CN103538455A - 电池组托盘 - Google Patents

Abstract

一种电池组托盘，包括：托盘本体，该托盘本体包括：底部，该底部具有包括在第一方向上延伸的凸凹部的凹凸部；以及壁，该壁从该底部的外周向上弯曲；加强框架，该加强框架在与第一方向垂直的第二方向上沿着壁的相对壁部设置；横跨部件，该横跨部件布置在凹凸部的上表面上，并且形成具有凹凸部的第一闭合截面，该横跨部件的两端部紧固于加强框架；内横跨部件，该内横跨部件紧固于横跨部件的上表面，该内横跨部件的两端部紧固于加强框架；以及装接支架，该装接支架紧固于加强框架。

Description

电池组托盘

现有申请的交叉引用

本申请基于并且要求了在2012年7月13日提交的在先日本专利申请No.2012-157229的优先权的权益，该专利申请的全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及一种构成用于将电池安装在诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆上的电池组的电池组托盘。

背景技术

在使用电动机作为驱动源的电动车辆、或使用电动机或发动机作为驱动源的混合动力车辆中，安装了容纳用于将电力供给到电机的电池的电池组。

在这样的电池组中，多个电池模块容纳在诸如电池组托盘的电池容纳部件中。

日本专利文献JP-A-2010-284984公开了诸如电池组托盘的电池容纳部件的现有技术。

根据日本专利文献JP-A-2010-284984，一种电池盘，包括：底面部，电池待放置在该底面部上；壁部，该壁部从底面部的外周缘部向上弯曲；多个横跨部件，该多个横跨部件接合到底面部的上表面，并且其中，两端都接合到壁部；外周框架，该外周框架在壁部的整个外周上连续；以及凸缘，该凸缘从壁部的上表面向外弯曲。

此外，在电池盘前面的外周框架中，要接合到车辆横跨部件的前支柱在车辆宽度方向上布置在电池盘的整个中间部。

在电池盘的两侧的每一侧的外周框架中，待接合到车辆侧框架的侧支柱（side stay）在车辆前后方向上布置在从前端部到中间部的整个区域中。

通过弯曲平板而形成前支柱和侧支柱。

然而，根据日本专利文献JP-A-2010-284984，外周框架装接到电池盘的壁部的整个外周。外周框架具有这样的结构：其中外周框架从壁的外周向外突出以维持电池盘的强度和刚性、并且防止被车轮搅动的雨水直接地溅射到电池盘和装接到电池盘的上表面的盖之间的接合部。

因此，外周框架的形状具有比在外周框架中最初要求的强度和刚性大的强度和刚性。因此，外周框架是重的，并且问题在于材料成本和操作方面。

而且，在每个前支柱和侧支柱中，一端固定于外周框架，并且另一端紧固于车辆交叉件和侧部件的对应的一个。

然而，在车辆宽度方向上的侧框架的大小取决于车辆的大小和形状。如上所述，外周框架的外周缘从电池盘的壁以比所要求的角度大的角度向外突出。因此，在外周框架的外周缘和作为车辆体的一侧上的装接部的交叉件和侧框架之间的相对距离是短的。结果，还存在难以确保其中用于前支柱和侧支柱的强度和刚性的形状对抗措施的空间的问题。

发明内容

现在公开的主题可以提供一种实现重量减小并且提高强度和刚性的电池组托盘。

电池组托盘，该电池组托盘构成待安装在车辆上的电池组，该电池组托盘包括：托盘本体，该托盘本体包括：底部；以及壁；所述底部具有凹凸部，该凹凸部包括在第一方向上延伸的凸部和凹部，并且电池待放置在该凹凸部上；所述壁从所述底部的外周向上弯曲，在平面图中，所述托盘本体具有大致矩形形状；加强框架，该加强框架在与所述第一方向垂直的第二方向上沿着所述壁的一对相对的壁部设置；横跨部件，该横跨部件布置在所述凹凸部的上表面上，并且与所述凹凸部形成第一闭合截面，所述横跨部件的两端部紧固于所述加强框架；内横跨部件，该内横跨部件紧固于所述横跨部件的上表面，该内横跨部件的两端部紧固于所述加强框架；以及装接支架，该装接支架用于装接到车辆本体，并且紧固于所述加强框架；该装接支架在突出方向上突出到所述托盘本体的外侧。

