一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，包括：框架式車(chē)架、分塊式電池包結(jié)構(gòu)、密封板和地板，其中，所述的框架式車(chē)架包括前車(chē)梁(1)、后車(chē)梁(2)、錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)(3)和門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4)；其中，前車(chē)架(1)位于所述框架式車(chē)架的前端，后車(chē)架(2)位于所述框架式車(chē)架的后部位置，前車(chē)架(1)與后車(chē)架(2)通過(guò)位于正交吸能結(jié)構(gòu)(7)中左右兩側(cè)的縱向吸能結(jié)構(gòu)相連接，門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4)與正交吸能結(jié)構(gòu)(7)通過(guò)錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)過(guò)渡連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式簡(jiǎn)便、快捷，既減少了零件數(shù)量，提高了材料利用率，又簡(jiǎn)化了該一體式結(jié)構(gòu)的制造工藝，在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的同時(shí)很大程度上提高了其碰撞安全性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種能夠高效吸能、全方位保護(hù)電池包碰撞安全性能以及輕量化程度高的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展正面臨著能源短缺、環(huán)境污染等一系列瓶頸，安全、節(jié)能、環(huán)保成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主題。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。然而，制約電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展的主要因素是電池的續(xù)航里程和電池安全問(wèn)題。由于電池包本體質(zhì)量大約占電動(dòng)汽車(chē)整備質(zhì)量的三分之一，為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的目標(biāo)續(xù)航里程，電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)成為解決這一問(wèn)題非常重要的手段。在電動(dòng)汽車(chē)的諸多技術(shù)中，電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架、電池包結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)和安全性創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一項(xiàng)至關(guān)重要的研宄課題。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)車(chē)架和電池包結(jié)構(gòu)的輕量化在一定程度上也可以提升電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。
[0003]然而，當(dāng)前主流電動(dòng)汽車(chē)的電池包結(jié)構(gòu)和車(chē)架結(jié)構(gòu)往往采用獨(dú)立設(shè)計(jì)的策略，其缺點(diǎn)是電動(dòng)車(chē)車(chē)架與電池包結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量很大，同時(shí)很難做到對(duì)電池包安全性能的全方位保護(hù)。導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)在長(zhǎng)時(shí)間工作或碰撞事故過(guò)程中，電池包結(jié)構(gòu)無(wú)法保證電池單元的完整性和安全性能，從而電池單元很容易發(fā)生相互擠壓，造成電池破壞、電池自燃等現(xiàn)象。
[0004]鋁合金材料具有強(qiáng)度高、耐腐蝕和散熱速度快等特性，其密度只有鋼材的1/3，具有優(yōu)良機(jī)械加工性能以及鑄造工藝性能，是一種很好的汽車(chē)輕量化材料。蜂窩鋁材料是由鋁箔經(jīng)膠結(jié)拉伸而成，具有質(zhì)量輕、吸能效率高的特點(diǎn)，是一種很好碰撞吸能結(jié)構(gòu)。為此，本發(fā)明結(jié)合鋁合金和蜂窩鋁的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)出一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)既能在電動(dòng)汽車(chē)電池包結(jié)構(gòu)碰撞安全性和輕量化設(shè)計(jì)等方面取得很好的平衡，又能夠滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的不同需求而靈活選裝不同數(shù)量的獨(dú)立電池包單元的技術(shù)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，旨在實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架及電池包結(jié)構(gòu)的碰撞安全性設(shè)計(jì)、輕量化設(shè)計(jì)以及方便設(shè)計(jì)者根據(jù)消費(fèi)者對(duì)續(xù)航里程的不同需求靈活安裝不同數(shù)量的電池包單元。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，包括:框架式車(chē)架、分塊式電池包結(jié)構(gòu)、密封板和地板，其特征在于:
[0007]所述的框架式車(chē)架包括前車(chē)梁、后車(chē)梁、錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)和門(mén)檻結(jié)構(gòu)；其中，前車(chē)架位于所述框架式車(chē)架的前端，后車(chē)架位于所述框架式車(chē)架的后部位置，前車(chē)架與后車(chē)架通過(guò)位于正交吸能結(jié)構(gòu)中左右兩側(cè)的縱向吸能結(jié)構(gòu)相連接，門(mén)濫結(jié)構(gòu)與正交吸能結(jié)構(gòu)通過(guò)錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)過(guò)渡連接；
[0008]所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)包括正交吸能結(jié)構(gòu)和蜂窩鋁填充結(jié)構(gòu)；蜂窩鋁填充結(jié)構(gòu)填充于正交吸能結(jié)構(gòu)內(nèi)部，二者結(jié)構(gòu)膠相連接；其中，分塊式電池包結(jié)構(gòu)集成于框架式車(chē)架中，并與框架式車(chē)架形成一個(gè)完整的受力體，該分塊式電池包結(jié)構(gòu)既作為獨(dú)立電池包單元的安裝結(jié)構(gòu)用于承載整個(gè)電池組的本體重量，又作為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架的橫梁和縱梁結(jié)構(gòu)用于承載來(lái)自車(chē)身座椅和乘員的重量。
[0009]所述的密封板和地板均利用密封膠條、鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉鉚螺母以及螺栓與正交吸能結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊固連接，密封板和地板均對(duì)電池箱起到密封作用。
[0010]進(jìn)一步地，獨(dú)立電池包單元和主控制箱均通過(guò)螺栓與鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉鉚螺母緊固連接，以固定于正交吸能結(jié)構(gòu)上。
[0011]進(jìn)一步地，蜂窩鋁材料由鋁箔經(jīng)膠結(jié)拉伸而成，其中，每個(gè)六邊形孔與相鄰六邊形孔的共享邊是由兩層鋁箔膠結(jié)構(gòu)成，沿著六邊形孔的方向設(shè)定為T(mén)方向，在與T方向垂直的矩形平面上，與矩形平面長(zhǎng)邊平行的方向?yàn)長(zhǎng)方向，與矩形平面短邊平行的方向?yàn)閃方向。
[0012]進(jìn)一步地，在所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)中沿縱向布置的正交吸能結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充蜂窩鋁時(shí)，蜂窩鋁的T方向沿橫向布置；在所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)中沿橫向布置的正交吸能結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充蜂窩鋁時(shí)，蜂窩鋁的T方向沿縱向布置。
[0013]進(jìn)一步地，該多胞截面形狀的外層截面形狀為正十二邊形，內(nèi)層截面形狀為與正十二邊形各邊長(zhǎng)相平行的正四邊形，內(nèi)層截面與外層截面通過(guò)肋條過(guò)渡連接。
[0014]進(jìn)一步地，當(dāng)發(fā)生汽車(chē)100%正面碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至前車(chē)架、左右大梁、左右門(mén)檻結(jié)構(gòu)、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散；
[0015]進(jìn)一步地，當(dāng)發(fā)生汽車(chē)40%偏置碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至前車(chē)架、左大梁、左右門(mén)檻結(jié)構(gòu)、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散。
[0016]進(jìn)一步地，當(dāng)發(fā)生汽車(chē)側(cè)面碰撞時(shí)，側(cè)面碰撞載荷依次傳遞至門(mén)檻結(jié)構(gòu)、錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)、分塊電池包各橫向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散。
[0017]進(jìn)一步地，當(dāng)發(fā)生汽車(chē)后面碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至后車(chē)架、左右后大梁、左右門(mén)檻結(jié)構(gòu)、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散。
[0018]本發(fā)明還提供了一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)安裝方法，其特征在于:
[0019]獨(dú)立電池包單元下端四個(gè)角位置開(kāi)有螺栓孔，正交吸能結(jié)構(gòu)在高度方向的相應(yīng)位置鑲嵌有拉鉚螺母，由此，利用螺栓與鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉鉚螺母進(jìn)行螺栓連接實(shí)現(xiàn)獨(dú)立電池包單元自下而上與正交吸能結(jié)構(gòu)的緊固連接。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]1)采用本發(fā)明電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)能夠保證在發(fā)生汽車(chē)碰撞時(shí)獨(dú)立電池包單元受到的沖擊能量被有效吸收，同時(shí)可以有效避免獨(dú)立電池包單元之間相互擠壓變形，極大減少了電池組在碰撞事故中自然現(xiàn)象的發(fā)生。
