CN103832257A - 用于电池组的格笼 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电池组的格笼，提供格笼组件以保护电池组。格笼组件包括被固定在一起以保护电池组的上部子组件和底部子组件。U形框架和基础框架通过管构件连接在一起。

Description

用于电池组的格笼
技术领域
本公开涉及一种用于将电池组附着到车辆的格笼，所述格笼在碰撞事件中保护电池组并且还便于电池组的维护。
背景技术
用于纯电动车辆（BEV）、混合动力电动车辆（HEV）和插电式混合动力电动车辆（PHEV）的电池单元封装在远离碰撞区域的位置，以在碰撞事件中使任何损坏风险最小化。
沿车底板中间纵向延伸的通道可以是合适的电池封装空间，这是因为该通道远离车辆边缘。在车底板下封装的典型的电池组可包括在车辆中纵向和横向布置的电池单元。整个电池组可被容纳于在车辆的车底板中纵向和横向布局的通道内。对于电池单元而言，通道下的区域是相对安全的区域并且在完全正面和背面壁障碰撞试验中表现良好。
然而，在可变形移动壁障（MDB）侧面碰撞试验和侧面立柱碰撞试验中，车辆具有围绕冲击壁障或立柱弯曲和进行包裹的趋势，导致通道侧向坍塌。因为车身侧和车底未提供足够的抵抗力，所以车底板围绕立柱凹陷并迫使通道自身塌陷。通道塌陷的结果是，在这样的碰撞模式下电池单元会遭到损坏。
加强摇杆、横梁和车底并不能为通道空间中的电池单元提供有效的和重量高效的保护。增大包括通道、横梁在内的所有车底结构组件的尺寸并增加通道加强件和隔板能够在一定程度上减轻通道碰撞。然而，在重量上导致的弊端通常会大于益处，并且不能提供可接受的方案。
本公开致力于解决上面的问题以及与保护BEV、HEV或PHEV类型的车辆中的电池组相关的其它问题。
发明内容
根据本公开的一方面，提供了一种用于电池组的格笼。所述格笼包括上部子组件，所述上部子组件包括间隔开的多个第一管和间隔开的多个倒U形框架，所述多个倒U形框架的框架高度与一个或更多个电池的高度对应。所述格笼还包括底部子组件，所述底部子组件包括间隔开的多个第二管和间隔开的多个框架，所述多个框架的高度小于所述框架高度，且所述底部子组件装配到上部子组件。
根据本公开的与用于电池组的格笼相关的其它方面，倒U形框架可限定多个开口，每个开口均接纳所述多个第一管中的一个。底部子组件的每个间隔开的框架均可限定多个开口，每个开口均接纳所述多个第二管中的一个。间隔开的倒U形框架可具有从U形框架的下端向外延伸的上足，且底部子组件的每个间隔开的框架在与上足对应的位置均可具有从所述间隔开的框架向外延伸的下足，以有利于利用紧固件将上足装配到下足。底部子组件还可包括由底部子组件的管的一部分和间隔开的框架而架构的盘。
根据本公开的其它方面，所述多个第一管可包括第一组纵向延伸管和第一组横向延伸管。所述多个第二管可包括第二组纵向延伸管和第二横向延伸管。所述第一组纵向延伸管和所述第二组纵向延伸管可装配到在车辆的车底盘中纵向延伸的通道，且第一组横向延伸管和第二组横向延伸管可装配到形成在车辆的车底盘中的横向延伸的通道。
用于车辆电池组的格笼与电池组结合地设置，且所述电池组包括多个电池单元。上部子组件和底部子组件在电池单元的相对侧装配在一起。这种组合还可包括阻尼器，所述阻尼器包括设置在电池单元与上部子组件和/或底部子组件之间的泡沫垫。
根据本公开的其它方面，涉及一种制造用于车辆电池组的格笼的方法，所述方法可包括：装配间隔开的多个第一管和间隔开的多个倒U形框架，以形成第一子组件；装配间隔开的多个第二管和间隔开的多个框架，以形成第二子组件。将第一子组件和第二子组件装配在一起，以围绕电池组。
根据所述方法的其它方面，可将所述间隔开的多个第一管焊接到所述间隔开的多个倒U形框架，并且可将所述间隔开的多个第二管焊接到所述间隔开的多个框架。可挤压成型所述间隔开的多个第一管和所述间隔开的多个第二管。可挤压成型U形框架和间隔开的框架。或者，可通过铸造形成U形框架和间隔开的框架。制造用于电池组的格笼的方法还可包括将第一子组件螺栓连接到第二子组件。
