一種具有抗沖擊功能的新能源車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有抗沖擊功能的新能源車，用于解決現(xiàn)有的電池組件在撞擊過(guò)程中發(fā)生變形、燃爆的問題。它包括車本體，其特征在于，還包括第一托盤、第二托盤、第三托盤、扭簧、第一變形條、第二變形條、變形板和安全銷，其中，第一托盤和第二托盤之間通過(guò)安全銷和扭簧、第一變形條、第二變形條進(jìn)行連接，第二托盤和第三托盤之間通過(guò)變形板進(jìn)行連接，在沖擊的過(guò)程中通過(guò)變形的方式吸收撞擊能量。本發(fā)明在對(duì)現(xiàn)有電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有改動(dòng)，而是通過(guò)改動(dòng)電池組件的安裝結(jié)構(gòu)，在車輛撞擊的過(guò)程中，通過(guò)吸收撞擊的能量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)碰撞力更為有效的緩沖吸收，方便維修，降低維護(hù)成本。
【專利說(shuō)明】
一種具有抗沖擊功能的新能源車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]該發(fā)明涉及新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種具有抗沖擊功能的新能源車。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源緊缺、石油漲價(jià)、城市環(huán)境日益嚴(yán)重的污染，對(duì)于替代石油產(chǎn)品的新能源開發(fā)越來(lái)越的被各國(guó)政府所重視，在車輛領(lǐng)域，純電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車將成為未來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在新能源電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車體系，動(dòng)力電池系統(tǒng)是其不可缺少的重要組成部分，然而，電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力電池包)的安全性一直制約著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量越來(lái)越龐大，交通事故的頻發(fā)，對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池包的安全可靠性要求也越來(lái)越高。
[0003]現(xiàn)階段動(dòng)力電池包的結(jié)構(gòu)中，其主要由箱體以及固定設(shè)置在箱體內(nèi)的電池單元構(gòu)成，電池單元由由多個(gè)并排固定在電芯固定架上的圓柱電芯或方形電芯構(gòu)成，在該結(jié)構(gòu)中，電池單元在箱體內(nèi)都是橫向或者縱向有規(guī)則平行排列，此種排列在車輛受到撞擊后無(wú)法緩沖撞擊力度，電芯受到直接撞擊之后很容易導(dǎo)致電芯內(nèi)部極片錯(cuò)位發(fā)成短路，直接撞擊還容易造成電芯電解液泄漏。
[0004]新能源車中，鋰電池的成本占到整車成本的三分之一至二分之一，屬于車輛的核心資源，因此，如何緩解交通事故中正面撞擊、側(cè)面撞擊帶來(lái)的動(dòng)力電池組件的損壞問題是急需解決的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有抗沖擊功能的新能源車，要解決現(xiàn)有的電池組件在撞車后容易發(fā)生變形、燃爆的問題，目標(biāo)在于增加新能源車的抗沖擊能力，同時(shí)使得修復(fù)成本降低。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種具有抗沖擊功能的新能源車，所述車本體包括鋁合金車架和電池總成，其特征在于，還包括第一托盤、第二托盤、第三托盤、扭簧、第一變形條、第二變形條、變形板和安全銷，其中，
[0008]所述電池總成安裝在第一托盤上側(cè)，且在第一托盤的上表面設(shè)置有一個(gè)用于電池總成定位的凹槽，并在電池總成上通過(guò)彼此交叉的橫向和縱向的壓條壓緊；
