电池壳及其制造方法和电池包技术

本发明专利技术公开了车辆用零件领域，涉及电池壳及其制造方法和电池包。包括至少一个壳体本体，每个壳体本体具有至少一个与电池单体匹配的电池容纳腔，壳体本体对应每个电池容纳腔的侧壁中至少一个侧壁内开设有至少一条热交换液通道，壳体本体的化学组分包括：0.2～0.8％Si、0.2～0.8％Fe、0.7～1.5％Mn、0.2～1.2％Mg、0.1～0.3％Cr、0.1～0.2％Ti、0.02～0.3％稀土元素以及94.9～98.18％Al。电池壳的制造方法，包括：采用挤压成型的方式制造壳体本体。电池包，包括至少一个电池单体和上述电池壳。本申请提供的电池壳，其安全性好，换热效率高，生产工艺简单。生产工艺简单。生产工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
电池壳及其制造方法和电池包


[0001]本专利技术涉及车辆用零件领域，具体而言，涉及电池壳及其制造方法和电池包。

技术介绍

[0002]以新能源汽车为应用契机的动力电池以及类似储能电池应用逐渐广泛，随着对充电速度的要求和充电电压的不断提升，以及电动车使用环境的多变，电池的冷却和加热成为阻碍电池性能提升的重大关键问题。
[0003]传统电池的冷却分为风冷、液冷和相变冷却，风冷因其效率低受环境影响大且加热效果差，在中高端应用场景下已经被淘汰。而液冷和相变冷却都采用水冷板结构进行散热，对于方形和软包电池来说，由于水冷板往往铺设在电池模组底部，散热和加热面积小，效率和速度都很低下，若提高充电速度，则电池的发热不可避免。若冬季使用，电池的加热又消耗了更多的能量，从而限制了电池充放电性能的提升。
[0004]也有设计尝试将水冷板布置在电池大面积的表面，夹在每块电池之间，但由于水冷板的零件数量增多，水冷板的厚度也挤压了电池布置空间，不利于电池的能量密度的提升。
[0005]常规电池壳设计(以方壳为例)，均为薄壁铝合金结构，前后端焊接密封的方式。电池壳壁厚在0.7
‑
1mm左右，电池壳的材料采用常规3003材料。其特性为O态抗拉强度仅大于95Mpa，与纯铝强度相当，只有经过冷加工强化(包括拉延和精拉等冷加工工艺)之后，H态才能将屈服强度提升到 100Mpa以上，但延伸率仅有3
‑
5％。因此常规电池壳在生产工艺中，首先采用热挤压生产厚壁形状的电池壳毛坯，然后必须经过冷加工过程，使得毛坯壁厚减薄至需求厚度，否则强度无法达到要求。同时由于延伸率仅有 3
‑
5％，在承受碰撞变形的过程中，容易开裂造成电池泄漏，引发电池热失控，从而扩大损失。
[0006]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供电池壳及其制造方法和电池包，以改善
技术介绍
提到的至少一种问题。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]第一方面，本专利技术实施例提供一种电池壳，包括至少一个壳体本体，每个壳体本体具有至少一个与电池单体匹配的电池容纳腔，壳体本体对应每个电池容纳腔的侧壁中至少一个侧壁内开设有至少一条热交换液通道，每条热交换液通道均用于通入热交换液与电池单体进行热交换；
[0010]壳体本体的化学组分按质量百分数计包括：
[0011]0.2～0.8％Si、0.2～0.8％Fe、0.7～1.5％Mn、0.2～1.2％Mg、0.1～0.3％Cr、 0.1～0.2％Ti、0.02～0.3％稀土元素以及94.9～98.18％Al。
[0012]在可选的实施方式中，电池壳还包括热交换液分配件和热交换液汇集件，每条热
交换液通道的延伸方向与电池容纳腔的长度方向相同，且贯穿壳体本体的相对两端；
[0013]壳体本体的数量为1个，壳体本体均具有至少两个并列设置的电池容纳腔，热交换液分配件设置于壳体本体的一端与每个热交换液通道的一端连通，热交换液汇集件设置于壳体本体的另一端与每个热交换液通道的另一端连通。
[0014]在可选的实施方式中，电池壳还包括热交换液分配件和热交换液汇集件，每条热交换液通道的延伸方向与电池容纳腔的长度方向相同，且贯穿壳体本体的相对两端；
[0015]壳体本体的数量为多个，每个壳体本体的形状均为长方体形，每个壳体本体均具有一个电池容纳腔，多个壳体本体并列设置构成一个集成体，热交换液分配件设置于集成体的一端与每个热交换液通道的一端连通，热交换液汇集件设置于集成体的另一端与每个热交换液通道的另一端连通。
[0016]在可选的实施方式中，电池壳还包括热交换液分配件和热交换液汇集件，每条热交换液通道的延伸方向与电池容纳腔的长度方向相同，且贯穿壳体本体的相对两端；
[0017]壳体本体的数量为多个，每个壳体本体的形状均为长方体形，每个壳体本体均具有多个并列设置的电池容纳腔，多个壳体本体并列设置构成一个集成体，热交换液分配件设置于集成体的一端与每个热交换液通道的一端连通，热交换液汇集件设置于集成体的另一端与每个热交换液通道的另一端连通。
[0018]在可选的实施方式中，壳体本体的化学组分按质量百分数计还包括 0.1～0.3％Zr。