制造用于电池组的格笼的方法还可包括在电池组和第二子组件之间插入阻尼器。
将在下面对示出的实施例的详细描述中结合附图对本公开的以上方面和其它方面进行更全面的描述。
附图说明
图1是以虚线示出的围绕车辆中的多个电池单元的电池格笼的局部透视图；
图2是格笼和电池组的透视图；
图3是用于电池组的格笼的上部子组件的透视图；
图4是用于电池组的格笼的底部子组件的透视图；
图5是用于电池组的装配后的格笼的透视图；
图6是设置在隔离件上的电池组的示意性剖视图。
具体实施方式
下面提供对本发明的示出的实施例的详细描述。所公开的实施例是本发明的示例，本发明可以以各种和替代的形式实施。附图不一定按照比例绘制。可能会夸大或最小化一些特征，以示出特定组件的细节。在本申请中公开的具体结构和功能性细节将不会被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员如何实施本发明的代表性基础。
参照图1，示出了具有电池组12的车辆10。电池组12被格笼组件16部分地围绕。设置格笼组件16以在车辆10遭受碰撞的事件中保护电池组12。格笼组件16防止冲击载荷直接传递到电池组12。格笼组件16保护电池组12免受碰撞载荷损坏。
参照图2，更详细地示出了设置在格笼组件16内的电池组12。电池组12由多个单独的电池单元18组成。电池单元18可按照沿车辆纵向延伸的纵向堆20布置。如所示，纵向堆20包括这样的部分，该部分具有电池单元18的双层堆22和电池单元18的单层堆24。在图2中还示出了电池单元18的横向堆26，该横向堆26沿车辆横向延伸。横向堆26与纵向堆20相交。应该理解，根据在给定的车辆设计中可用的封装空间，电池组12和格笼组件16可布置有不同数量的电池单元18或者可按照不同的布置方式布置。
参照图3，示出了格笼组件16的上部子组件30。上部子组件30包括位于格笼组件16的单层堆24区域中的多个U形框架32。针对纵向堆20的包括电池单元18的双层堆22的部分，多个双层堆U形框架34也被提供。每个U形框架32、34均包括位于U形框架下端上的一对上足。格笼组件16可利用被形成为铝挤压成型件或镁铸造件的U形框架32、34形成。或者，可使用碳纤维增强塑料来进一步降低U形框架32和34的重量。
孔38设置在上足36中，以接纳紧固件（未示出）。管40插入在上孔42中，所述上孔42设置在U形框架32和双层堆U形框架34中。中孔44设置在双层堆U形框架34的中间位置。
参照图4，示出了底部子组件46，该底部子组件46包括通过管段50彼此连接的多个基础框架48。管40、50可形成为挤压成型管或无缝铝管。如图4中所示，管段50可连接（stem）在两个基础框架48之间，或者横穿六个或更多个基础框架48。接纳管段50的孔52设置在每个基础框架48中。优选地，管40、50通过MIG焊接或其它结合技术焊接在孔38、52中。一对下足54设置在每个基础框架48上。用于紧固件（未示出）的孔56设置在每个下足54中。
参照图5，示出了格笼组件16，该格笼组件16在图3中示出的上部子组件30被装配到图4中示出的底部子组件46。上足36通过插入上足36中的孔38和设置在下足54中的孔56的紧固件而附着到下足54。底部子组件46可构造有能支持住电池组并允许整个电池组为了进行维护而被移出的框架盘（framed pan）或底部盘（bottom pan）66。
参照图6，示意性示出了阻尼器60，电池组12被支撑在阻尼器60上。阻尼器60包括在上侧和下侧设有刚性层64的泡沫层62。阻尼器60可被支撑在底部盘66上，该底部盘66设置在阻尼器60和基础框架48之间。所示出的U形框架32被装配到基础框架48，以围绕电池组12。阻尼器60防止冲击载荷直接传递到电池组。格笼组件16防止电池组由于冲击载荷而发生不利的变形。电池组12可通过阻尼器60而被隔离，以便当车辆受到冲击时减轻任何有害的突然加速或减速对电池组造成的影响。