每个所述加强框架可以包括：内框架，在电池待放置的一侧处，该内框架与所述壁形成第二闭合截面；以及外框架，在沿着所述壁与所述内框架相对的位置处，该外框架与所述壁形成第三闭合截面。

在所述内横跨部件中，截面形状的下部可以具有开口，并且该开口的端缘紧固于所述横跨部件，从而形成第四闭合截面，并且，所述内横跨部件的两端部都紧固于所述内框架。

一个所述装接支架装接于所述外框架的位置可以位于这样一个部位中：该部位与所述横跨部件和所述内横跨部件彼此结合的范围相对。

每个所述装接支架都可以包括：上支架，该上支架形成有凹部，其中，截面的中间部沿着所述突出方向凹进，所述上支架的尖端部形成有用于装接到所述车辆本体的装接孔，所述上支架的基端部结合于所述外框架；以及下支架，在从所述上支架的所述突出方向上的中间部到所述基端部的范围中，该下支架的一端部与所述凹部形成第五闭合截面，并且，该下支架的另一端部紧固于所述外框架的这样一个部分：在该部分处，所述外框架接合于所述托盘本体。

附图说明

图1是在本发明的实施例中的电动车辆的外部视图。

图2是本发明的实施例中的电池组的外部透视图。

图3是示出电池放置在本发明的实施例的电池组托盘上的状态的实例的视图。

图4是本发明的实施例的电池组托盘的透视图。

图5是本发明的实施例中的内框架、横跨部件，以及内横跨部件的接合结构的详细视图。

图6是沿着图4中的A-A截取的截面图。

图7是沿着图4中的B-B截取的截面图。

图8是沿着图4中的C-C截取的截面图。

图9是以图8中的箭头R方向看的端部视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。然而，需要了解的是：除非明确描述，否则实施例中的部件的尺寸、材料、形状、相对位置等不限于本发明的范围，并且它们在描述中仅是实例。

当要指出前、后、右、左、上、或下方向时，参考驾驶员坐下的状态来描述方向。

图1是在其中使用了本发明的实施例的电动车辆100的外部透视图。

在电动车辆100中，电池组1在车辆宽度方向上装接到在车辆本体110的前后轮120、130之间的中间部。

控制器140连接于电池组1，以执行电力供给控制、充电控制等；在该电力供给控制中，将来自电池的电力经由逆变器供给到驱动电机以控制电动车辆100的驱动力；在该充电控制中，减速能量经过重新生成，并且对电池充电。

电池组1从电动车辆100的下侧可拆离地装接。

该实施例还能够应用于电动车辆、混合动力车辆等。因此，在下文中，电动车辆、混合动力车辆等统称为“车辆”。

如图2所示，在平面图中，具有在车辆前后方向上拉长的大致矩形形状的电池组1由如下构成：电池组托盘2，电池模块11放置在该电池组托盘2上；盖板装置9，该盖板装置9保护电池组托盘2，使得水和灰尘不进入其中；互连电路装置（未示出），该互连电路装置使电池组托盘2中的电池相互连接。

例如，每个电池模块11都是这样的装置：在使八个电池单元并置的同时，将它们组装到一个单元中，并且使电极串联连接。

图3示出在电池组托盘2中总共十个电池模块11在车辆宽度方向上规则地布置成两行的状态。每行由五个电池模块组成。电池模块11通过互连电路装置（未示出）而连接到彼此，以形成电路。电路包括：用于将电池模块串联连接以驱动电动车辆100的电路，以及用于操作用于电动车辆100的行驶所需的仪表、灯、等的电路。