[0019]在可选的实施方式中，稀土元素选自Er和Sc中至少一种。
[0020]在可选的实施方式中，壳体本体的化学组分按质量百分数计含有 0.02～0.2％Sc和0.02～0.3Er；
[0021]在可选的实施方式中，壳体本体的化学组分按质量百分数计含有 0.02～0.3％Li。
[0022]在可选的实施方式中，每条热交换液通道为长方体形，其厚度为 0.4～0.6mm。
[0023]在可选的实施方式中，每个电池容纳腔具有与电池单体的尺寸对应的相对两个窄侧壁和与电池单体的宽度对应的相对两个宽侧壁；两个宽侧壁中至少一个设置有热交换液通道，设置有热交换液通道的侧壁的厚度为 1.2～1.4mm。
[0024]在可选的实施方式中，两个宽侧壁中一个设置有热交换液通道，另一个未设置热交换液通道，未设置热交换液通道的宽侧壁的厚度为0.3～0.4mm。
[0025]在可选的实施方式中，每个窄侧壁的厚度为1～1.2mm。
[0026]第二方面，本申请实施例提供电池壳的制造方法，包括：采用挤压成型的方式制造壳体本体。
[0027]在可选的实施方式中，制造壳体本体的方法包括：将温度为510～580℃的铝锭挤压成型。
[0028]在可选的实施方式中，在挤压成型之前还包括将铝锭加热至510～580℃，然后车皮去氧化膜。
[0029]第三方面，本申请实施例提供一种电池包，包括至少一个电池单体和上述任一种电池壳或上述的制造方法制得的电池壳，至少一个电池单体一一对应设置于至少一个电池容纳腔内。
[0030]本专利技术具有以下有益效果：
[0031]本申请壳体本体的化学成分通过在常规3003铝合金的基础上，去除了其中所含的铜，以提升铝合金的耐腐蚀性能，和赋予铝合金焊接性能，向合金中添加了适合量的镁提升了铝合金对冷却液的耐腐蚀性，向合金中添加了合适量的稀土元素，提升了铝合金的强度和刚度。本申请通过对铝合金成分的设计，使得铝合金在3003铝合金的基础上，延伸率能够从原本的 3～5％提升至18～22％，从而使得电池壳在碰撞中不易开裂，提升电池的安全性，且由于成分的重新设计能使该铝合金能够通过热挤压工艺一次成型为本申请设计的壳体本体的结构，并达到甚至超过原有冷加工强化才能达到的材料强度，从而简化生产工艺，提升生产效率，降低生产端的固定资产投资和能耗污染。
[0032]本申请壳体本体的这种结构设计取消了水冷板，将冷却回路集成在壳体本体之中，既增加了冷却或加热的效率，也减少了水冷板零件，并同时减少了冷却液和电池之间传热的层数，提升了冷却和加热的性能，同时减轻了电池结构件的重量。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池壳，其特征在于，包括至少一个壳体本体，每个所述壳体本体具有至少一个与电池单体匹配的电池容纳腔，所述壳体本体对应每个所述电池容纳腔的侧壁中至少一个侧壁内开设有至少一条热交换液通道，每条所述热交换液通道均用于通入热交换液与所述电池单体进行热交换；所述壳体本体的化学组分按质量百分数计包括：0.2～0.8％Si、0.2～0.8％Fe、0.7～1.5％Mn、0.2～1.2％Mg、0.1～0.3％Cr、0.1～0.2％Ti、0.02～0.3％稀土元素以及94.9～98.18％Al。2.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述电池壳还包括热交换液分配件和热交换液汇集件，每条所述热交换液通道的延伸方向与所述电池容纳腔的长度方向相同，且贯穿所述壳体本体的相对两端；所述壳体本体的数量为1个，所述壳体本体均具有至少两个并列设置的电池容纳腔，所述热交换液分配件设置于所述壳体本体的一端与每个所述热交换液通道的一端连通，所述热交换液汇集件设置于所述壳体本体的另一端与每个所述热交换液通道的另一端连通。3.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述电池壳还包括热交换液分配件和热交换液汇集件，每条所述热交换液通道的延伸方向与所述电池容纳腔的长度方向相同，且贯穿所述壳体本体的相对两端；所述壳体本体的数量为多个，每个所述壳体本体的形状均为长方体形，每个所述壳体本体均具有一个电池容纳腔，多个所述壳体本体并列设置构成一个集成体，所述热交换液分配件设置于所述集成体的一端与每个所述热交换液通道的一端连通，所述热交换液汇集件设置于所述集成体的另一端与每个所述热交换液通道的另一端连通。4.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述电池壳还包括热交换液分配件和热交换液汇集件，每条所述热交换液通道的延伸方向与所述电池容纳腔的长度方向相同，且贯穿所述壳体本体的相对两端；所述壳体本体的数量为多个，每个所述壳体本体的形状均为长方体形...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱波，钱小泰，
申请(专利权)人：苏州星波动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：