[0022]2)本發(fā)明結(jié)構(gòu)中獨(dú)立電池包單元的自下而上的安裝方式方便、快捷，既可以根據(jù)消費(fèi)者對(duì)續(xù)航里程的不同需求靈活安裝不同數(shù)量的電池包單元，又可以實(shí)現(xiàn)后續(xù)使用過(guò)程中方便、快捷地對(duì)獨(dú)立電池包單元進(jìn)行更換或維修。
[0023]3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)實(shí)施方式簡(jiǎn)便、快捷，既減少了零件數(shù)量，提高了材料利用率，又簡(jiǎn)化了該一體式結(jié)構(gòu)的制造工藝，在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的同時(shí)很大程度上提高了其碰撞安全性能。
[0024]4)由于鋁合金材料具有強(qiáng)度高、耐腐蝕和散熱速度快等特性，其密度只有鋼材的1/3，并且具有優(yōu)良機(jī)械加工性能以及鑄造工藝性能，因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架及電池包結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)全局示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明電動(dòng)汽車(chē)下車(chē)體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是蜂窩鋁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中蜂窩鋁填充方式示意圖；
[0029]圖5(a)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)的截面形狀示意圖；
[0030]圖5(b)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6(a)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中門(mén)檻結(jié)構(gòu)的仿生學(xué)截面形狀示意圖；
[0032]圖6(b)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中門(mén)檻結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖7是獨(dú)立電池包單元示意圖；
[0034]圖8是獨(dú)立電池包單元與正交吸能結(jié)構(gòu)的裝配關(guān)系示意圖；
[0035]圖9是主控制箱示意圖；
[0036]圖10是主控制箱裝配關(guān)系示意圖；
[0037]圖11是密封板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖12是地板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖13(a)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)100%正面碰撞傳力路徑示意圖；
[0040]圖13(b)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)40%偏置碰撞傳力路徑示意圖；
[0041]圖13(c)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)側(cè)面碰撞傳力路徑示意圖；
[0042]圖13(d)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)后面碰撞傳力路徑示意圖。
[0043]其中:
[0044]1-前車(chē)梁、2-后車(chē)梁、3-錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)、4-門(mén)檻結(jié)構(gòu)、5-獨(dú)立電池包單元、6-主控制箱、7-正交吸能結(jié)構(gòu)、8-蜂窩鋁填充結(jié)構(gòu)、9-密封板、10-密封膠條、11-地板、12-拉鉚螺母、13-螺栓

【具體實(shí)施方式】
[0045]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0046]如圖1-2所示，本發(fā)明所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其包括:框架式車(chē)架、分塊式電池包結(jié)構(gòu)、密封板和地板四大部分。
[0047]所述的框架式車(chē)架包括前車(chē)梁1、后車(chē)梁2、錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)3和門(mén)檻結(jié)構(gòu)4 ;其中，前車(chē)架1位于所述框架式車(chē)架的前端，后車(chē)架2位于所述框架式車(chē)架的后部位置，前車(chē)架1與后車(chē)架2通過(guò)位于正交吸能結(jié)構(gòu)7中左右兩側(cè)的縱向吸能結(jié)構(gòu)相連接，門(mén)檻結(jié)構(gòu)4與正交吸能結(jié)構(gòu)7通過(guò)錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)3過(guò)渡連接。
[0048]所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)包括正交吸能結(jié)構(gòu)7和蜂窩鋁填充結(jié)構(gòu)8 ;其中，分塊式電池包結(jié)構(gòu)集成于框架式車(chē)架中，從力學(xué)角度上與框架式車(chē)架形成一個(gè)完整的受力整體，該分塊式電池包結(jié)構(gòu)既可作為獨(dú)立電池包單元5的安裝結(jié)構(gòu)用于承載整個(gè)電池組的本體重量，又可作為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架的橫梁和縱梁結(jié)構(gòu)用于承載來(lái)自車(chē)身座椅和乘員的重量。所述的密封板9和地板11均利用密封膠條10、鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)7內(nèi)部的拉鉚螺母12以及螺栓13與正交吸能結(jié)構(gòu)7進(jìn)行緊固連接，二者均對(duì)電池箱起到密封作用。獨(dú)立電池包單元5和主控制箱6均通過(guò)螺栓13與鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)7內(nèi)部的拉鉚螺母12緊固連接，以固定于正交吸能結(jié)構(gòu)7上。
