CN103223845A - 电池容器 - Google Patents

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CN103223845A CN2013100378044A CN201310037804A CN103223845A CN 103223845 A CN103223845 A CN 103223845A CN 2013100378044 A CN2013100378044 A CN 2013100378044A CN 201310037804 A CN201310037804 A CN 201310037804A CN 103223845 A CN103223845 A CN 103223845A
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Abstract

一种容纳用于车辆的电池并且被装接在设置于车辆中的至少两个框架之间的电池容器，包括：底板；壁构件，该壁构件从底板的周边竖起，并且该壁构件包括沿着框架设置的侧壁构件；外框架，该外框架被装接至侧壁构件的外侧；以及内框架，该内框架被装接至侧壁构件的内侧。外框架与内框架沿着侧壁构件在基本相同的方向上延伸，并且侧壁构件被夹紧地保持在外框架与内框架之间。

Description

电池容器
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2012年1月31日提交的在先日本专利申请No.2012-017779的优先权的权益，该在先日本专利申请的整个内容在此并入作为参考。
技术领域
该当前公开的主题涉及一种电池容器，该电池容器容纳用于驱动电动车辆的马达的电池，并且该电池容器使得电池能够安装在车身上。
背景技术
电动车辆(包括设置有内燃机的所谓混合动力车辆)需要大量用于驱动马达的电池。存在的示例是，这样的电池被容纳在金属制造的容器中(在下文中，这样的容器称为“电池容器”)，并且通过将该电池容器装接至车辆的框架而使容纳电池的该电池容器安装在车辆上(例如，参考JP-A-2010-284984)。
需要对这样的电池容器施加能够将电池可靠地保持在容器中以便所述装接不会由于行驶期间出现的振动、车辆的速度变化等而松脱的保持力。此外，要求电池容器具有坚固性和保护功能，该坚固性使得即使当车辆出事故时也防止容器容易地变形，该保护功能使得即使当变形到达容器时也使电池的破坏最小。
因此，要求电池容器具有能足够应付冲击事故的强度。电池容器的材料为复合材料，其中金属板用作芯构件，并且树脂粘附至该芯构件的周边，金属板通过压力加工而成形。
然而，为了改善车辆的行驶性能或提高电池里程，电池容器需要降低其重量。当电池容器由厚的金属板形成以便应付车辆的碰撞时，重量被过分地增大，由此该对策不可取。相反，当电池容器形成为在车辆的一个方向上提供足够的强度时，存在不能在其他方向上形成足够的强度和韧性的可能性。
发明内容
当前公开的主题可提供一种电池容器，该电池容器重量轻，并且该电池容器具有足够的强度。
容纳用于车辆的电池并且装接在设置于车辆中的至少两个框架之间的电池容器可包括：底板；壁构件，该壁构件从底板的周边竖起，并且该壁构件包括沿着框架设置的侧壁构件；外框架，该外框架被装接至侧壁构件的外侧；以及内框架，该内框架装接至侧壁构件的内侧，其中，外框架与内框架沿着侧壁构件在基本相同的方向上延伸，并且侧壁构件被夹紧地保持在外框架与内框架之间。
可由外框架与内框架形成闭合的横截面结构。
外框架可包括第一下板构件和第一装接构件，该第一下板构件接合至底板，并且该第一装接构件接合至侧壁构件，并且内框架可包括第二下板构件和第二装接构件，该第二下板构件接合至底板，并且该第二装接构件接合至侧壁构件。
