本實用新型涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種電動汽車底盤裝置。
背景技術(shù):
在能源危機和環(huán)境污染問題的壓力下,安全、環(huán)保、節(jié)能已成為當(dāng)今汽車發(fā)展的主題,電動車因其節(jié)能、環(huán)保無污染的優(yōu)勢,受到交通、能源部門的高度重視扶持,近幾年,新能源汽車行業(yè)迎來了爆發(fā)式增長。電池作為電動汽車的動力核心,含有較高的能量密度,市場上發(fā)生的一些電動汽車起火事故也使電池的安全性備受關(guān)注。于是業(yè)界開始嘗試對電池模組里每一顆電芯配備保險絲進行單體保護?,F(xiàn)有的單體保護方式主要是對電池單體運用熔斷性保險絲,但是在故障排除后需要拆開模組重新更換才能正常運轉(zhuǎn)。這增加了維修的難度。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供可以有效保護單體電池,便于安裝及維護的電動汽車底盤裝置及單體電池。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供一種電動汽車底盤裝置,包括上蓋板、蜂窩收容結(jié)構(gòu)、下護板、匯流電路板以及多個單體電池;所述匯流電路板包括正極匯流層以及位于正極匯流層上負(fù)極匯流層;所述匯流電路板設(shè)置于所述下護板上,所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述負(fù)極匯流層上,所述上蓋板設(shè)置于所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)上;所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)包括多個中空的蜂窩單元;所述負(fù)極匯流層開設(shè)有多個過孔;每個單體電池包括正極端、圍繞于所述正極端外的外殼接觸圈以及設(shè)置于所述正極端的自恢復(fù)保險絲組件;每個單體電池收容于對應(yīng)一個蜂窩單元內(nèi),每個單體電池的外殼接觸圈與負(fù)極匯流層電性接觸,每個單體電池的自恢復(fù)保險絲組件穿過對應(yīng)一個過孔與正極匯流層電性接觸。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述自恢復(fù)保險絲組件包括上金屬片、自恢復(fù)保險絲、下金屬片、彈性連接件以及接觸片;所述上金屬片固定連接至所述正極端,所述自恢復(fù)保險絲設(shè)置于所述上金屬片及所述下金屬片之間;所述彈性連接件連接至所述下金屬片;所述接觸片固定連接至所述彈性連接件;所述彈性連接件位于所述下金屬片與所述接觸片之間,所述接觸片與所述正極匯流層電性接觸。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述正極匯流層的上表面設(shè)置有限位凸起及正極接觸點,所述限位凸起位于過孔內(nèi),所述正極接觸點在所述正極匯流層的投影位于所述限位凸起內(nèi);所述接觸片卡于所述限位凸起內(nèi)并與正極接觸點接觸。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述匯流電路板還包括設(shè)置于所述正極匯流層及所述負(fù)極匯流層之間的絕緣層,所述負(fù)極匯流層及所述絕緣層共同開設(shè)所述過孔;所述負(fù)極匯流層的上表面設(shè)置有圍繞于過孔外負(fù)極接觸點,所述外殼接觸圈與所述負(fù)極接觸點電性接觸。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述彈性連接件為彈簧,所述上金屬片、自恢復(fù)保險絲、下金屬片及所述接觸片均為圓形。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述單體電池還包括與所述正極端相背的負(fù)極端;所述正極端作為單體電池的正極,所述負(fù)極端及所述外殼接觸圈作為單體電池的負(fù)極;所述負(fù)極端朝向所述上蓋板。
在一個優(yōu)選實施方式中,還包括固定件,所述固定件包括螺栓及螺母;所述上蓋板、下護板及所述匯流電路板均開設(shè)有對應(yīng)的螺孔,所述螺栓依次穿過上蓋板、下護板及匯流電路板的螺孔,所述螺母設(shè)置于下護板上并與所述螺栓配合。
本實用新型單體電池正極端設(shè)置所述自恢復(fù)保險絲組件,可以有效保護單體電池,節(jié)省成本,并且采用彈性連接件及接觸片的組合結(jié)構(gòu),便于安裝,電性連接可靠性高。
【附圖說明】
圖1為本實用新型優(yōu)選實施方式提供的電動汽車底盤裝置分解示意圖。
圖2為本實用新型優(yōu)選實施方式提供的電動汽車底盤裝置立體組合示意圖。
圖3為圖1所示的單體電池與正極匯流層的分解示意圖。
圖4為圖3所示的區(qū)域A的局部放大圖。
圖5為單體電池的自恢復(fù)保險絲的立體分解結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白,以下結(jié)合附圖和具體實施方式,對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本實用新型,并不是為了限定本實用新型。