图4是电池组托盘2的外部透视图。

电池组托盘2由如下构造：托盘本体3，电池待放置在该托盘本体3上，并且在平面图中，该托盘本体3具有在车辆前后方向上拉长的大致矩形形状；加强框架5，该加强框架5沿着托盘本体3的纵向方向的外周部分别布置在托盘本体3的左右侧；横跨部件7，该横跨部件7布置在放置电池模块11的托盘本体3的那侧；内横跨部件8，该内横跨部件8分别装接于横跨部件7的上表面，该内横跨部件8与横跨部件7配合，以提高电池组托盘2的强度和刚性，并且该内横跨部件8用作为电池模块11的分隔壁；以及装接支架6，该装接支架6固定于加强框架5，并且该装接支架6用于将电池组托盘2固定到车辆本体110。

托盘本体3具有：底部31，该底部31在平面图中的车辆前后方向上拉长；壁32，该壁32从底部31的周缘向上弯曲；以及凸缘33，该凸缘33从壁32的上缘向外延伸（见图6）。

在托盘本体3的底部31中，脊状凸凹部311、312在车辆本体110的车辆前后方向上交替地形成（见图7），该脊状凸凹部311、312在平面图中是大致矩形，沿着短边的方向延伸，并且组成具有梯形截面形状的凸凹部。

向下突出并且沿着凸部311延伸的第一凸圆（beads）313在车辆前后方向上分别形成在凸部311的中间。

一对加强框架5布置在车辆宽度方向上彼此相对的托盘本体3的壁32上。

图6示出沿着图4中的线A-A的截面，并且详细示出每个加强框架5的截面形状。

加强框架5由如下构造：内框架52，该内框架52接合于托盘本体3的对应的一个壁32的内周面；以及外框架51，该外框架51布置在壁32的外周面上，并且在壁32的对面的相对位置处。

如图6所示，内框架52包括：A-凸缘521，其中，上部固定于壁32的上部；弯曲壁522，该弯曲壁522在弯曲壁与壁322分离所沿着的方向上从A-凸缘521的下端弯曲；垂直壁523，在维持相对于壁32的间隙的同时，该垂直壁523从弯曲壁522延伸到底部31；以及B-凸缘524，该B-凸缘524沿着底部31从垂直壁523朝着托盘本体3的中间弯曲，并且该B-凸缘524紧固于底部31。

内框架形成作为第二闭合截面的闭合截面S2。

外框架51包括：C-凸缘511，该C-凸缘511在壁32的对面与A-凸缘521相对的位置处紧固于壁32；弯曲壁512，该弯曲壁512在弯曲壁与壁32分离所沿着的方向上从C-凸缘511的下端弯曲；垂直壁513，在维持相对于壁32的间隙的同时，该垂直壁513从弯曲壁512延伸到底部31的外侧面；以及D-凸缘514，该D-凸缘514从垂直壁513的下端朝着壁32弯曲，该D-凸缘514延伸到与B-凸缘524相对的位置，并且紧固于底部31的外侧面。

外框架形成作为第三闭合截面的闭合截面S3。

因此，在加强框架5中，内框架52和壁32形成闭合截面S2，并且外框架51和壁32形成闭合截面S3。

在外框架51和内框架52在壁32对面彼此相对的状态下，该外框架51和该内框架52具有一体的形状。因此，即使当将扭绞和弯曲力作用在电池组托盘2上时，外框架51和内框架52配合以维持电池组托盘2的刚性和强度。

图7示出沿着图4中的B-B线的截面，并且详细示出横跨部件7和内横跨部件8的截面形状。

如上所述，脊状凸凹部311、312在托盘本体3的底部31中交替地形成，该脊状凸凹部311、312在平面图中是大致矩形，沿着短边的方向延伸，并且组成具有梯形截面形状的凸凹部。