[0009]在第一托盤的四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有第一銷釘孔，所述銷釘孔為通孔;在第一托盤的下面表面靠近左前方轉(zhuǎn)角處設(shè)置一個(gè)向下延伸的導(dǎo)向柱，并在導(dǎo)向柱上套置一個(gè)扭簧，所述扭簧性能指標(biāo)滿足角度一荷重比為45度一0.9噸；在遠(yuǎn)離導(dǎo)向柱的第一托盤下表面設(shè)置有一個(gè)滑動(dòng)突起，所述滑動(dòng)突起為固定在第一托盤上的圓柱體；
[0010]在第一托盤的下方設(shè)置第二托盤，其中，所述第二托盤中設(shè)置有與導(dǎo)向柱配合的圓孔，所述扭簧及導(dǎo)向柱插入在圓孔中，并在圓孔的底部設(shè)置有一個(gè)擴(kuò)孔，并在擴(kuò)孔處設(shè)置一個(gè)法蘭蓋，所述扭簧下端插入在法蘭蓋的插槽中，在導(dǎo)向柱的底端設(shè)置有一個(gè)法蘭，所述法蘭的直徑比導(dǎo)向柱的直徑大；
[0011]在第二托盤的四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有第二銷釘孔，且所述第二銷釘孔為盲孔，所述第一、第二銷釘孔對(duì)應(yīng)設(shè)置，在每對(duì)第一、第二銷孔中插入一個(gè)安全銷；
[0012]所述第二托盤遠(yuǎn)離圓孔的上表面上設(shè)置有一個(gè)弧形滑槽，所述弧形滑槽以所述圓孔為圓心進(jìn)行設(shè)置，且所述弧形滑槽中設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的第一變形條和第二變形條，所述第一、第二變形條的兩端位于弧形滑槽的兩端并在中間位置同時(shí)與滑動(dòng)突起接觸，所述滑動(dòng)突起與弧形滑槽形成曲線滑動(dòng)配合;所述的第一變形條和第二變形條為鋁合金變形條，具有一定的彈性且在外界劇烈沖擊的情況下發(fā)生完全壓縮并粉碎，粉碎力度不小于0.5噸；
[0013]所述第二托盤和第三托盤之間通過(guò)波浪形的變形板進(jìn)行連接，且所述變形板中的波浪方向沿著汽車行進(jìn)的方向設(shè)置，并在第三托盤的四周設(shè)置有螺栓安裝孔。
[0014]進(jìn)一步地，所述滑動(dòng)突起和弧形滑槽的配合面為T形滑槽。
[0015]進(jìn)一步地，電池總成包括金屬殼體、電池芯組件和輸出電極，其中，所述金屬殼體為正方體或長(zhǎng)方體，所述電池芯組件鑲嵌在金屬殼體內(nèi)，輸出電極位于金屬殼體上部，兩所述輸出電極按照對(duì)角布置。
[0016]進(jìn)一步地，所述第一托盤為一正方形平板。
[0017]進(jìn)一步地，所述安全銷為工程塑料銷，所述安全銷中部設(shè)置有一個(gè)缺口，且該工程塑料銷在插入后缺口恰好落在第一、第二銷釘孔的搭接面處，且缺口朝向車體側(cè)面。
[0018]進(jìn)一步地，所述第一、第二、第三托盤皆為鋁合金平板，所述變形板為鋁合金件。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在對(duì)現(xiàn)有電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有改動(dòng)，而是通過(guò)改動(dòng)電池組件的安裝結(jié)構(gòu)，在車輛撞擊的過(guò)程中，通過(guò)吸收撞擊的能量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)碰撞力更為有效的緩沖吸收，后續(xù)維護(hù)過(guò)程中可以通過(guò)更換非電池組件的方式進(jìn)行維修，降低了損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的原理圖之一。
[0021]圖2為本發(fā)明的原理圖之二。
[0022]圖3為電池殼體及電池芯的布局圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的立體圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的側(cè)面視圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的俯視圖。
[0026]圖7為圖6中A-A剖視圖。
[0027]圖8為拆裝視圖。
[0028]圖9為圖7的改進(jìn)不意圖。
[0029]圖10為正面撞擊過(guò)程示意圖。
[0030]圖11為側(cè)面撞擊示意圖。
[0031]圖12為安全銷的立體圖。
[0032]圖13為本發(fā)明的不意圖。