外框架的第一装接构件与内框架的第二装接构件可跨过侧壁构件一体地接合到一起，并且外框架的第一下板构件与内框架的第二下板构件可跨过侧壁构件一体地接合到一起。
可由外框架与侧壁构件形成闭合的横截面结构，并且可由内框架与侧壁构件形成闭合的横截面结构。
外框架可包括第一下板构件和第一装接构件，该第一下板构件在第一位置处接合至底板，并且该第一装接构件在第二位置处接合至侧壁构件，并且内框架可包括第二下板构件和第二装接构件，该第二下板构件在第三位置处接合至底板，并且该第二装接构件在第四位置处接合至侧壁构件。
一对第一位置与第三位置以及一对第二位置与第四位置中的至少一个可彼此偏移。
内框架可包括电池通过紧固构件而固定至的座面。
外框架的厚度可比壁构件的厚度大。
装接至所述至少两个框架的托架可设置在外框架外侧。
附图说明
图1是示出当前公开的主题的第一实施例的电池容器的分解透视图。
图2是示出其中电池容器被装接至车辆的状态的透视图。
图3是示出电池容器的平面图。
图4是示出电池容器的组成构件的分解透视图。
图5是示出电池容器的容器本体的平面图。
图6是示出沿着图5中的线F6-F6截取的电池容器的容器本体的剖视图。
图7是示出沿着穿过托架的平面切割的第二实施例的电池容器的容器本体的剖视图。
图8是示出容纳在第一实施例的电池容器中的组成构件的分解透视图。
图9是示出电池容纳在其中的电池容器的平面图。
具体实施方式
将参考附图描述当前公开的主题的第一实施例的电池容器。图1是示出在从容器本体12打开盖14的情况下的电池容器10的分解透视图，图2是示出电池容器10和车辆100的透视图，图3是示出其中电池容器10被装接至侧框架102的状态的平面图，图4是以分解方式示出电池容器10的分解透视图，图5是示出电容容器10的容器本体12的平面图，图6是示出沿着穿过托架54的图5中的线F6-F6截取的容器本体12的右侧壁构件38的剖视图，图7是示出沿着穿过托架54的平面切割的第二实施例的电池容器的容器本体15的剖视图，图8是示出容纳在第一实施例的电池容器10中的组成构件的分解透视图，并且图9是示出电池容纳在其中的电池容器10的平面图。
如图1所示，电池容器10包括容器本体12和盖14，并且如图2所示，该电池容器10从车辆100的下侧装接至该车辆100。在下文中，将在以下的假设下作出说明。图2所示的车辆100的前方向被确定为电池容器10的前方向，并且以前方向为基准，确定后、向右和向左方向。重力的方向被确定为向下方向，并且与该向下方向相反的方向被确定为向上方向。此外，从电池容器10的周边指向中心的方向被确定为向内方向，并且与该向内方向相反的方向被确定为向外方向。
如图1所示，电池容器10包括容器本体12和盖14。多个电池模块16容纳在电池容器中。
盖14例如由纤维增强合成树脂材料模制成，并包括在周边中的周缘部20。螺栓孔22适当地形成在周缘部20中。螺栓18穿过螺栓孔22，以将盖14紧固至容器本体12。垫圈19(见图6)设置在盖14上。盖14经由垫圈19通过螺栓18装接至容器本体12，从而气密地密封内部。用于使电池容器10的内部通风的吸气/排气机构可设置在盖14中。
电池模块16是分别由多个蓄电池构成的组件，并构成用于车辆100的电池。多个电池模块16被容纳在电池容器10中。在电池容器10将电池模块16容纳在内部中之后，如图2所示从车辆100的下侧将容器装接至车辆100。
车辆100是电动车辆，该电动车辆包括马达，并且通过由从电池供应的电功率驱动马达来使该电动车辆行驶。图3示出了其中电池容器10被安装在车辆100上的状态。如图3所示，电池容器10经由托架54等装接至在车辆100的左侧和右侧中沿前后方向延伸的侧框架102。侧框架102是构成车辆100的主框架的构件。
