电池盒及其制造方法

技术领域

本揭示是关于一种电池盒及其制造方法。

背景技术

电动车随着近年环保意识抬头而兴起。电动车一般会配备电池盒来容纳电动车运行所需的电池，然而，目前的电池盒的设计具有不少缺点，例如：零件数量多使得制造工序复杂、过于笨重、车辆行进间出现噪音等。

发明内容

有鉴于此，本揭示的一目的在于提出一种改良的电池盒及电池盒的制造方法，解决现有技术的上述问题。

为达成上述目的，依据本揭示的一些实施方式，一种电池盒包含托盘、上盖以及防撞框。托盘配置以容纳至少一电池包。上盖配置以盖合在托盘以及电池包之上。防撞框环绕托盘设置。托盘、上盖以及防撞框包含至少一复合材料，且防撞框与托盘一体成型或是通过粘胶层固定地连接托盘。

在本揭示的一或多个实施方式中，上盖包含顶壁以及凸缘。顶壁配置以面对电池包，而凸缘环绕顶壁。凸缘与顶壁具有高度差，此高度差大于托盘的深度。

在本揭示的一或多个实施方式中，电池盒进一步包含格栅。格栅可移除地设置在托盘中，并在托盘中划分出多个电池包放置空间。

在本揭示的一或多个实施方式中，电池盒进一步包含格栅，格栅设置在托盘中，并在托盘中划分出多个电池包放置空间。格栅包含复合材料，且格栅与托盘一体成型。

在本揭示的一或多个实施方式中，防撞框包含第一板体、与第一板体并列设置的第二板体以及设置在第一板体与第二板体之间的蜂巢结构。

在本揭示的一或多个实施方式中，电池盒进一步包含阻燃层，阻燃层至少部分地覆盖托盘以及上盖中的至少一者的表面。

依据本揭示的一些实施方式，一种电池盒的制造方法包含：将第一复合材料热压成型为上盖；以及使用至少一第二复合材料形成托盘以及防撞框，其中上盖用以盖合在托盘之上。形成托盘以及防撞框的步骤包含：热压出一体成形的托盘以及防撞框，或者分别热压出托盘以及防撞框，再将托盘以及防撞框粘贴固定。

在本揭示的一或多个实施方式中，热压成型上盖的步骤包含形成具有第一深度的上盖。形成托盘的步骤包含形成具有第二深度的托盘，其中第二深度小于第一深度。

在本揭示的一或多个实施方式中，电池盒的制造方法进一步包含：将第二复合材料热压成型为一体成型的托盘以及格栅。格栅设置在托盘中，并在托盘中划分出多个电池包放置空间。

在本揭示的一或多个实施方式中，电池盒的制造方法，进一步包含：形成阻燃层，阻燃层至少部分地覆盖托盘以及上盖中的至少一者的表面。阻燃层与托盘或上盖一同热压成型，或是喷涂在托盘或上盖的表面上。

综上所述，本揭示的电池盒包含由复合材料制成的上盖、托盘以及防撞框，相较于目前市面上常见的主要由金属件构成的电池盒，本揭示的电池盒的优点包含：大幅减轻重量、不需要进行阳极处理即可耐腐蚀、复合材料本身电性绝缘故无须担心短路的问题、车辆行进间不会产生明显噪音。另外，复合材料制成的托盘以及防撞框可以一体成型，也可以用粘贴的方式固定，可减少电池盒的部件的数量，也能省去一些螺丝锁固或焊接的工序。

附图说明

为使本揭示的上述及其他目的、特征、优点与实施方式能更明显易懂，附图说明如下：

图1为绘示依据本揭示一实施方式的电动车用的电池的分解图。

图2为绘示图1所示的电动车用的电池的组合图。

图3绘示图1所示的电动车用的电池的托盘、防撞框及格栅的俯视图。

图4为绘示图2所示的电动车用的电池沿线段4-4’的组合图。

图5为绘示依据本揭示另一实施方式的电动车用的电池的剖面图。

图6为绘示依据本揭示另一实施方式的防撞框的局部剖面图。

图7为绘示依据本揭示另一实施方式的防撞框的剖面图。

具体实施方式

为使本揭示的叙述更加详尽与完备，可参照附图及以下所述各种实施方式。附图中的各元件未按比例绘制，且仅为说明本揭示而提供。以下描述许多实务上的细节，以提供对本揭示的全面理解，然而，本领域的技术人员应当理解可在没有一或多个实务上的细节的情况下实施本揭示，因此，这些细节不应用以限定本揭示。

请参照图1至图3。图1与图2分别绘示依据本揭示一实施方式的电动车用的电池的分解图及组合图，而图3绘示图1所示的电动车用的电池的托盘、防撞框及格栅的俯视图。电动车用的电池10包含电池盒12以及至少一电池包13(battery pack)。电池盒12可以固定在电动车(例如：电动的自小客车或电动巴士)的车辆部件上，例如底盘。电池包13放置在电池盒12中，且每个电池包13包含多个电芯(battery cell)。