[0033]圖中:I第一托盤，11凹槽，12壓條，13第一銷釘孔，14導(dǎo)向柱，15滑動(dòng)突起，16法蘭蓋，17法蘭，2第二托盤，21圓孔，22第二銷釘孔，23弧形滑槽，24 T形滑槽，25滑動(dòng)突起安裝擴(kuò)孔，3第三托盤，31螺栓安裝孔，4扭簧，51第一變形條，52第二變形條，6變形板，7安全銷，8電池總成，81金屬殼體，82電池芯組件，83輸出電極。
【具體實(shí)施方式】
[0034]如圖1至圖12所示，針對(duì)現(xiàn)有缺陷，本發(fā)明的保護(hù)主體如下:
[0035]開發(fā)的是一種針對(duì)新能源汽車中對(duì)蓄電池等動(dòng)力電池進(jìn)行保護(hù)的裝置，尤其是，在汽車受到猛烈沖擊過(guò)程中，避免電池受到猛烈沖擊發(fā)生扭曲、變形等問題。
[0036]其基本的原理是，汽車在受到猛烈撞擊后，根據(jù)撞擊部位和撞擊方向的不同，其對(duì)于電池的沖擊力是不同的，例如，在汽車正面撞擊中，由于速度高、撞擊猛烈對(duì)電池的沖擊最大，目前主流的設(shè)計(jì)方式都是對(duì)電池芯的布置進(jìn)行優(yōu)化，而電池芯是固定在電池殼體內(nèi)的，沖擊依然沒有解除，造成電池組件的肢解，進(jìn)而引發(fā)爆燃事故。
[0037]在汽車側(cè)面撞擊中，速度不高，但是由于電池芯在前后方向疊加，在側(cè)向上的結(jié)合力度較弱，依然會(huì)發(fā)生電池芯錯(cuò)位，造成電池芯電極連接點(diǎn)發(fā)生短路、爆燃、爆炸，因此本發(fā)明就是要通過(guò)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行整體優(yōu)化，提供一種更好的解決方案。其節(jié)本思路是，解決電池組件在正面、側(cè)面和斜向方向的沖擊中，吸收沖擊力，將電池本身的沖擊力降低至原來(lái)的三分之一，有效的保護(hù)電池，避免發(fā)生短路、爆燃和爆炸事故。
[0038]基于上述的描述，本發(fā)明提供的動(dòng)力電池組結(jié)構(gòu)如下:
[0039]包括內(nèi)部含有電池芯的電池總成8，以及用于電池總成固定用的第一托盤1、第二托盤2、第三托盤3、扭簧4、第一變形條51、第二變形條52、變形板6和安全銷7，下面分別對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0040]電池總成8包括金屬殼體81、電池芯組件82和輸出電極83，其中，金屬殼體81—般設(shè)計(jì)為正方體，或者類長(zhǎng)方體，電池芯組件82鑲嵌在金屬殼體81內(nèi)，輸出電極83位于上部，包括正負(fù)電極，其中正負(fù)電極盡量按照對(duì)角布置，使得距離拉遠(yuǎn)，降低短路的可能性。
[0041]上述的電池總成8安裝在第一托盤I上，第一托盤I為一正方形平板，其在第一托盤I的上表面設(shè)置有一個(gè)用于電池總成定位的凹槽11，該凹槽與上述的電池總成的底部進(jìn)行配合，并在電池總成上通過(guò)彼此交叉的橫向和縱向的壓條12壓緊，并使用緊固螺釘將上述的壓條12兩端緊固在第一托盤I的邊沿。
[0042]在第一托盤I的四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有第一銷釘孔13，該銷釘孔為通孔。
[0043]在第一托盤I的下面表面靠近左前方轉(zhuǎn)角處設(shè)置一個(gè)向下延伸的導(dǎo)向柱14，并在導(dǎo)向柱上套置一個(gè)扭簧4，該扭簧4采用大扭矩扭簧，其性能指標(biāo)基本滿足是角度一荷重比為45度一 0.9噸，在遠(yuǎn)離導(dǎo)向柱14的第一托盤下表面設(shè)置有一個(gè)滑動(dòng)突起15，該滑動(dòng)突起15為固定在第一托盤I上的圓柱體。
[0044]在第一托盤I的下方設(shè)置的為第二托盤2，其中，第二托盤2中設(shè)置有與導(dǎo)向柱配合的圓孔21，上述的扭簧4及導(dǎo)向柱14插入在圓孔21中，并在圓孔的底部設(shè)置有一個(gè)擴(kuò)孔，并在擴(kuò)孔處設(shè)置一個(gè)法蘭蓋16，上述扭簧下端插入在法蘭蓋16的插槽中，在導(dǎo)向柱14的底端設(shè)置有一個(gè)法蘭17，該法蘭的直徑比導(dǎo)向柱的直徑略大，防止第一托盤I脫落。
[0045]在第二托盤2的四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有第二銷釘孔22，且上述的第二銷釘孔為盲孔，上述的第一、第二銷釘孔對(duì)應(yīng)設(shè)置，在每對(duì)第一、第二銷孔中插入一個(gè)安全銷7。