如圖1至圖3所示,本實用新型提供的一種電動汽車底盤裝置100,包括上蓋板10、蜂窩收容結(jié)構(gòu)20、下護板30、匯流電路板40以及多個單體電池50。
所述匯流電路板40包括正極匯流層41、位于正極匯流層41上負(fù)極匯流層42以及位于正極匯流層與負(fù)極匯流層42之間的絕緣層43。所述匯流電路板40設(shè)置于所述下護板30上,所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)20設(shè)置于所述負(fù)極匯流層42上,所述上蓋板10設(shè)置于所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)20上。所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)20包括多個相同且相鄰接的中空的蜂窩單元21。每個單體電池50包括一個作為正極的正極端51、一個與正極端51相背的作為負(fù)極的負(fù)極端52以及圍繞于所述正極端51外的外殼接觸圈53,所述外殼接觸圈53也為單體電池50的負(fù)極;每個單體電池50還包括設(shè)置于所述正極端51的自恢復(fù)保險絲組件54。每個單體電池50收容于對應(yīng)一個蜂窩單元21內(nèi)。每個單體電池50的負(fù)極端52朝向所述上蓋板10。所述負(fù)極匯流層42及所絕緣層43開設(shè)有多個過孔44。每個單體電池50的外殼接觸圈53與負(fù)極匯流層42電性接觸,每個單體電池50的自恢復(fù)保險絲組件54穿過對應(yīng)一個過孔44與正極匯流層41電性接觸。
具體的,所述上蓋板10及護板30均由鋁合金通過整體機械加工制成。鋁合金可選用輕質(zhì)高強度鋁合金,例如,其成份可以按以下重量百分比的各原料組成:Fe:0.10~0.14%,Mn:0.03~0.04%,Si:0.02~0.04%,Ti:0.01~0.06%,B:0.03~0.09%,Zn:2.2~2.9%,Mg:0.9~1.0%,Cu:1.1~1.3%,Ce:0.5~1.0%,Sc:0.1~0.4%,余量為Al,以上鋁合金抗拉伸強度可以達(dá)700MPa以上。本實施方式中,所述蓋板10及所述下護板30均為矩形。在其他實施方式中,所述上蓋板10及所述下護板30的形狀不限于矩形。
所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)20可以通過高導(dǎo)熱高硬度的絕緣材料通過成型工藝制成,所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)20包括多個相同且相鄰連接的中空的所述蜂窩單元21。蜂窩單元21包括側(cè)壁211,所述側(cè)壁211的厚度為1至2毫米。本實施方式中,所述蜂窩單元21為六菱柱,該六菱柱兩端開口且側(cè)壁211垂直于所述蓋板11。在其他實施方式中,所述蜂窩單元21也可以是其他規(guī)則的形狀,例如,三菱柱、四菱柱、五菱柱、八菱柱或圓柱等。所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)20還包括頂面212及與頂面212相背的底面213,所述頂面212及所述底面213亦即所述蜂窩單元21的頂面212及底面213。
每個蜂窩單元21的高度略小于一個單體電池50的高度,蜂窩單元21用于收容單體電池50,蜂窩單元21的數(shù)量可以對應(yīng)于單體電池50的數(shù)量,也可以多于單體電池50的數(shù)量。所述蜂窩單元21的數(shù)量對應(yīng)于單體電池50的數(shù)量時,每個蜂窩單元21對應(yīng)收容一個單體電池50。當(dāng)蜂窩單元21的數(shù)量多于單體電池的數(shù)量時,一部分蜂窩單元21收容單體電池,其他部分蜂窩單元21可以不收容單體電池。所有蜂窩單元21可以形狀完全相同,也可以不同,可以相互鄰接,也可部分?jǐn)嚅_,或者互不相連接。為了便于制造,本實施方式中,所述蜂窩單元21形狀相同且相鄰接。
具體的,所述負(fù)極匯流層42及所述絕緣層43共同開設(shè)所述過孔44。所述負(fù)極匯流層42的上表面設(shè)置有圍繞于對應(yīng)的一個過孔44外負(fù)極接觸點421。所述正極匯流層41的上表面設(shè)置有限位凸起411及正極接觸點412,所述限位凸起411位于過孔44內(nèi),本實施方式中,所述限位凸起411為圓環(huán)形。所述正極接觸點411在所述正極匯流層41的投影位于所述限位凸起411內(nèi)。
請參閱圖3至5,每個單體電池50為圓柱狀的鋰電池。所述負(fù)極端52作為單體電池的負(fù)極且為平面狀,所述負(fù)極端52與單體電池51的圓柱狀的外殼501為一體結(jié)構(gòu),即外殼501也作為單體電池50的負(fù)極。所述外殼501進一步包括圍繞于所述正極端51外的所述外殼接觸圈53。所述正極端51與所述外殼接觸圈53之間通過絕緣的橡膠圈(圖未示)進行絕緣隔離。
所述自恢復(fù)保險絲組件54通過焊接等方式固定連接于所述正極端51,所述自恢復(fù)保險絲組件54包括上金屬片541、自恢復(fù)保險絲542(Polymeric Positive Temperature Coefficent,PPTC,即高分子聚合物正系數(shù)溫度元件,又稱可自恢復(fù)保險絲)、下金屬片543、彈性連接件544以及接觸片545。
