一种基于轻量化的动力电池包壳体框架结构及设计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114976419A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210748694.1(22)申请日2022.06.28(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人罗柽张延松黄秋实樊澹宁(74)专利代理机构上海旭诚知识产权代理有限公司31220专利代理师郑立(51)Int.Cl.H01M50/204(2021.01)H01M50/244(2021.01)H01M50/249(2021.01)H01M50/289(2021.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种基于轻量化的动力电池包壳体框架结构及设计方法(57)摘要本发明公开了一种基于轻量化的动力电池包壳体框架结构及设计方法，包括电池包壳体框架左、右、前、后边框，纵梁和多个框架横梁，该框架左、右、前、后边框组成长方形形状，该纵梁垂直设置在框架前、后边框之间，多个框架横梁中的一些垂直设置在框架左边框和纵梁之间，多个框架横梁中的另一些垂直设置在框架右边框纵梁之间，该框架左、右、前、后边框和多个框架横梁由轻质材料制成，该纵梁由高强钢材料制成。本发明通过在纵梁部件采用高强钢增加刚度、在横梁和边框部件采用轻质材料降低质量，获得满足强度要求的轻量化电池包壳体框架，降低锂电池等动力电池包总重量，拓展动力电池包在新能源汽车等领域的应用。CN114976419ACN114976419A权利要求书1/2页1.一种基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，包括电池包壳体框架左边框、电池包壳体框架右边框、电池包壳体框架前边框、电池包壳体框架后边框、电池包壳体纵梁和多个电池包壳体框架横梁，所述电池包壳体框架左边框、电池包壳体框架右边框、电池包壳体框架前边框、电池包壳体框架后边框组成长方形形状，所述电池包壳体纵梁垂直设置在所述电池包壳体框架前边框和电池包壳体框架后边框之间，所述多个电池包壳体框架横梁中的一些垂直设置在所述电池包壳体框架左边框和电池包壳体纵梁之间，所述多个电池包壳体框架横梁中的另一些垂直设置在所述电池包壳体框架右边框和电池包壳体纵梁之间，所述电池包壳体框架左边框、电池包壳体框架右边框、电池包壳体框架前边框、电池包壳体框架后边框和多个电池包壳体框架横梁由轻质材料制成，所述电池包壳体纵梁由高强钢材料制成。2.如权利要求1所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述轻质材料为铝合金、镁合金、钛合金、复合材料中的一种或多种。3.如权利要求1所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述高强钢材料为双相钢、马氏体钢、硼钢中的一种。4.如权利要求1所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述多个电池包壳体框架横梁的数量为4以上的偶数个。5.如权利要求1所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述电池包壳体框架左边框、电池包壳体框架右边框、电池包壳体框架前边框、电池包壳体框架后边框由相同的轻质材料制成，或者由不同的轻质材料制成。6.如权利要求1所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述多个电池包壳体框架横梁由相同的轻质材料制成，或者由不同的轻质材料制成。7.如权利要求1所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述多个电池包壳体框架横梁包括电池包壳体前左横梁、电池包壳体前右横梁、电池包壳体后左横梁、电池包壳体后右横梁，所述电池包壳体前左横梁和电池包壳体后左横梁分别垂直设置在所述电池包壳体框架左边框和电池包壳体纵梁之间的前侧和后侧，所述电池包壳体前右横梁和电池包壳体后右横梁分别垂直设置在所述电池包壳体框架右边框和电池包壳体纵梁之间的前侧和后侧。8.如权利要求7所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述电池包壳体前左横梁和电池包壳体前右横梁对称设置在所述电池包壳体纵梁的两侧，所述电池包壳体后左横梁和电池包壳体后右横梁对称设置在所述电池包壳体纵梁的两侧。9.如权利要求1所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构，其特征在于，所述电池包壳体纵梁为空心矩形结构。10.一种如权利要求1至9中任一项所述的基于轻量化的动力电池包壳体框架结构的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、分析动力电池包壳体框架材料结构，建立力学性能仿真模型；步骤2、开展不同测试工况下动力电池包壳体框架左、右、前、后边框的受力状态分析；步骤3、根据不同位置的边框受力情况选择对应的材料，计算电池包壳体框架边框质量；步骤4、分析不同测试工况下动力电池包壳体框架纵梁的受力状态；2CN114976419A权利要求书2/2页步骤5、根据纵梁受力情况选择纵梁材料，计算电池包壳体框架纵梁质量；步骤6、分析不同测试工