在需要对电池单元48进行维护的事件中，可将底部子组件46从上部子组件30拆卸掉。上部子组件30可被固定到车辆10，而底部子组件46可被固定在上部子组件30之下。可拆卸掉将底部子组件46固定到上部子组件30的紧固件，并且可拆卸掉底部子组件46，以便当使上部子组件30仍附着到车辆10时能接近电池单元18，或者允许将电池组12从车辆10拆卸掉，或者，将上部子组件30与底部子组件46和电池组12一起拆卸掉。
格笼组件16是轻型空间框架结构，意于在车辆碰撞中保护纯电动车辆、混合动力电动车辆或插电式混合动力电动车辆的电池单元。
虽然上文描述了示例实施例，但是并不意味着这些实施例描述了所公开的设备和方法的所有可能形式。更确切地讲，说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解在不脱离所要求保护的本发明的精神和范围的情况下可进行各种改变。此外，可对实现多个实施例的特征进行组合，以形成所公开的构思的进一步的实施例。

Claims (10)

1.一种用于电池组的格笼，包括：
上部子组件，包括间隔开的多个第一管和间隔开的多个倒U形框架，所述多个倒U形框架的框架高度与电池的高度对应；
底部子组件，包括间隔开的多个第二管和间隔开的多个框架，所述多个框架的高度小于所述倒U形框架的框架高度，并且所述底部子组件被装配到上部子组件。
2.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，倒U形框架限定多个开口，每个开口均接纳所述多个第一管中的一个。
3.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，底部子组件的间隔开的框架均限定多个开口，每个开口均接纳所述多个第二管中的一个。
4.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，间隔开的倒U形框架具有一对上足，所述一对上足从U形框架的一对下端向外延伸，其中，底部子组件的每个间隔开的框架均具有下足，所述下足在与所述上足对应的位置从间隔开的框架向外延伸，其中，上足利用紧固件装配到下足。
5.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，底部子组件还包括由底部子组件的管的一部分和间隔开的框架而支撑的盘。
6.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，所述多个第一管包括第一组纵向延伸管和第一组横向延伸管，所述多个第二管包括第二组纵向延伸管和第二组横向延伸管，其中，第一组纵向延伸管和第二组纵向延伸管装配到在车辆的车底盘中纵向延伸的通道，并且第一组横向延伸管和第二组横向延伸管装配到在车辆的车底盘中横向延伸的通道。
7.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，上部子组件的U形框架和底部子组件的间隔开的框架是铸造件。
8.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，上部子组件的U形框架和底部子组件的间隔开的框架是挤压成型部件。
9.根据权利要求1所述的用于电池组的格笼，其中，所述格笼与包括多个电池单元的电池组结合，其中，上部子组件和底部子组件在电池单元的相对侧被装配在一起。
10.根据权利要求9所述的用于电池组的格笼，其中，在电池单元与上部子组件和底部子组件之间设置有阻尼器，其中，所述阻尼器是弹性泡沫垫。
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