CN105151194A - 电池包保护装置及具有其的电动车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池包保护装置及具有其的电动车。该电池包保护装置包括：安装基座，安装基座固定设置在用于安装电池包的安装架上；吸能连接组件，吸能连接组件安装在安装基座上，吸能连接组件包括吸能机构和连接机构，其中，连接机构用于连接吸能机构和定位本体，连接机构受外力作用与吸能机构发生相对运动以吸收外力作用产生的能量。本发明的电池包保护装置及具有其的电动车能够对电池包进行有效保护，提高了电池包在电动车发生碰撞过程中的安全性能。

Description

电池包保护装置及具有其的电动车

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，具体而言，涉及一种电池包保护装置及具有其的电动车。

背景技术

目前随着石油资源的日益匮乏和环境保护的迫切需要，国家对新能源汽车的发展也越来越重视。而纯电动汽车已经成为了国内新能源汽车领域的重要产品，同时也是新能源汽车未来的发展方向。

电池是纯电动汽车三大关键部件之一，电池的安全性能设计是电动汽车整车设计中的重要组成部分，直接影响着电动汽车整车安全性能。近年来随着国内纯电动汽车技术的快速发展，越来越多的新能源纯电动汽车被人们所使用。然而在使用过程中，电池碰撞安全性能的重要性也逐渐显露出来，电动汽车在碰撞后发生电池起火，爆炸等恶劣情况在国内外的电动汽车上都已经发生过。此种安全隐患对电动汽车的使用者造成很大伤害，也不利于电动汽车的推广。

电池在碰撞过程中发生起火等情况主要原因之一是车身在碰撞时产生较大变形，对电池包结构进行挤压，造成电池组件中电解液泄露，易燃的电解液被碰撞时产生的高温或短路的火花点燃从而起火。

目前汽车生产厂家主要是通过加强车身结构，以避免在碰撞过程中车身结构变形对电池包进行挤压，或者是将电池包结构设计的十分坚固，以抵抗车身结构对电池的挤压，降低电池包的变形量。这两种设计思路虽然能够减少车身结构变形对电池包的冲击和挤压，但是都需要设计比较强的结构，从而会造成车身重量和生产成本的增加。此外，车身结构在碰撞过程中的变形是不可避免的，这种变形会通过电池安装点传递到电池包上，最终形成对电池包的挤压。在汽车设计原则中，需要将车身强度控制在一定程度上，使其在变形过程中吸收碰撞带来的能量，从而减小碰撞对关键部位如乘员舱、电池箱的冲击。如果将车身设计的极其坚固，也不符合车身结构设计中的变形原则，会导致加速度过大等情况，也会影响电池安全性能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电池包保护装置及具有其的电动车，能够提高电动车放生碰撞过程中电池包的安全性能。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电池包保护装置，包括：安装基座，安装基座固定设置在用于安装电池包的安装架上；吸能连接组件，吸能连接组件安装在安装基座上，吸能连接组件包括吸能机构和连接机构，其中，连接机构用于连接吸能机构和定位本体，连接机构受外力作用与吸能机构发生相对运动以吸收外力作用产生的能量。

进一步地，安装基座包括安装板，吸能机构包括：滑槽，滑槽设置在安装板上，滑槽包括连接段和吸能段；吸能件，吸能件安装在滑槽内，连接机构连接在吸能件和定位本体上，连接机构受外力作用驱动吸能件沿吸能段发生相对运动以吸收外力作用产生的能量。

进一步地，滑槽包括宽敞部和收缩部，宽敞部形成连接段，收缩部形成吸能段。

进一步地，滑槽包括槽壁光滑的光滑部和槽壁设置有止挡齿的止挡部，光滑部形成连接段，止挡部形成吸能段。

进一步地，吸能件包括滑动套筒，连接机构穿过滑动套筒并与定位本体连接，滑动套筒安装在滑槽内，且滑动套筒的外部形状与连接段的形状相适配。

进一步地，滑动套筒的两端均设置有止挡块。

进一步地，吸能机构还包括：滑槽板，滑槽板设置在安装板上，滑槽板上设置有滑槽，滑槽板上的滑槽与安装板的滑槽相互对齐。

进一步地，滑槽板为一块或多块。

进一步地，连接机构包括连接螺栓或连接销钉。

根据本发明的另一方面，提供了一种电动车，包括电池包和电池包保护装置，电池包通过安装架安装在电动车横梁上，电池包保护装置为上述的电池包保护装置，电动车车身形成定位本体。