图4以分解方式示出了容器本体12。容器本体12包括托盘本体13、用作加强框架的内外框架42、62、分隔板44和托架54。托盘本体13包括底板26、从底板26的周边竖起的壁构件28和在壁构件28的周边中形成的周缘部24。例如，托盘本体13是通过对金属板进行压力加工而一体地成形。
横向构件(cross member)30被装接至底板26的背面。横向构件30分别通过点焊以适当的间隔装接至底板26的四个位置。横向构件30具有使所述横向构件30的顶端从底板26的右侧和左侧适当地突出的长度。
壁构件28包括：前壁构件34，该前壁构件34设置在托盘本体13的前侧；后壁构件36，该后壁构件36设置在后侧；右侧壁构件38，该右侧壁构件38设置在右侧；和左侧壁构件40，该左侧壁构件40设置在左侧。在前壁构件34中，两端向后弯曲，并分别联接至右侧壁构件和左侧壁构件38、40。后壁构件36是基本直线状的并且平滑地联接至右侧壁构件和左侧壁构件38、40。右侧壁构件和左侧壁构件38、40基本直线状地形成。右侧壁构件和左侧壁构件38、40中的每一个是沿着对应的侧框架102设置的侧壁构件。
如由图6中的右侧壁构件38所指示地，前壁构件与后壁构件34、36以及左侧壁构件与右侧壁构件38、40在向外方向上相对于底板26稍微倾斜，因此它们各自的间距在上侧增大。
在壁构件28的上缘中，向外突出的周缘部24以与盖14的周缘部20相对应的方式设置在壁构件28的整个周边上。螺栓孔23以与周缘部20的螺栓孔22相对应的方式设置在周缘部24中。螺母25被分别装接至螺栓孔23。
图5示出了容器本体12的平面图。容器本体12的内部包括一对内框架42和四个分隔板44。内框架42具有基本与右侧壁构件和左侧壁构件38、40的内表面的直线部分的整个长度相等的长度。
接下来，通过将装接至右侧壁构件38的内框架42作为示例描述该内框架42。图6示出了沿着图5中的线F6-F6截取的容器本体12的局部剖视图。如图6所示，内框架42包括：下板构件46；垂直片构件48，该垂直片构件48从下板构件46竖起；上板构件50，该上板构件50在与下板构件46相反的方向上从垂直片构件48弯曲；和装接构件52，该装接构件52从上板构件50竖起。
下板构件46与稍后将描述的外框架62的下板构件64一起通过在位置A处实施的点焊而接合至底板26的上表面。在下文中，实施点焊的位置由A、或A1、A2等指示。垂直片构件48相对于下板构件46基本垂直地弯曲，并从底板26基本垂直地竖起。
上板构件50从垂直片构件48基本垂直地弯曲，并设置成基本与底板26平行。螺栓孔56形成在上板构件50中，并且螺母58对应于螺栓孔56而固定至背面。装接构件52与稍后将描述的外框架62的装接构件70一起通过在位置A处实施的点焊而一体地接合至右侧壁构件38。
当将内框架42装接至右侧壁构件38时，由垂直片构件48、上板构件50、右侧壁构件38和底板26在右侧壁构件38内形成具有中空部分的闭合的横截面结构。与该右侧壁构件38相似地，另一内框架42被装接至左侧壁构件40。左侧壁构件40以与右侧壁构件38相似的方式构成，并因此省略该左侧壁构件40的说明。
分隔板44设置在左右内框架42之间。分隔板44由穿过螺栓孔56的螺栓59装接至内框架42的适当位置。分隔板44与电池模块16对应地装接。多个电池模块16无任何间隙地容纳在由分隔板44分隔的部分内。
如图8和9所示，电池模块16在被保持器构件72覆盖的同时由该保持器构件72保持。保持器构件72具有凸缘部74，在每个凸缘部74中形成有螺栓孔73。在上述上板构件50中，其中螺母58固定至背面侧的所述螺栓孔56也形成在与凸缘部72的螺栓孔73对应的位置处。