如图1至图3所示，电池盒12包含托盘30以及上盖50。托盘30实质上为盒状结构，其具有用以容纳电池包13的凹槽31。上盖50配置以盖合在托盘30以及电池包13之上。上盖50与托盘30共同形成容置空间，电池包13位于此容置空间中。上盖50包含本体53，本体53实质上为倒置的盒状结构，其包含顶壁54以及连接顶壁54的侧壁55。上盖50还包含凸缘56，凸缘56环绕本体53设置，并连接本体53的外缘。

如图1至图3所示，电池盒12还包含防撞框70，防撞框70套设在托盘30上，并环绕托盘30设置。上盖50至少部分地覆盖防撞框70，并固定地连接防撞框70。在一些实施方式中，上盖50可以通过紧固件(例如一或多个螺丝)固定在防撞框70上。具体而言，上盖50的凸缘56可以具有一或多个通孔57，防撞框70在对应的位置上具有一或多个锁固孔77，紧固件(图未示)穿过通孔57并锁入锁固孔77。

在本实施方式中，托盘30、上盖50以及防撞框70包含至少一复合材料。复合材料可以由基材与补强材所构成，其中基材包含树脂(热固性树脂或热塑性树脂)，而补强材包含碳纤维、玻璃纤维、其他纤维材料或金属(不锈钢、铝合金等)。相较于目前市面上常见的主要由金属件构成的电池盒，本揭示的电池盒12的优点包含：大幅减轻重量、不需要进行阳极处理即可耐腐蚀、复合材料本身电性绝缘故无须担心短路的问题、车辆行进间不会产生明显噪音。

另外，复合材料制成的防撞框70可以与复合材料制成的托盘30一体成型，或是用粘贴的方式固定在托盘30上，这样的作法可减少电池盒12的部件的数量，也能省去一些螺丝锁固或焊接的工序。在一些实施方式中，托盘30、上盖50以及防撞框70所包含的复合材料包含可回收树脂，让电池盒12更加环保，减低对环境的冲击。

在一些实施方式中，形成托盘30、上盖50以及防撞框70的至少一复合材料可包含玻璃纤维复合材料(例如：不饱和树脂(UP)加上片状模压复合材料(SMC)、环氧树脂加上玻璃纤维编织布)或是碳纤维复合材料(例如：环氧树脂加上碳纤纤编织布或碳纤毡)。

在一些实施方式中，托盘30、上盖50以及防撞框70可通过热压成型的方式来制造。具体而言，电池盒12的制造方法可包含：将第一复合材料热压成型为上盖50；以及使用至少一第二复合材料形成托盘30以及防撞框70，可选用以下两种方式：(1)热压出一体成形的托盘30以及防撞框70，或是(2)分别热压出托盘30以及防撞框70，再将托盘30以及防撞框70粘贴固定。第一复合材料与第二复合材料可以是相同的材料，也可以是不同的材料。电池包13放置在托盘30上后，可以将上盖50固定在防撞框70上(例如：使用螺丝锁附固定)。

在一些实施方式中，以碳纤维复合材料为例，托盘30、上盖50、防撞框70的热压成型包含以下步骤：提供碳纤编织布或碳纤毡；将树脂材料含浸到碳纤编织布或碳纤毡上；使用模具将带有树脂材料的碳纤编织布或碳纤毡热压成合适的形状，以形成托盘30、上盖50、防撞框70。

如图1至图3所示，在一些实施方式中，电池盒12进一步包含格栅80，格栅80设置在托盘30的凹槽31中，用以分隔电池包13。格栅80包含多个条状结构83，条状结构83彼此平行地或交错地设置，使得格栅80在托盘30的凹槽31中划分出多个电池包放置空间81，每个电池包13放置在其中一个电池包放置空间81。在一些实施方式中，条状结构83的末端抵顶于凹槽31的侧壁或连接凹槽31的侧壁，借此，格栅80除了分隔电池包13的功能外，亦可作为支撑结构，从托盘30的内部提供支撑以提升其承受外力的能力。

如图1至图3所示，在一些实施方式中，格栅80可移除地设置在托盘30中，如此，电动车用的电池10若要改用不同尺寸的电池包13，仅须将格栅80从托盘30上取出，并放入不同规格的另一格栅即可。格栅80可以是金属件，也可以由复合材料制成(例如前述的各种复合材料)，也可以是金属件与复合材料的结合。

如图1至图3所示，在一些实施方式中，格栅80可包含复合材料，且与托盘30一体成形。举例而言，可以设计适当形状的模具，在热压出托盘30时一并热压出格栅80。

如图1至图3所示，在一些实施方式中，防撞框70上形成有至少一突起结构74，突起结构74位于防撞框70的至少一边缘上，且侧向地突出于防撞框70的边缘。突起结构74可包含通孔75，通孔75可供紧固件(图未示)穿越以将电池盒12锁附固定在电动车上。突起结构74可包含复合材料(例如前述的各种复合材料)，且与防撞框70一体成型，举例而言，可以设计适当形状的模具，在热压出防撞框70时一并热压出突起结构74。