应用本发明的技术方案，使用本发明的电池包保护装置的过程中，首先将安装基座固定在用于安装电池包的安装架上，然后再通过连接机构将本发明的电池包保护装置固定连接定位本体上，例如电动车车身上，当电动车发生碰撞时，安装有电池包安装架的车身梁向车体的内部变形，电池包安装架带动电池包保护装置具有向车体内部运动的趋势，此时，连接机构受外力作用，并与吸能机构发生相对运动，连接机构与吸能机构发生相对运动的动力是由外力(例如电动车碰撞产生的作用力)作用提供的，在运动的过程中，吸能连接组件对外力作用产生的能量进行吸收，防止该能量通过电池包安装架传递到电池包上，进而对电池包进行有效保护，提高了电池包在电动车发生碰撞过程中的安全性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的电池包保护装置的立体结构图；

图2示意性示出了本发明的安装基座的立体结构图；

图3示意性示出了本发明的滑动套筒的立体结构图；以及

图4示意性示出了本发明的滑槽板的立体结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、安装基座；11、安装板；20、吸能连接组件；21、吸能机构；211、滑槽；211a、连接段；211b、吸能段；212、吸能件；212a、滑动套筒；212b、止挡块；213、滑槽板；22、连接机构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明的实施例，提供了一种电动车，在实际使用的过程中，一旦电动车发生碰撞，车身横梁结构会向车内部变形，从而带动安装在车身横梁结构上的电池包安装架向内挤压电池包，对电池包造成极大的威胁。

为了防止电池包在电动车发生碰撞的过程中发生损坏，本实施例的电动车设置了一种电池包保护装置，下面结合附图具体介绍本实施例的电池包保护装置。

参见图1至图4所示，在本实施例中，电池包保护装置包括安装基座10和吸能连接组件20。安装基座10固定设置在用于安装电池包的安装架(图中未示出)上，安装基座10与电池包安装架之间可以是焊接也可以通过其他紧固件固定连接；吸能连接组件20安装在安装基座10上，该吸能连接组件20包括吸能机构21和连接机构22，其中，连接机构22用于连接吸能机构21和定位本体，当将本实施例中电池包保护装置安装在电动车中的时候，电动车的车身形成上述的定位本体。

使用本实施例的电池包保护装置的过程中，首先将安装基座10固定在用于安装电池包的安装架上，然后再通过连接机构22将本实施例的电池包保护装置固定连接定位本体上，例如电动车车身上，当电动车发生碰撞时，安装有电池包安装架的车身梁向车体的内部变形，电池包安装架带动电池包保护装置具有向车体内部运动的趋势，此时，连接机构22受外力作用，并与吸能机构21发生相对运动，连接机构22与吸能机构21发生相对运动的动力是由外力(例如电动车碰撞产生的作用力)作用提供的，在运动的过程中，吸能连接组件20对外力作用产生的能量进行吸收，防止该能量通过电池包安装架传递到电池包上，进而对电池包进行有效保护，提高了电池包在电动车发生碰撞过程中的安全性能。

具体来说，本实施例中的安装基座10包括安装板11，该安装板11位于安装基座10的上端，便于支撑和安装吸能连接组件20。

在本实施例中，吸能机构21包括滑槽211和吸能件212。其中，滑槽211设置在安装板11上，且该滑槽211包括连接段211a和吸能段211b。安装时，吸能件212安装在滑槽211的连接端211a内，连接机构22连接在吸能件212和定位本体上，进而将本实施例的电池包保护装置固定在定位本体，即车身上，当电动车发生碰撞的过程中，车身梁带动电池包安装架向电动车的内部变形，电池包保护装置跟随电池包安装架一起向电动车的内部运动，此时，由于连接机构22连接在定位本体，即车身和吸能机构21之间，连接机构22受外力的同时会驱动吸能件212沿吸能段211b发生相对运动，进而将碰撞产生的能量吸收，防止电池包安装架向电动车内部变形而对电池包造成损伤。