[0049]如圖3所示為蜂窩鋁結(jié)構(gòu)示意圖:蜂窩鋁是一種典型的多孔材料，具有高強(qiáng)度密度比。蜂窩鋁材料由鋁箔經(jīng)膠結(jié)拉伸而成，屬于三向異性材料，材料特性復(fù)雜。每個(gè)六邊形孔與相鄰六邊形孔的共享邊是由兩層鋁箔膠結(jié)構(gòu)成，沿著六邊形孔的方向設(shè)定為T(mén)方向，在與T方向垂直的矩形平面上，與矩形平面長(zhǎng)邊平行的方向?yàn)長(zhǎng)方向，與矩形平面短邊平行的方向?yàn)閃方向。蜂窩鋁在T方向強(qiáng)度通常是L方向和W方向的10倍左右。
[0050]如圖4所示是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中蜂窩鋁填充方式示意圖:本發(fā)明充分利用蜂窩鋁結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、吸能效率高的特點(diǎn)，在填充蜂窩鋁結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)保證蜂窩鋁的T方向與主要碰撞載荷方向一致，即在所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)中沿縱向布置的正交吸能結(jié)構(gòu)7內(nèi)部填充蜂窩鋁時(shí)，蜂窩鋁的T方向沿橫向布置；在所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)中沿橫向布置的正交吸能結(jié)構(gòu)7內(nèi)部填充蜂窩鋁時(shí)，蜂窩鋁的T方向沿縱向布置。另外，蜂窩鋁結(jié)構(gòu)在正交吸能結(jié)構(gòu)7的填充固定方式可通過(guò)粘膠連接工藝實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，在發(fā)生100%正面碰撞、40%正面偏置碰撞或者側(cè)面碰撞時(shí)，獨(dú)立電池包單元5所受到的沖擊能量可以有效通過(guò)周?chē)姆涓C鋁結(jié)構(gòu)緩沖變形吸收，同時(shí)由于各獨(dú)立電池單元5之間存在一定的碰撞緩沖空間，有效避免了在碰撞事故中獨(dú)立電池單元5相互擠壓變形，從而極大減少了電池組在碰撞事故中自燃現(xiàn)象的發(fā)生。蜂窩鋁填充結(jié)構(gòu)填充于正交吸能結(jié)構(gòu)7內(nèi)部，二者結(jié)構(gòu)膠相連接。
[0051]如圖5所示是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)示意圖:本發(fā)明結(jié)構(gòu)中門(mén)檻4和正交吸能結(jié)構(gòu)7之間通過(guò)錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)3過(guò)渡連接。圖5 (a)所示是錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)3的截面形狀示意圖，該多胞截面形狀的外層截面形狀為正十二邊形，內(nèi)層截面形狀為與正十二邊形各邊長(zhǎng)相平行的正四邊形，內(nèi)層截面與外層截面通過(guò)肋條過(guò)渡連接。該多胞截面形狀具有幾何高度對(duì)稱(chēng)性，抵抗軸向壓潰、彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形能力強(qiáng)等力學(xué)特性；圖5(b)是所述錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)三維效果示意圖，所述錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)3采用鋁合金材料，通過(guò)擠壓成型獲得，其平均壓潰力沿軸線方向由外向內(nèi)逐漸遞增，具有很好的吸能、軸向壓潰變形等特性。在發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，所述錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)3可實(shí)現(xiàn)逐級(jí)壓潰變形、增加側(cè)面碰撞吸能量及車(chē)體壓潰空間、合理分散碰撞載荷等功能，起到很好的保護(hù)電池組單元5的效果。
[0052]如圖6所示是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中門(mén)檻結(jié)構(gòu)示意圖:其中，圖6(a)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中門(mén)檻結(jié)構(gòu)的仿生學(xué)截面形狀示意圖，門(mén)檻結(jié)構(gòu)4的截面形狀的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于現(xiàn)實(shí)生活中“拱形”橋梁結(jié)構(gòu)形式，其截面形狀采用“三墩四孔”形式設(shè)計(jì)。如圖6(b)所示是所述門(mén)檻結(jié)構(gòu)的三維效果示意圖，所述門(mén)檻結(jié)構(gòu)4選用鋁合金材料，可通過(guò)擠壓成型獲得。由于“拱形”橋梁結(jié)構(gòu)能夠承受各種復(fù)雜路面載荷，具有沖擊性強(qiáng)、抗彎剛度高、疲勞耐久性好等諸多優(yōu)良的力學(xué)特性。因此，所述結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的抗彎剛度，在發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)具有很強(qiáng)的抵抗彎曲變形的能力，從而降低結(jié)構(gòu)侵入量及侵入速度值，起到保護(hù)獨(dú)立電池包單元5的作用。
