽壁上，所述第三补强部43固定在所述横向槽1端部以及靠近端部两侧的箱盖内表面51上。采用U型结构的补强部，能够不仅仅对横向槽两端端部附近进行结构补强，还对横向槽端部两侧的位置进行结构补强，避免出现横向槽端部补强后，补强位置附近的折弯处应力集中的问题。

如图1和图2所示，本实施例的所述横向槽1两端端部位置的箱盖内表面51向外突起形成一补强槽3，所述补强槽3与所述横向槽1端部连通且深度小于所述横向槽1的深度，所述第三补强部43中部固定在所述补强槽3的槽底且沿所述补强槽3的槽壁延伸至所述箱盖内表面51上。第三补强部与补强槽结构配合，防止补强槽与横向槽之间过渡部分出现应力集中的问题。

如图1所示，本实施例的所述横向槽1的槽底与槽壁交接处设有加强凸筋11，所述第一补强部41包括相互连接成U型结构的中部补强段、侧部补强段一和侧部补强段二，所述中部补强段覆盖在所述横向槽1端部的加强凸筋11上，所述侧部补强段一和侧部补强段二分别覆盖靠近所述横向槽1端部位置的加强凸筋11上并延伸到所述横向槽1的槽底上；而且所述侧部补强段一和侧部补强段二延伸到所述横向槽1槽底的部分与所述中部补强段连接。加强凸筋的设置为横向槽的结构提供有效的加强支撑，而且采用中部补强段和侧部补强段配合的方式，不需要将第一补强部中部延伸到横向槽槽底上，利用侧部补强段延伸到横向槽的槽底上，就能够利用整体支撑结构实现横向槽结构的补强。

其中，本实施例的所述补强结构4和所述箱盖5均采用铝型材材料制成；所述补强结构4焊接在所述箱盖5上；所述补强结构4的厚度与所述箱盖5厚度相同。将补强结构全面焊接在箱盖内表面上，能够使补强结构与箱盖形成一体结构，结构强度更高；补强结构和箱盖均采用铝型材材料制成且厚度相同，补强结构不需要额外制模或者选用其他材料，十分方便。

本实施例的一个优选方案为，所述U型结构的两臂长度分别小于其中部长度。U型结构两臂长度小于其中部长度，不需要将U型结构两臂长度设置过长即可满足补强要求。

本实施例的补强型电池包箱盖，由于电池包箱盖的结构要求，箱盖上设置有十字型凹槽，可起到加强筋作用，但由于十字型凹槽的横向槽两端位置的强度不满足电池包箱盖的整体强度要求，本实施例在箱盖横向槽两端位置上焊接补强结构，对箱盖应力分布均匀，不需要将箱盖增厚，在满足箱盖强度要求的同时，最大限度的降低了箱盖重量。对于原来不达标的电池包箱盖重新补强利用，在满足生产标准需求的同时，还能够降低生产成本。

实施例2

本实施例的一种电池包箱盖的局部补强方法，相当于实施例1中补强型电池包箱盖的制备方法，包括以下步骤：

S1，对具有十字型凹槽的箱盖5结构进行有限元分析；

S2，确定箱盖5中结构强度不满足箱盖5材料屈服极限的应力集中部位；

S3，设计与所述应力集中部位结构相同的补强结构4；

S4，将所述补强结构4固定在所述箱盖5中应力集中部位的内表面上，形成补强型电池包箱盖。

本实施例的补强方法，先对电池包箱盖结构进行有限元分析，确定应力集中部位后，再在应力集中部位增设补强结构，增强电池包箱盖整体以及局部强度，减少电池包箱盖在局部出现断裂的风险并且使箱盖应力分配更加均匀。

本实施例的一个具体方案为，S2中，所述箱盖5材料为铝型材，屈服极限为100MPa；所述应力集中部位为所述十字型凹槽的横向槽1两端位置，其中所述横向槽1沿所述箱盖5的宽度方向布置，所述补强结构4分别覆盖所述横向槽1的槽底、槽壁以及所述箱盖5内表面。

本实施例的一个具体方案为，S1中，对具有十字型凹槽的箱盖5结构模型利用ABQUS软件进行有限元8倍载荷静态计算。

其中，本实施例的所述十字型凹槽包括沿所述箱盖5宽度方向布置的横向槽1；所述补强结构4包括一体连接且形成折弯结构的第一补强部41、第二补强部42以及第三补强部43，所述第一补强部41固定在所述横向槽1一端的槽底上，所述第二补强部42固定在所述横向槽1一端的槽壁上，所述第三补强部43固定在所述横向槽1一端的箱盖内表面51上；所述第一补强部41、第二补强部42和第三补强部43均呈U型结构，所述第一补强部41固定在所述横向槽1端部以及靠近端部两侧的槽底上，所述第二补强部42固定在所述横向槽1端部以及靠近端部两侧的槽壁上，所述第三补强部43固定在所述横向槽1端部以及靠近端部两侧的箱盖内表面51上。

本实施例的一个具体方案为，所述箱盖5结构和补强结构4与实施例1中的箱盖5结构和补强结构4相同。

本实施例中，在计算电池包箱盖有限元分析后发现箱盖有不满足强度要求的箱盖上进行加强，满足电池包箱盖材料的屈服极限(σb＜100MPa)，如果要增加整个电池包箱盖的厚度，这样对整个电池包的重量都会增加，对不满足箱盖材料屈服极限的应力集中部位固定补强结构，增加局部强度后，使箱盖整体能够满足电池包箱盖材料的屈服极限，减少电池包箱盖在局部出现断裂的风险并且使箱盖应力分配均匀。

本实施例的一个具体方案为，电池包箱盖的局部补强方法，包括以下步骤：(1)建立电池包箱盖模型，厚度为1.5mm，电池包箱盖具有凸台、十字型凹槽(相当于十字加强筋)以及与下箱体连接的螺栓孔；(2)根据电池包箱盖所选的材料(铝型材)确定电池包箱盖的强度标准要求为：屈服极限不超过100MPa；(3)对已经建立好的电池包箱盖模型利用ABQUS软件进行有限元分析；(4)通过有限元8倍载荷静态计算电池包箱盖的最大MISES应力为119.7MPa，超出了铝型材的屈服极限；(5)从分析结果可以看出电池包箱盖的最大应力集中部位在十字型凹槽的横向槽两端的底面位置；(6)由于电池包箱盖的结构是铸造成型，选择补强结构的材料与电池包箱盖的材料一致，设计与横向槽两端结构相吻合的两块板状补强结构，如图3-图5所示，然后将补强结构焊接在电池包箱盖横向槽两端的位置上，得到补强型电池包箱盖；(7)然后再对增加了补强结构的电池包箱盖进行8倍载荷静强度分析，电池包箱盖补强后的最大MISES应力为65.7MPa。根据铝型材材料的屈服极限，增加了补强结构后的电池包箱盖的MISES应力为65.7MPa，在铝型材的屈服极限范围内，满足了电池包箱盖的强度要求。而且从静态8倍载荷结构分析云图可以看出，补强后的电池包箱盖应力分配均匀，强度比原来未补强的电池包箱盖强度提高了45％，具体计算公式为：(119.7-65.7)/119.7*100％＝45％。

在本发明的描述中，需要理解的是，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”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而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。由此，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特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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。

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。

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。

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。