参见图2所示，滑槽211包括宽敞部和收缩部，这里的宽敞部和收缩部是相对概念，也就是说，滑槽211被分为两个部分，两部分中较宽敞的部分形成上述的宽敞部，较狭窄的部分形成上述的收缩部，安装时，宽敞部形成连接段211a，收缩部形成吸能段211b。当电动车发生碰撞时，吸能件212从较为宽敞的连接段211a运动至较狭窄的吸能段211b中，吸能件212相对于吸能段211b运动，此时，狭窄的吸能段211b对吸能件212起阻碍作用，电池包保护装置就起到了限力作用，保证车身结构在碰撞初期不会有太大的作用力作用于电池包上，从而减小电池包在碰撞作用力下受到的冲击。在碰撞发生的中期，碰撞力持续推动吸能件212沿滑槽211的吸能段211b运动，由于吸能件212与狭窄的吸能段211b之间形成了一种过盈装配的效果，在吸能件212向内滑动的过程中，吸能件212要将吸能段211b的口径扩张开才能继续滑动，在此过程中滑槽会产生一个持续稳定的变形，这种变形的能量来源于碰撞的动能，从而起到了吸收碰撞能量的效果进而吸收电动车碰撞产生的能量，避免能量传递至电池包而损坏电池包。

在本发明的一种未示出的实施例中，滑槽211包括槽壁光滑的光滑部和槽壁设置有止挡齿的止挡部，光滑部形成连接段211a，止挡部形成吸能段211b。当电动车发生碰撞的过程中，吸能件212从光滑的连接段211a运动至具有止挡齿的吸能段211b，止挡齿会对吸能件212起到阻碍作用，进而吸收电动车碰撞产生的能量。在本发明的其他实施实力中，滑槽211还可以设置为其他形式，例如将滑槽211的延伸方向设置为与电动车通常容易发生碰撞的方向相偏离的方式，这样，当电动车发生碰撞的过程中，吸能件212的运动方向朝向滑槽211的槽壁，便于吸收碰撞产生的能量。

结合图3所示，本实施例中的吸能件212为滑动套筒212a，安装时，连接机构22穿过滑动套筒212a将吸能件212与定位本体固定连接在一起，优选地，连接机构22为连接螺栓或连接销钉，结构简单，便于将滑动套筒212a固定连接在在车身上。

初始状态时，滑动套筒212a安装在滑槽211内，且滑动套筒212a的外部形状与连接段211a相适配，当电动车发生碰撞时，滑动套筒212a受外力作用在滑槽211内发生相对运动，即从连接端211a向吸能段211b运动，此时，由于吸能段211b的口径小于滑动套筒212a的外径，因此滑动套筒212a在达到一定推力时才会开始滑动，此时，电池包保护装置就起到了限力作用，保证车身结构在碰撞初期不会有太大的作用力作用于电池包上，从而减小电池包在其作用力下受到的冲击。在碰撞发生的中期，碰撞力持续推动滑动套筒212a向滑槽211的吸能段211b滑动，由于吸能段211b的较狭窄，口径小于吸能段211b的外径，两个组件间形成了一种过盈装配的效果，在吸能段211b向内滑动的过程中，吸能段211b要将吸能段211b的口径扩张开才能继续滑动，在此过程中滑槽会产生一个持续稳定的变形，这种变形的能量来源于碰撞的动能，从而起到了吸收碰撞能量的效果。在碰撞的最后时刻，滑动套筒212a已经滑动到吸能段211b的远离连接段211a的一端，此时车身设计的碰撞空间也已经积压完成，再向内滑动会导致车身结构直接挤压电池包，有可能会导致电池包的较大伤害，发生起火等现象。因此滑动套筒212a在此时刻停止滑动，由电池箱体中的横梁结构承载剩余的冲击力。由于前期的滑槽211吸收了大部分能量，此时电池的梁结构负担大大减轻，完全可以承受剩余能量的冲击，从而形成了对电池包的最终保护。

结合图4所示，吸能机构21还包括滑槽板213，该滑槽板213可拆卸地设置在安装板11上，滑槽板213上设置有与安装板11上的滑槽211一致的滑槽，滑槽板213上的滑槽211与安装板11的滑槽211相互对齐。安装时，滑动套筒212a穿过对齐的滑槽211的连接段211a并安装在连接段211a内，便于提高本实施例的电池包保护装置的安全性能。优选地，滑槽板213为一块或多块，设计时，滑槽板213可以与安装板11一体设置，也可以通过焊接或紧固螺杆等方式固定在安装板11上。