[0046]該安全銷7采用工程塑料銷，并在工程塑料銷上設(shè)置有一個(gè)缺口71，且該工程塑料銷在插入后缺口恰好落在第一、第二銷釘孔的搭接面處，且缺口朝向側(cè)面，參考圖12。為保證安全銷不松動(dòng)，上述的安全銷與第一銷釘孔和第二銷釘孔之間采用過(guò)盈配合，且在表面設(shè)置放松凹槽72。
[0047]正常情況下，由于四個(gè)安全銷7的鎖緊作用，第一托盤和第二托盤之間是彼此緊固在一起的，不會(huì)出現(xiàn)電池盒殼體的振動(dòng)，有效防止電極觸電的振動(dòng)脫落。
[0048]在劇烈撞擊的過(guò)程中，安全銷折斷后，依靠變形條的變形吸收能量。
[0049]在第二托盤2的遠(yuǎn)離圓孔的上表面上設(shè)置有一個(gè)弧形滑槽23，弧形滑槽23以上述的圓孔21為圓心進(jìn)行設(shè)置，且該在該弧形滑槽23中設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的第一變形條51和第二變形條52，所述的第一變形條和第二變形條為鋁合金變形條，具有一定的彈性，且在外界劇烈沖擊的情況下發(fā)生完全壓縮具有自毀功能，該自毀力度在0.5噸左右，即當(dāng)加載在變形條上的自毀力度接近0.5噸時(shí)，發(fā)生自毀，吸收沖擊能量。上述的第一、第二變形條的兩端位于弧形滑槽23的兩端，并在中間位置接觸，形成與滑動(dòng)突起進(jìn)行配合的滑動(dòng)結(jié)構(gòu)。
[0050]第三托盤3也是安裝板，采用鋁合金平板，在鋁合金的第三托盤上設(shè)置有波浪形的變形板6，該變形板6為鋁合金件，通過(guò)焊接的方式與第二托盤和第三托盤進(jìn)行連接。并在第三托盤3的四周設(shè)置有螺栓安裝孔31，用于和新能源車車架進(jìn)行連接。
[0051]進(jìn)一步地，滑動(dòng)突起和弧形滑槽的配合面為T形滑槽24，參考圖9。
[0052]上述的滑動(dòng)突起和導(dǎo)向柱通過(guò)螺紋連接的方式與第一托盤進(jìn)行連接。
[0053]在弧形滑槽的一端設(shè)置一個(gè)滑動(dòng)突起安裝擴(kuò)孔25，用于滑動(dòng)突起的安裝，參考圖1，將滑動(dòng)突起自該部位裝入，然后將滑動(dòng)突起滑動(dòng)至中部。
[0054]在新能源車上安裝時(shí)，上述變形板6中的波浪方向沿著汽車行進(jìn)的方向設(shè)置。
[0055]上述的電池總成8為并列設(shè)置的多個(gè)，且彼此靠近，參考圖13。
[0056]下面對(duì)撞擊過(guò)程中能量的消耗做如下解釋:
[0057]正面撞擊:正面撞擊的瞬間，當(dāng)車速高于安全設(shè)定速度，例如80公里每小時(shí)，安全銷7自動(dòng)折斷，且電電池總成8由于慣性作用會(huì)向左前方偏轉(zhuǎn)，參考圖10，在此過(guò)程中，如果力度更大，由于第三托盤是與車架固定連接的，第二托盤2相對(duì)于第三托盤會(huì)有一個(gè)向前的趨勢(shì)，變形板變形，在此撞擊過(guò)程中，由于扭簧、變形條、變形板三者的協(xié)同變形，且電池總成本身發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)將力分解，已經(jīng)足以吸收電池本身慣性帶來(lái)的沖擊，使得電池組件內(nèi)部電池芯的沖擊力將更低至少60%，大大緩解了撞擊力度，避免電極短路、燃爆、爆炸的發(fā)生。
[0058]側(cè)面撞擊:正面撞擊的瞬間，當(dāng)車速高于安全設(shè)定速度，例如40公里每小時(shí)，安全銷7自動(dòng)折斷，且電池總成8由于慣性作用會(huì)向右后方偏轉(zhuǎn)，參考圖11，在此撞擊過(guò)程中，由于扭簧、變形條的協(xié)同變形，已經(jīng)足以吸收電池本身慣性帶來(lái)的沖擊，使得電池組件內(nèi)部電池芯的沖擊力將更低至少50%，大大緩解了撞擊力度，避免電極短路、燃爆、爆炸的發(fā)生。