请参照图4。图4为绘示图2所示的电动车用的电池10沿线段4-4’的组合图。如上所述，防撞框70可以用粘贴的方式固定在托盘30上。如图所示，防撞框70以及托盘30之间可以配置粘胶层96，防撞框70可以通过粘胶层96固定地连接托盘30。

如图4所示，在一些实施方式中，上盖50具有第一深度H1(即凸缘56的底面与顶壁54的底面的高度差)，托盘30具有第二深度H2(即凹槽31的深度)，第二深度H2小于第一深度H1。在一些实施方式中，顶壁54的任意位置与凸缘56之间的高度差大于托盘30的第二深度H2。在本实施方式中，上盖50具有相对简单的几何形状，故相对容易加工成型，上盖50设计为较深，并相应地缩减托盘30的深度，可以降低电池盒的生产成本，节省费用。在一些实施方式中，防撞框70的深度小于第一深度H1。

如图4所示，在一些实施方式中，电池包13与托盘30的底面之间设置有导热粘胶90，导热粘胶90除了可以协助电池包13散热外，也可以将电池包13固定在托盘30中，避免电池包13在托盘30中滑动。

请参照图5。图5为绘示依据本揭示另一实施方式的电动车用的电池的剖面图。相较于前述实施方式，本实施方式的电池盒进一步包含阻燃层92，阻燃层92至少部分地覆盖托盘30以及上盖50中的至少一者的表面。举例而言，如图所示，阻燃层92可以选择性的设置在以下位置中的至少一者：上盖50的外表面、上盖50的内表面、托盘30的内表面。阻燃层92也不限于设置在图中所示的位置，举例而言，阻燃层92也可以设置在托盘30的外表面，或者也可以设置在防撞框70上。

在一些实施方式中，阻燃层92可与托盘30或上盖50一同热压成型。举例而言，可以将一层阻燃材料(例如：防火不织布)与复合材料(例如前述的各种复合材料)叠合在一起，再同时对阻燃材料与复合材料进行热压，以获得表面带有阻燃层92的托盘30或上盖50。在一些实施方式中，阻燃层92也可以在托盘30或上盖50热压成型后再喷涂在托盘30或上盖50的表面上。

请参照图6。图6为绘示依据本揭示另一实施方式的防撞框70A的局部剖面图。在一些实施方式中，电池盒的防撞框70A包含第一板体71、第二板体72以及蜂巢结构73。第二板体72与第一板体71并列设置，而蜂巢结构73设置在第一板体71与第二板体72之间，并连接第一板体71与第二板体72。第一板体71以及第二板体72可包含热塑性树脂材料，例如聚丙烯。蜂巢结构73包含多个相连的六边形结构。通过上述配置，使得防撞框70A具有质轻、高刚性的特性。

请参照图7。图7为绘示依据本揭示另一实施方式的防撞框70B的剖面图。在一些实施方式中，为了增强抗撞击能力，可结合金属与复合材料作为防撞框70B。具体而言，防撞框70B包含金属件78(例如：由不锈钢或铝合金制成)以及由复合材料制成的包覆件79，包覆件79包覆在金属件78外，换言之，金属件78嵌入包覆件79之中。金属件78例如是金属框体或金属杆件，金属件78可以通过螺丝锁附或粘贴的方式固定在包覆件79上。包覆件79可以用粘贴的方式固定在托盘上(例如前述托盘30)，或者，也可以与托盘一体成型。

综上所述，本揭示的电池盒包含由复合材料制成的上盖、托盘以及防撞框，相较于目前市面上常见的主要由金属件构成的电池盒，本揭示的电池盒的优点包含：大幅减轻重量、不需要进行阳极处理即可耐腐蚀、复合材料本身电性绝缘故无须担心短路的问题、车辆行进间不会产生明显噪音。另外，复合材料制成的托盘以及防撞框可以一体成型，也可以用粘贴的方式固定，可减少电池盒的部件的数量，也能省去一些螺丝锁固或焊接的工序。

尽管本揭示已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本揭示，本领域的技术人员在不脱离本揭示的精神及范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

【符号说明】

10:电动车用的电池

12:电池盒

13:电池包

30:托盘

31:凹槽

50:上盖

53:本体

54:顶壁

55:侧壁

56:凸缘

57,75:通孔

70,70A,70B:防撞框

71:第一板体

72:第二板体

73:蜂巢结构

74:突起结构

77:锁固孔

78:金属件

79:包覆件

80:格栅

81:电池包放置空间

83:条状结构

90:导热粘胶

92:阻燃层

96:粘胶层

H1:第一深度

H2:第二深度。