优选地，本实施例的滑动套筒212a的两端均设置有止挡块212b，两个止挡块212b之间的距离与滑槽板213和安装板叠加后的厚度一致，通过止挡块212b的作用，能够限制滑动套筒212a滑动过程中沿滑槽板213的厚度方向发生运动，提高本实施例的电池包保护装置的稳定性和可靠性。

根据本实施例的结构可以知道，吸能机构21为本装置的核心部件，为了达到一定限力及吸能效果，此滑槽211及滑槽板213需要有一定厚度。在滑槽211的形状类似于钥匙孔。其中一端孔径较大，另外一端孔径较小。较大的孔径的一端孔径与滑动套筒212a的外径相配合，孔的其他部分孔径比较小。开孔的长度应与车身总体设计的可变形空间相配合。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明的电池包保护装置区别于原有的电池包安装系统设计方式，本发明的电池包保护装置对电池安装点的有效起到限力和吸能作用，通过有限元分析软件，在相同的工况下对新旧两种电池安装系统进行对比分析，设置有本发明的电池包保护装置的情况下，电池包的变形降低了31.3％，大大降低碰撞过程中电池包受到的伤害，降低电池起火，爆炸等恶劣情况发生。本发明相对于原有设计方法有重量轻、成本低、设计方法简单、性能可靠且不改变原有的工艺生产顺序等优点，有利于原车型的整改和新车型的开发。在电动车碰撞过程中通过该系统控制车身变形程度，并且通过吸能机构的双级，在变形过程中增加能量吸收，提高了电池包在碰撞过程中的安全性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包保护装置，其特征在于，包括：

安装基座(10)，所述安装基座(10)固定设置在用于安装电池包的安装架上；

吸能连接组件(20)，所述吸能连接组件(20)安装在所述安装基座(10)上，所述吸能连接组件(20)包括吸能机构(21)和连接机构(22)，其中，所述连接机构(22)用于连接所述吸能机构(21)和定位本体，所述连接机构(22)受外力作用与所述吸能机构(21)发生相对运动以吸收外力作用产生的能量。

2.根据权利要求1所述的电池包保护装置，其特征在于，所述安装基座(10)包括安装板(11)，所述吸能机构(21)包括：

滑槽(211)，所述滑槽(211)设置在所述安装板(11)上，所述滑槽(211)包括连接段(211a)和吸能段(211b)；

吸能件(212)，所述吸能件(212)安装在所述滑槽(211)内，所述连接机构(22)连接在所述吸能件(212)和所述定位本体上，所述连接机构(22)受外力作用驱动所述吸能件(212)沿所述吸能段(211b)发生相对运动以吸收外力作用产生的能量。

3.根据权利要求2所述的电池包保护装置，其特征在于，所述滑槽(211)包括宽敞部和收缩部，所述宽敞部形成所述连接段(211a)，所述收缩部形成所述吸能段(211b)。

4.根据权利要求2所述的电池包保护装置，其特征在于，所述滑槽(211)包括槽壁光滑的光滑部和槽壁设置有止挡齿的止挡部，所述光滑部形成所述连接段(211a)，所述止挡部形成所述吸能段(211b)。

5.根据权利要求2所述的电池包保护装置，其特征在于，所述吸能件(212)包括滑动套筒(212a)，所述连接机构(22)穿过所述滑动套筒(212a)并与所述定位本体连接，所述滑动套筒(212a)安装在所述滑槽(211)内，且所述滑动套筒(212a)的外部形状与连接段(211a)的形状相适配。

6.根据权利要求5所述的电池包保护装置，其特征在于，所述滑动套筒(212a)的两端均设置有止挡块(212b)。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的电池包保护装置，其特征在于，所述吸能机构(21)还包括：

滑槽板(213)，所述滑槽板(213)设置在所述安装板(11)上，所述滑槽板(213)上设置有所述滑槽(211)，所述滑槽板(213)上的所述滑槽(211)与所述安装板(11)的所述滑槽(211)相互对齐。

8.根据权利要求7所述的电池包保护装置，其特征在于，所述滑槽板(213)为一块或多块。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电池包保护装置，其特征在于，所述连接机构(22)包括连接螺栓或连接销钉。

10.一种电动车，包括电池包和电池包保护装置，所述电池包通过安装架安装在电动车横梁上，其特征在于，所述电池包保护装置为权利要求1至9中任一项所述的电池包保护装置，电动车车身形成所述定位本体。