而且，向下突出并且沿着凸部311延伸的第一凸圆313在车辆前后方向上分别形成在凸部311的中间。

在每个横跨部件7中，在车辆前后方向上的截面具有帽状的截面形状，并且在车辆宽度方向上的两端分别紧固于内框架52的垂直壁523（见图5）。

在帽状截面中，下部开口，并且开口的宽度（在车辆前后方向上）比对应的凸部311的宽度要宽。E-凸缘71从帽状截面的开口的两个边缘向外延伸。

横跨部件7骑跨托盘本体3的凸部311，E-凸缘71在车辆前后方向上分别紧固于前后凹部312的中部，并且凸部311的两端部311a和横跨部件7的两端部71a形成作为第一闭合截面的闭合截面S1。

在帽状截面的顶侧72的中间，形成朝着对应的第一凸圆313突出、并且与第一凸圆313相对的第二凸圆73。

因此，由托盘本体3和横跨部件7形成的闭合截面S1，以及第一和第二凸圆提高了该部分的强度和刚性。而且，由于横跨部件7位于电池模块11放置的那侧上，所以雨水不浸入到E-凸缘71所固定的部分。因此，不需要防锈加工，并且能够降低生产成本。

将参考图5描述使横跨部件7和内横跨部件8的端部在车辆宽度方向上接合到内框架52的结构。

在横跨部件7的车辆宽度方向上的每个端部中，待紧固到垂直壁523的装接凸缘75通过沿着横跨部件7的垂直壁523向上弯曲顶侧72和E-凸缘71而形成。

在垂直壁523中，对应于装接凸缘75的厚度的凹部525形成在装接凸缘75待紧固到的部分，使得在装接凸缘75通过点焊等接合到凹部525以后，垂直壁523能够保持平坦的表面。

内横跨部件8沿着横跨部件7的第二凸圆73布置，在该内横跨部件8中，下部开口，开口骑跨第二凸圆73，并且在车辆前后方向上的截面呈现出帽状形状。

在内横跨部件8中，从开口的边缘向外延伸的F-凸缘81紧固到横跨部件7的顶侧72，并且具有帽状截面的内横跨部件8，以及第二凸圆73形成作为第四闭合截面的闭合截面S4。

在内横跨部件8的车辆宽度方向上的两端的每一个中，从帽状截面的前后壁83向前和向后延伸的G-凸缘85分别紧固到横跨部件7的装接凸缘75和内框架52的垂直壁523这两者。

在每个高壁83中，用于降低重量的多个减轻孔84在垂直方向上布置在高壁83的中间部。

内横跨部件8的顶面82位于与内框架52的弯曲壁522大致相同的水平。

通过将G-凸缘85固定到装接凸缘75和垂直壁523这两者，形成其中横跨部件7和内横跨部件8的结构彼此成为一体的结构。

根据该构造，当将扭绞和弯曲力作用在电池组托盘2上时，能够提高区域的第二力矩和截面系数，并且能够获得比通过将它们的刚性加在一起所获得的值大的强度和刚性。

将参考图8描述用于将电池组托盘2装接到车辆本体110的装接支架6的结构。

每个装接支架6都由如下构成：上支架61，在该上支架61中，基端装接于垂直壁513（板部），并且用于将托盘本体装接到车辆本体110的装接孔616形成在另一端部中；以及下支架62，在该下支架62中，一端部紧固于外框架51的D-凸缘514，并且另一端部在从突出方向上的中间部到基端侧的范围内紧固于上支架61的下表面，从而与上支架61配合，以形成闭合截面S5。

在车辆前后方向上的上支架61的截面具有：向下开口并且具有从开口的边缘分别向前和向后延伸的H-凸缘611的帽状形状。

通过将螺栓615经由布置在弯曲部的H-凸缘611中的装接孔固定，使上支架61的基端侧沿着外框架51的垂直壁513向上弯曲，并且紧固到固定于外框架51的垂直壁513的第三闭合截面那侧的焊接螺母515。