螺栓59穿过螺栓孔56和凸缘部74的螺栓孔73，以将保持器构件72紧固至上板构件50，由此将电池模块16固定至托盘本体13。螺母58和螺栓59在当前公开的主题中是紧固构件的示例，并且上板构件50构成了座面（seating surface），电池模块16通过紧固构件而固定至该座面。
由于经由保持器构件72进行电池模块16的固定，所以能稳定地保持电池模块16。此外，如图9所示，将保持电池模块16的保持器构件76装接至所述保持器构件72的外表面，由此进一步增强保持电池模块16的力。
在每个保持器构件76中，在与分隔板44对应的位置处形成有多个螺栓孔77。在分隔板44的上端中，在与保持器构件76的螺栓孔77对应的位置处形成螺栓孔，螺母在每个所述螺栓孔中固定至背面侧。螺栓穿过保持器构件76的螺栓孔77，以将该保持器构件76紧固至分隔板44的上端。根据该构造，进一步稳定地保持电池模块16。
如图4和6所示，容器本体12还包括在外侧上的一对外框架62。接下来，通过将装接至右侧壁构件38的外框架62作为示例描述该外框架62。如图4所示，外框架62具有与右侧壁构件和左侧壁构件38、40每一者的外侧的直线部分的整个长度基本相等的长度。
如图6所示，外框架62包括：下板构件64；垂直片构件66，该垂直片构件66从下板构件64竖起；上板构件68，该上板构件68在与下板构件64相同的方向上从垂直片构件66弯曲；和装接构件70，该装接构件70从上板构件68竖起。
为了提高强度，外框架62由比形成托盘本体13的构件厚的板构件形成。替代性地，代替增大厚度，外框架62可由较高强度的材料形成，以提高强度。可以相似的方式提高内框架42的强度。
外框架62的下板构件64与内框架42的下板构件46一起通过在位置A处实施的点焊而接合至底板26的下表面。垂直片构件66相对于下板构件64基本垂直地弯曲，以从下板构件64基本垂直地竖起。当装接了盖14时，垂直片构件66定位成比与周缘部24的上侧相接触的垫圈19的位置更向内，以气密地密封电池容器10的内部。上板构件68在与下板构件64在相同的方向上弯曲。装接构件70与装接构件52一起通过在位置A处实施的点焊而接合至右侧壁构件38的外表面。
当将外框架62装接至右侧壁构件38时，由下板构件64、垂直片构件66、上板构件68、装接构件70、右侧壁构件38和底板26在该右侧壁构件38外形成了具有中空部分的闭合的横截面结构。与右侧壁构件38相似地，另一外框架62被装接至左侧壁构件40。左侧壁构件40以与右侧壁构件38相似的方式构成，并因此省略该左侧壁构件40的说明。
此外，托架54被装接至外框架62的外侧。对于左右外框架62每一者都设置四个托架54，或者也就是说，设置有总共八个托架。托架54中的每个托架都具有托架基部80和竖起部82，该竖起部82从托架基部80以L状形状弯曲。竖起部82由螺栓84紧固至对应的外框架62的垂直片构件66。托架基部80覆盖在对应的横向构件30上，并且与横向构件30一起装接至对应的侧框架102。
接下来，将描述第一实施例的电池容器10的功能和效果。在电池容器10中，电池模块16分别被容纳在由分隔板44分隔的区域中。电池模块16的端子由连接线连接。保持器构件72从上侧挤压电池模块16，以将电池模块16固定至容器本体12。在固定电池模块16之后，经由垫圈19由螺栓18将盖14装接至容器本体12，从而气密地密封电池容器10的内部。
如图3所示，电池容器10与横向构件30一起经由托架54螺纹固定至侧框架102。从电池模块16延长的功率供应线连接至车辆100的驱动机构等。因此，电池模块16在其间无任何间隙地并且以紧密布置的方式被容纳在电池容器10中，然后被安装在车辆100上。