[0053]如圖7-8所示是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中獨(dú)立電池包單元及其安裝方式示意圖:獨(dú)立電池包單元5下端四個(gè)角位置開(kāi)有螺栓孔，正交吸能結(jié)構(gòu)7在高度方向的相應(yīng)位置鑲嵌有拉鉚螺母12，由此，利用螺栓13與鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)7內(nèi)部的拉鉚螺母12進(jìn)行螺栓連接可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立電池包單元5自下而上與正交吸能結(jié)構(gòu)7的緊固連接。圖8為獨(dú)立電池包單元5與正交吸能結(jié)構(gòu)7的裝配關(guān)系示意圖。安裝好的獨(dú)立電池包單元5底部與密封板9具有一定的間隙，防止密封板9與地面刮擦導(dǎo)致電池組受損現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明結(jié)構(gòu)中獨(dú)立電池包單元5與正交吸能結(jié)構(gòu)7的裝配方式可實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)重要功能:第一、充分利用了正交吸能結(jié)構(gòu)7的高垂向彎度剛度和強(qiáng)度的特性，使其用于承載獨(dú)立電池包單元5的自身重量，進(jìn)而消除獨(dú)立電池包單元5對(duì)密封板9的垂向載荷，使密封板無(wú)需具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)只需起到密封作用即可；第二、獨(dú)立電池包單元5的自下而上的裝配方式方便、快捷，既可以根據(jù)消費(fèi)者對(duì)續(xù)航里程的不同需求靈活安裝不同數(shù)量的電池包單元，又可以實(shí)現(xiàn)后續(xù)使用過(guò)程中方便、快捷地對(duì)獨(dú)立電池包單元5進(jìn)行更換或維修。
[0054]如圖9-10所示是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中主控制箱及其安裝方式示意圖:主控制箱6和正交吸能結(jié)構(gòu)7之間的裝配方式與獨(dú)立電池包單元5和正交吸能結(jié)構(gòu)7之間的裝配方式相同。
[0055]如圖11-12所示是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中密封板和地板結(jié)構(gòu)示意圖:密封板9和地板11均利用密封膠條10、鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)7內(nèi)部的拉鉚螺母12以及螺栓13與正交吸能結(jié)構(gòu)7進(jìn)行緊固連接，二者均對(duì)整個(gè)電池箱起到密封作用。
[0056]如圖13所示是本發(fā)明結(jié)構(gòu)在各碰撞工況下的傳力路徑示意圖:當(dāng)發(fā)生汽車(chē)100%正面碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至前車(chē)架1、左右大梁、左右門(mén)檻4、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散，其傳力路徑示意圖見(jiàn)圖13(a);當(dāng)發(fā)生汽車(chē)40%偏置碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至前車(chē)架1、左大梁、左右門(mén)檻4、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散，其傳力路徑示意圖見(jiàn)圖13(b);當(dāng)發(fā)生汽車(chē)側(cè)面碰撞時(shí)，側(cè)面碰撞載荷依次傳遞至門(mén)檻4、錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)3、分塊電池包各橫向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散，其傳力路徑示意圖見(jiàn)圖13(c);當(dāng)發(fā)生汽車(chē)后面碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至后車(chē)架2、左右后大梁、左右門(mén)檻4、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)而得到有效分散，其傳力路徑示意圖見(jiàn)圖13(d)。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)能夠保證汽車(chē)在發(fā)生碰撞時(shí)，各獨(dú)立電池包單元5受到的沖擊能量被有效吸收，又可以有效避免獨(dú)立電池包單元5之間相互擠壓變形，極大的減少了電池組在碰撞事故中發(fā)生自燃現(xiàn)象的概率。
[0057]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理提前下的若干改進(jìn)方案，(如通過(guò)更改獨(dú)立電池包單元的排列形式從而達(dá)到擴(kuò)充與縮減獨(dú)立電池包單元數(shù)量目的以及由此排列形式引起的車(chē)架力學(xué)結(jié)構(gòu)的變化、或者提出一種基于類(lèi)似結(jié)構(gòu)的碰撞吸能方法、或者將鋁合金更換為鎂合金、工程塑料等輕質(zhì)材料；或者在類(lèi)似結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上更換填充材料等)，應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，包括:框架式車(chē)架、分塊式電池包結(jié)構(gòu)、密封板和地板，其特征在于: 所述框架式車(chē)架包括前車(chē)架(1)、后車(chē)梁(2)、薄壁管結(jié)構(gòu)和門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4);其中，前車(chē)架(I)位于所述框架式車(chē)架的前端，后車(chē)架(2)位于所述框架式車(chē)架的后部位置，前車(chē)架(I)與后車(chē)架⑵通過(guò)位于正交吸能結(jié)構(gòu)(7)的左右兩側(cè)的縱向吸能結(jié)構(gòu)相連接，門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4)與正交吸能結(jié)構(gòu)(7)通過(guò)薄壁管結(jié)構(gòu)過(guò)渡連接； 