[0059]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)如本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有抗沖擊功能的新能源車，包括車本體，所述車本體包括鋁合金車架和電池總成，電池總成為多個(gè)且安裝在鋁合金車架上，其特征在于，還包括第一托盤(I)、第二托盤(2)、第三托盤(3)、扭簧(4)、第一變形條(51)、第二變形條(52)、變形板(6)和安全銷(7)，其中， 所述電池總成(8)安裝在第一托盤(I)上側(cè)，在第一托盤(I)的四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有第一銷釘孔(13)，所述第一銷釘孔為通孔;在第一托盤(I)的下面表面靠近左前方轉(zhuǎn)角處設(shè)置一個(gè)向下延伸的導(dǎo)向柱(14)，并在導(dǎo)向柱上套置一個(gè)扭簧(4)，所述扭簧(4)性能指標(biāo)滿足角度一荷重比為45度一 0.9噸；在遠(yuǎn)離導(dǎo)向柱(14)的第一托盤下表面設(shè)置有一個(gè)滑動(dòng)突起(15)，所述滑動(dòng)突起(15)為固定在第一托盤(I)上的圓柱體； 在第一托盤(I)的下方設(shè)置第二托盤(2)，其中，所述第二托盤(2)中設(shè)置有與導(dǎo)向柱配合的圓孔(21)，所述扭簧(4)及導(dǎo)向柱(14)插入在圓孔(21)中，并在圓孔的底部設(shè)置有一個(gè)擴(kuò)孔，并在擴(kuò)孔處設(shè)置一個(gè)法蘭蓋(16)，所述扭簧下端插入在法蘭蓋(16)的插槽中，在導(dǎo)向柱(14)的底端設(shè)置有一個(gè)法蘭(17)，所述法蘭的直徑比導(dǎo)向柱的直徑大； 在第二托盤(2)的四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有第二銷釘孔(22)，且所述第二銷釘孔為盲孔，所述第一、第二銷釘孔對(duì)應(yīng)設(shè)置，在每對(duì)第一、第二銷孔中插入一個(gè)安全銷(7); 所述第二托盤(2)遠(yuǎn)離圓孔的上表面上設(shè)置有一個(gè)弧形滑槽(23)，所述弧形滑槽(23)以所述圓孔(21)為圓心進(jìn)行設(shè)置，且所述弧形滑槽(23)中設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的第一變形條(51)和第二變形條(52)，所述第一、第二變形條的兩端位于弧形滑槽(23)的兩端并在中間位置同時(shí)與滑動(dòng)突起接觸，所述滑動(dòng)突起與弧形滑槽形成曲線滑動(dòng)配合;所述的第一變形條和第二變形條為鋁合金變形條，具有一定的彈性且在外界劇烈沖擊的情況下發(fā)生完全壓縮并粉碎，粉碎力度不小于0.5噸； 所述第二托盤和第三托盤之間通過(guò)波浪形的變形板(6)進(jìn)行連接，且所述變形板(6)中的波浪方向沿著汽車行進(jìn)的方向設(shè)置，并在第三托盤(3)的四周設(shè)置有螺栓安裝孔(31)，所述第三托盤(3)通過(guò)螺釘固定在鋁合金車架上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有抗沖擊功能的新能源車，其特征在于，所述滑動(dòng)突起和弧形滑槽的配合面為T形滑槽(24)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有抗沖擊功能的新能源車，其特征在于，所述電池總成(8)包括金屬殼體(81)、電池芯組件(82)和輸出電極(83)，其中，所述金屬殼體(81)為正方體或長(zhǎng)方體，所述電池芯組件(82)鑲嵌在金屬殼體(81)內(nèi)，輸出電極(83)位于金屬殼體上部，兩所述輸出電極按照對(duì)角布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有抗沖擊功能的新能源車，其特征在于，所述第一托盤(I)為一正方形平板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有抗沖擊功能的新能源車，其特征在于，所述安全銷(7)為工程塑料銷，所述安全銷中部設(shè)置有一個(gè)缺口(71)，且該工程塑料銷在插入后缺口恰好落在第一、第二銷釘孔的搭接面處，且缺口( 71)朝向車體側(cè)面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有抗沖擊功能的新能源車，其特征在于，所述第一、第二、第三托盤皆為鋁合金平板，所述變形板為鋁合金件。
【文檔編號(hào)】B60K1/04GK106098991SQ201610592408
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日 公開號(hào)201610592408.1, CN 106098991 A, CN 106098991A, CN 201610592408, CN-A-106098991, CN106098991 A, CN106098991A, CN201610592408, CN201610592408.1
【發(fā)明人】張保國(guó)
【申請(qǐng)人】張保國(guó)