所述上金屬片541通過焊接等方式固定連接至所述單體電池50的正極端51。自恢復(fù)保險絲542設(shè)置于所述上金屬片541及所述下金屬片543之間。所述自恢復(fù)保險絲542是一種過流電子保護元件,采用高分子有機聚合物在高壓、高溫,硫化反應(yīng)的條件下,攙加導(dǎo)電粒子材料后,經(jīng)過特殊的工藝加工而成。傳統(tǒng)保險絲過流保護,僅能保護一次,燒斷了需更換,而自恢復(fù)保險絲具有過流過熱保護,自動恢復(fù)雙重功能。其因為對溫度敏感的特性,使得當(dāng)通過其電流異常增大的時候,電流的熱效應(yīng)導(dǎo)致其溫度升高,超過設(shè)置的保護溫度時電阻由很小迅速增加至兆歐級別,從而有效的限制了短路電流或破壞性大電流,電路相當(dāng)于斷開狀態(tài)。因此自恢復(fù)保險絲非常適合用于暫時性過流故障以及不便拆卸情況下的過流故障。本實施方式中,所述上金屬片541、自恢復(fù)保險絲542及所述下金屬片543均為圓片。
所述彈性連接件544由導(dǎo)電材料制成,本實施方式中,由金屬制成。所述彈性連接件544通過焊接等方式連接至所述下金屬片543。本實施方式中,所述彈性連接件544為彈簧,其一端焊接至所述下金屬片543上。其他實施方式中,所彈性連接件544可以為板簧、導(dǎo)電膠等。所述接觸片545也由導(dǎo)電材料制成,本實施方式中,由金屬制成。所述接觸片545通過焊接等方式固定連接至所述彈性連接件544。所述彈性連接件544位于所述下金屬片543與所述接觸片545 之間。本實施方式中,所述接觸片545焊接至彈簧的另一端,即遠(yuǎn)離所述下金屬片543的一端。所述接觸片也為圓形。
組裝時,將所述匯流電路板40設(shè)置于所述下護板30上,兩者可以通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)或其他方式組合在一起;然后將蜂窩收容結(jié)構(gòu)20放置于負(fù)極匯流層42上,蜂窩收容結(jié)構(gòu)20與所述匯流電路40可以通過氧樹脂粘結(jié)或其他方式組合在一起,每個收容單元21與一個過孔44相對應(yīng);再將每個單體電池50裝入對應(yīng)一個蜂窩單元21內(nèi),其中所有收容于所述蜂窩單元21內(nèi)的單體電池50的負(fù)極端52均朝向同一方向并位于同一平面,即靠近所述頂面212;所述自恢復(fù)保險絲組件54裝入對應(yīng)的過孔44內(nèi),其中接觸片545位于限位凸起411內(nèi)并與正極接觸點412接觸,如此單體電池51的正極通過自恢復(fù)保險絲組件54與正極匯流層41電性連接。外殼接觸圈53抵靠于對應(yīng)負(fù)極匯流層42上并與位于過孔44外的負(fù)極接觸點421接觸,如此單體電池50的負(fù)極通過外殼接觸圈53、負(fù)極接觸點421與負(fù)極匯流層42電性連接。最后將上蓋板10設(shè)置于所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)20上,所述上蓋板10和所述蜂窩收容結(jié)構(gòu)可以通過氧樹脂粘結(jié)或其他方式組合在一起。
使用時,所有單體電池的正極、負(fù)極分別連接至正極、負(fù)極匯流層,實現(xiàn)所有單體電池的并聯(lián),然后可以通過相應(yīng)的電路板進一步對并聯(lián)的單體電池進行串聯(lián),如此將所有單體電池進行串并聯(lián)組成高電壓電池組用于動力系統(tǒng)供電。在單體電池充放電時,如果通過單體電池的所述自恢復(fù)保險絲組件54的電流過大,則自恢復(fù)保險絲542溫度升高、電阻迅速增大至兆歐級,相當(dāng)于該單體電池在電路中斷開,從而防止因電流及溫度過而損壞,當(dāng)自恢復(fù)保險絲542溫度下降時,電阻減小,該單體電池重新導(dǎo)通。
本實用新型單體電池正極端設(shè)置所述自恢復(fù)保險絲組件,可以有效保護單體電池,節(jié)省成本,并且采用彈性連接件及接觸片的組合結(jié)構(gòu),便于安裝,電性連接可靠性高。
請參閱圖2,所述汽車底盤裝置100還包括用于固定連接所述上蓋板10、下護板30及所述匯流電路板40的固定件60,本實施方式中,所述固定件包括螺栓61及螺母62。所述上蓋板10、下護板30及所述匯流電路板40均開設(shè)有對應(yīng)的螺孔,所述螺栓61依次穿過上蓋板10、下護板30及匯流電路板40的螺孔,所述螺母62設(shè)置于下護板30上并與所述螺栓61配合。
在其他實施方式中,所述匯流電路板40也可以不包括絕緣層43,正極匯流層41與負(fù)極匯流層42之間可以間隔或其他方式相對實現(xiàn)
本實用新型并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述,因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改,故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下,本實用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。