电池容器10经由装接至外框架62的托架54固定至侧框架102，并因此稳固地固定至车辆100。电池模块16以其中该模块在右侧和左侧被内框架42的垂直片构件48挤压、并且用于分隔电池模块16的分隔板44由穿过内框架42的螺栓孔56的螺栓59固定的状态，被容纳在电池容器10中。因此，即使当在行驶期间的振动等施加到电池容器时，也不会出现诸如位置偏移的问题，并且可靠地保持了电池模块。
内框架42的上板构件50构成了电池模块16被紧固构件所固定至的座面。这样，具有加强框架的功能的内框架42还拥有固定电池模块16的功能。因此，使得电池容器的更有效的设计成为可能。
例如，如果另一车辆从右侧与车辆100碰撞，由于内框架与外框架42、62被装接至右侧壁构件38以便沿着该右侧壁构件38在基本相同的方向上延伸从而夹紧地保持该右侧壁构件38，所以电池容器10的该右侧壁构件38被稳固地保持，并强有力地应对在所述碰撞中施加的外力。
所述闭合的横截面结构由内框架和外框架42、62形成，并因此右侧壁构件38不容易被这样的外力弯曲。即使当大到使右侧壁构件38变形的力施加到该右侧壁构件38时，使形成所述闭合的横截面结构的中空的内框架与外框架42、62变形，以吸收碰撞能量。因此，能减少电池模块16的损坏。
内框架与外框架42、62由强度比托盘本体13的强度高的材料形成。因此，能在侧向方向上获得预定的强度，并且能减轻电池容器10的重量。
采用了其中电池容器10被装接于各侧框架102之间的构造。由于车轮、驱动机构等设置在车辆10的前侧和后侧，所以在电池容器10的前方和后方形成相对大的空间。然而，在电池容器10的右侧和左侧并未形成能吸收外力的大的空间。因此，在应用当前公开的主题的情况下，即使当电池容器10不是由厚的金属板形成时，也能够确保能足够应对诸如对车辆侧方的碰撞或从侧方对电杆的碰撞的侧方冲击事故的强度。
接下来，将描述第二实施例的电池容器的容器本体15。该容器本体15的与所述容器本体12相同的部件由相同的附图标记指示，并且它们的说明被省略。
如图7所示，在容器本体15中，内框架42与外框架63的右侧壁构件38之间的点焊的位置A与电池容器10的不同。在电池容器10中，在将右侧壁构件38插介于内框架与外框架42、62之间的同时，该内框架与外框架42、62通过点焊一体地接合。在容器本体15中，在由A1指示的位置处点焊内框架42与右侧壁构件38，并且在由A2指示的位置处点焊外框架63与右侧壁构件38。
在第一实施例中，已描述了其中闭合的横截面结构由内框架与外框架42、62形成的构造。相比之下，在该实施例中，右侧壁构件38与内框架和外框架42、63之间的接合位置彼此偏移，并因此闭合的横截面结构不是由内框架与外框架42、63形成。然而，该实施例构造成使得闭合的横截面结构分别由外框架63与右侧壁构件38形成以及由内框架42与右侧壁构件38形成。
在当前公开的主题中，电池容器的容器本体15可这样形成。在图7中，右侧壁构件38与内框架和外框架42、63之间的接合位置彼此偏移。替代性地，底板26与内框架和外框架42、63之间的接合位置可彼此偏移，并且可在右侧壁构件38与内框架和外框架42、63之间的接合位置以及底板26与内框架和外框架42、63之间的接合位置偏移的同时，进行接合。接合方法不局限于点焊，并且可采用其它接合方法。
当将第一与第二实施例彼此比较时，在第一实施例中示出并且其中闭合的横截面结构由内框架和外框架42、63形成的构造能形成较大的中空闭合的横截面结构，由此能更有效地吸收碰撞能量。因此，第一实施例是优选的。