在车辆前后方向上的下支架62的另一端侧的截面具有：向上开口并且具有从开口的边缘分别向前和向后延伸的J-凸缘621的帽状形状。

通过将H-凸缘611和J-凸缘621紧固在一起，形成作为第五闭合截面的闭合截面S5。

在装接支架6的上述结构中，当电池的重量作用在电池组托盘2上时，因此，在Y方向上的弯曲力作用在上支架61上，而后，在X方向上的拉力作用在下支架62上。

然而，闭合截面S5形成在上支架61装接于外框架51的部分附近。因此，防止装接支架6向上变形，并且能够确保刚性和强度。

图9示出在图8的箭头R方向看的端部视图。横跨部件7在车辆前后方向上的宽度拉长，并且与这一致地将内框架52和横跨部件7彼此接合的横跨部件7的装接凸缘75设定为在车辆前后方向上宽的接合范围L。

当装接支架6放置在接合范围L内时，可以防止由于在装接支架6、横跨部件7和内横跨部件8之间的车辆前后方向上的偏移量而引起的扭绞。

因此，施加到横跨部件7和内横跨部件8的负载有效地从装接支架6朝着到车辆本体110传递，并且能够容易地获得与电池托盘2那样的强度和刚性。

关于装接支架6的装接范围，当装接支架6的在车辆前后方向上的中心CL处于接合范围L内时，能够防止装接支架6、横跨部件7以及内横跨部件8之间的扭绞的发生。

而且，用于将横跨部件7装接到内框架52的装接凸缘75在车辆前后方向（L方向）上拉长。因此，在车辆本体的一侧上的装接范围具有余量，并且车辆本体110的一侧上的装接位置能够容易地位于从车辆本体结构的视角来看最佳的位置。

在上述实施例的电池组托盘2中，托盘本体3的壁32被内框架52和外框架51夹在其间，并且闭合截面S2、S3形成在壁32的两侧上。因此，提高了托盘本体3的壁32的刚性，并且提高了加强框架5的垂直和扭转刚性。结果，能够将电池确实地保持在稳定状态。

而且，采用了这样的结构：其中横跨部件7和内横跨部件8布置在将电池模块11安装在托盘本体3中的表面的那侧。因此，能够防止雨水从外部进入到托盘本体3与横跨部件7之间的接合面以及横跨部件7与内横跨部件8之间的接合面的发生。

因此，这些部分不生锈，并且提高了电池组托盘的耐久可靠性。而且，不需要防锈处理（密封剂的应用），并且能够降低生产成本。

而且，采用了这样的结构：其中横跨部件和底面的凹凸部形成第一闭合截面S1，内横跨部件8布置在横跨部件7的上表面上，并且内横跨部件8和横跨部件7两者的侧部接合到加强框架5。因此，安装的电池模块11的重量（负载）作用为在托盘本体3的整个底面上的张力，使得抑制了在托盘本体2的部分中产生的应力。结果，能够提高电池组托盘2的刚性和耐久性。

根据本发明的一方面，采用了这样的结构：其中横跨部件和内横跨部件布置在托盘本体的电池安装表面的一侧。因此，在托盘本体与横跨部件之间的接合面以及横跨部件与内横跨部件之间的接合面存在于托盘本体内侧。因此，能够防止雨水从外部进入的发生，而无需特别地布置雨水进入防止结构。

因此，雨水不进入到接合面内，并且提高了电池组托盘的耐久可靠性。而且，不需要防锈处理，并且能够降低生产成本。

而且，采用了这样的结构：其中横跨部件和底面的凹凸部形成第一闭合截面，内横跨部件布置在横跨部件的上表面上，并且内横跨部件和横跨部件两者的侧部接合到加强框架的结构。因此，安装的电池模块的重量（负载）作用为在托盘本体的整个底面上的张力，使得产生在电池组托盘的部分中的应力分散。结果，提高了电池组托盘的刚性和耐久性。