所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)包括正交吸能結(jié)構(gòu)(7)和蜂窩鋁填充結(jié)構(gòu)(8);蜂窩鋁填充結(jié)構(gòu)(8)填充于正交吸能結(jié)構(gòu)(7)內(nèi)部，二者通過(guò)結(jié)構(gòu)膠相互連接；其中，分塊式電池包結(jié)構(gòu)集成于框架式車(chē)架中，并與框架式車(chē)架形成一個(gè)完整的受力體，該分塊式電池包結(jié)構(gòu)既作為獨(dú)立電池包單元(5)的安裝結(jié)構(gòu)用于承載整個(gè)電池組的本體重量，又作為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架的橫梁和縱梁結(jié)構(gòu)用于承載來(lái)自車(chē)身座椅和乘員的重量； 所述密封板(9)和地板(11)利用密封膠條(10)、鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)(7)內(nèi)部的拉鉚螺母(12)以及螺栓(13)與正交吸能結(jié)構(gòu)(7)進(jìn)行緊固連接，密封板(9)和地板(11)均對(duì)電池箱起到密封作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:獨(dú)立電池包單元(5)和主控制箱(6)均通過(guò)螺栓(13)與鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)(7)內(nèi)部的拉鉚螺母(12)緊固連接，以固定于正交吸能結(jié)構(gòu)(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:蜂窩鋁材料由鋁箔經(jīng)膠結(jié)拉伸而成，其中，每個(gè)六邊形孔與相鄰六邊形孔的共享邊是由兩層鋁箔膠結(jié)構(gòu)成，沿著六邊形孔的方向設(shè)定為T(mén)方向，在與T方向垂直的矩形平面上，與矩形平面長(zhǎng)邊平行的方向?yàn)長(zhǎng)方向，與矩形平面短邊平行的方向?yàn)閃方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)中沿縱向布置的正交吸能結(jié)構(gòu)(7)內(nèi)部填充蜂窩鋁時(shí)，蜂窩鋁的T方向沿橫向布置；在所述分塊式電池包結(jié)構(gòu)中沿橫向布置的正交吸能結(jié)構(gòu)(7)內(nèi)部填充蜂窩鋁時(shí)，蜂窩鋁的T方向沿縱向布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:薄壁管結(jié)構(gòu)為錐形多胞薄壁管(3)，其中多胞截面形狀的外層截面形狀為正十二邊形，內(nèi)層截面形狀為正四邊形，內(nèi)層截面與外層截面通過(guò)肋條過(guò)渡連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于: 當(dāng)發(fā)生汽車(chē)100%正面碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至前車(chē)架(I)、左右大梁、左右門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4)、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)，從而使得碰撞載荷得到有效分散。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:當(dāng)發(fā)生汽車(chē)偏置碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至前車(chē)架(I)、左大梁、左右門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4)、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)，從而使得碰撞載荷得到有效分散。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:當(dāng)發(fā)生汽車(chē)側(cè)面碰撞時(shí)，側(cè)面碰撞載荷依次傳遞至門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4)、錐形多胞薄壁管結(jié)構(gòu)(3)、分塊電池包各橫向吸能結(jié)構(gòu)，從而使得碰撞載荷得到有效分散。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:當(dāng)發(fā)生汽車(chē)后面碰撞時(shí)，碰撞載荷依次傳遞至后車(chē)架(2)、左右后大梁、左右門(mén)檻結(jié)構(gòu)(4)、分塊式電池包結(jié)構(gòu)的各縱向吸能結(jié)構(gòu)，從而使得碰撞載荷得到有效分散。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電池包分布式安裝的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)安裝方法，其特征在于: 獨(dú)立電池包單元(5)下端四個(gè)角位置開(kāi)有螺栓孔，正交吸能結(jié)構(gòu)(7)在高度方向的相應(yīng)位置鑲嵌有拉鉚螺母(12)，由此，利用螺栓(13)與鑲嵌于正交吸能結(jié)構(gòu)(7)內(nèi)部的拉鉚螺母(12)進(jìn)行螺栓連接實(shí)現(xiàn)獨(dú)立電池包單元(5)自下而上與正交吸能結(jié)構(gòu)(7)的緊固連接。
【文檔編號(hào)】B62D21/00GK104443039SQ201410663057
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】成艾國(guó), 段利斌, 李光耀, 丁振, 周振, 李卓 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)