尽管已借助于第一和第二实施例描述了当前公开的主题，但当前公开的主题不局限于实施例。在不偏离当前公开的主题的精神的情况下可作出各种变型。例如，实施例具有其中电池容器10被装接至侧框架102的构造。当前公开的主题不局限于这种构造，并且电池容器可被装接于在车辆的横向方向上延伸的至少两个横向框架之间。
当前公开的主题可具有其中将分隔板44和保持器构件72、76省略的构造。在实施例中，螺栓59穿过形成在保持器构件72的凸缘部74中的螺栓孔73，并且将保持器构件72紧固至内框架42的上板构件50，由此经由保持器构件72进行电池模块16的固定。当前公开的主题不局限于此。凸缘部(未示出)可设置在电池模块16中，螺栓孔可形成在凸缘部中，螺栓可穿过该螺栓孔，并且可将电池模块16直接紧固至内框架42的上板构件50。
可不采用其中将内框架42的上板构件50用作用于固定电池模块16的座面的构造。在该情况下，分隔板44的上端、设置在电池容器10中的其他板构件(未示出)的上端等，可适当地设定成电池模块16所固定至的座面。
根据当前公开的主题的方面，电池容器的侧壁构件由外框架与内框架加强，并且即使当施加振动等时，电池容器也能可靠地保持容纳在其中的电池。此外，外框架与内框架沿着侧壁构件在基本相同的方向上延伸，以夹紧地保持侧壁构件，并因此提高了侧壁构件的强度。即使当外力施加到车辆时，也能防止电池容器被容易地损坏。
当前公开的主题能够应用于容纳用于电动车辆的电池的电池容器。

Claims (10)

1.一种容纳用于车辆的电池并且被装接在设置于所述车辆中的至少两个框架之间的电池容器，该电池容器包括：
底板；
壁构件，该壁构件从所述底板的周边竖起，并且该壁构件包括沿着所述框架设置的侧壁构件；
外框架，该外框架被装接至所述侧壁构件的外侧；以及
内框架，该内框架被装接至所述侧壁构件的内侧，其中，
所述外框架与所述内框架沿着所述侧壁构件在基本相同的方向上延伸，并且
所述侧壁构件被夹紧地保持在所述外框架与所述内框架之间。
2.根据权利要求1所述的电池容器，其中，由所述外框架与所述内框架形成闭合的横截面结构。
3.根据权利要求2所述的电池容器，其中，
所述外框架包括第一下板构件和第一装接构件；该第一下板构件接合至所述底板，该第一装接构件接合至所述侧壁构件，并且
所述内框架包括第二下板构件和第二装接构件；该第二下板构件接合至所述底板，该第二装接构件接合至所述侧壁构件。
4.根据权利要求3所述的电池容器，其中，
所述外框架的所述第一装接构件与所述内框架的所述第二装接构件跨过所述侧壁构件而一体地接合到一起，并且
所述外框架的所述第一下板构件与所述内框架的所述第二下板构件跨过所述侧壁构件而一体地接合到一起。
5.根据权利要求1所述的电池容器，其中，
由所述外框架与所述侧壁构件形成闭合的横截面结构，并且
由所述内框架与所述侧壁构件形成闭合的横截面结构。
6.根据权利要求5所述的电池容器，其中，
所述外框架包括第一下板构件和第一装接构件；该第一下板构件在第一位置处接合至所述底板，该第一装接构件在第二位置处接合至所述侧壁构件，并且
所述内框架包括第二下板构件和第二装接构件，该第二下板构件在第三位置处接合至所述底板，并且该第二装接构件在第四位置处接合至所述侧壁构件。
7.根据权利要求6所述的电池容器，其中，
一对所述第一位置与所述第三位置以及一对所述第二位置与所述第四位置中的至少一个彼此偏移。
8.根据权利要求1所述的电池容器，其中，所述内框架包括座面，所述电池通过紧固构件而固定至该座面。
9.根据权利要求1所述的电池容器，其中，所述外框架的厚度比所述壁构件的厚度大。
10.根据权利要求1所述的电池容器，其中，装接至所述至少两个框架的托架设置在所述外框架外侧。
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