根据本发明的一方面，托盘本体的壁被内框架和外框架夹在其间，并且闭合截面形成在壁的两侧上。因此，提高了托盘本体的壁的刚性，并且提高了加强框架的垂直和扭转的刚性。结果，能够确实地将电池模块保持在稳定状态。

根据本发明的一方面，第四闭合截面形成在横跨部件上方，并且因此，进一步提高了电池组托盘的刚性和耐久性。

根据本发明的一方面，装接支架装接于外框架的部分大致与横跨部件和内横跨部件相对。因此，减少了横跨部件和内横跨部件在车辆前后方向上的位置与装接支架在车辆前后方向上的位置之间的偏移量，使得防止加强框架被扭绞，并且提高了负载从加强框架传递到车辆本体的效率。结果，能够容易地获得电池组托盘的强度和刚性。

根据本发明的一方面，装接支架的外框架侧形成为闭合截面结构。因此，重的电池安装在其上的电池组托盘能够牢固地装接到车辆本体，使得能够防止电池组托盘振动，并且能够抑制可能在电池支架装接于车辆本体的部分中所产生的应力。

根据本发明的一方面，可以获得其中实现了重量减小并且提高强度和刚性这两者的电池组托盘。

本发明能够用作为用于将电池安装在诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆上的电池组托盘。

Claims (5)

1.一种电池组托盘，该电池组托盘构成待安装在车辆上的电池组，该电池组托盘包括：

托盘本体，该托盘本体包括：底部；以及壁；所述底部具有凹凸部，该凹凸部包括在第一方向上延伸的凸部和凹部，并且电池待放置在该凹凸部上；所述壁从所述底部的外周向上弯曲，在平面图中，所述托盘本体具有大致矩形形状；

加强框架，该加强框架在与所述第一方向垂直的第二方向上沿着所述壁的一对相对的壁部设置；

横跨部件，该横跨部件布置在所述凹凸部的上表面上，并且与所述凹凸部形成第一闭合截面，所述横跨部件的两端部紧固于所述加强框架；

内横跨部件，该内横跨部件紧固于所述横跨部件的上表面，该内横跨部件的两端部紧固于所述加强框架；以及

装接支架，该装接支架用于装接到车辆本体，并且紧固于所述加强框架；该装接支架在突出方向上突出到所述托盘本体的外侧。

2.根据权利要求1所述的电池组托盘，其中，每个所述加强框架都包括：内框架，在电池待放置的一侧处，该内框架与所述壁形成第二闭合截面；以及外框架，在沿着所述壁与所述内框架相对的位置处，该外框架与所述壁形成第三闭合截面。

3.根据权利要求2所述的电池组托盘，其中，在所述内横跨部件中，截面形状的下部具有开口，并且该开口的端缘紧固于所述横跨部件，从而形成第四闭合截面，并且，所述内横跨部件的两端部都紧固于所述内框架。

4.根据权利要求2所述的电池组托盘，其中，一个所述装接支架装接于所述外框架的位置位于这样一个部位中：该部位与所述横跨部件和所述内横跨部件彼此结合的范围相对。

5.根据权利要求2所述的电池组托盘，其中，每个所述装接支架都包括：

上支架，该上支架形成有凹部，其中，截面的中间部沿着所述突出方向凹进，所述上支架的尖端部形成有用于装接到所述车辆本体的装接孔，所述上支架的基端部结合于所述外框架；以及

下支架，在从所述上支架的所述突出方向上的中间部到所述基端部的范围中，该下支架的一端部与所述凹部形成第五闭合截面，并且，该下支架的另一端部紧固于所述外框架的这样一个部分：在该部分处，所述外框架接合于所述托盘本体。

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