CN105280859B - 电动汽车电池系统碰撞防护结构及其装配方法和拆卸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池系统碰撞防护结构，多个防护结构布置在电池模组周边，防护结构设有应变式压力传感器；应变式压力传感器设有弹性敏感元件和箔式应变计；应变式压力传感器安装在安装护板中；安装护板上设有卡扣和限位挡块；应变式压力传感器通过卡扣和限位挡块定位和卡紧在安装护板中。本发明还公开了该碰撞防护结构的装配方法及拆卸方法。采用上述技术方案，在电池系统中，配合BMS对电池碰撞进行监测，起到防护电池及整车的作用；箔式应变传感器有灵敏度高、粘贴牢固、散热性好、耐潮湿、绝缘性好、蠕变及机械滞后小等优点；本发明的装配结构简单、质量轻，便于安装拆卸，能够较好的运用在电池系统安全性防范中。

Description

电动汽车电池系统碰撞防护结构及其装配方法和拆卸方法
技术领域
本发明属于新能源电动汽车的技术领域，涉及其电池系统。更具体地，本发明涉及一种电动汽车电池系统碰撞防护结构，另外，本发明还涉及该碰撞防护结构的装配方法、拆卸方法。
背景技术
电动汽车在运行及充电过程中，可能出现意外事故，如碰撞、翻车等危险工况，造成动力系统的窜动、挤压、短路、开裂、漏电、热冲击、爆炸、燃烧等，由此造成电动汽车对乘员的机械伤害、电伤害、化学伤害、电池爆炸伤害以及燃烧伤害等，并可能引发更大的继发性事故以及二次伤害，本发明主要来源于电动汽车动力电池系统的碰撞防护措施。
电动汽车电池管理系统(BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。
通常BMS采集的核心数据为电压V、电流I和温度T。当车辆发生突然性强烈碰撞时，可能会损伤电池甚至造成电池隔膜破裂，短路后会引起爆炸性的危险，因为此时电压的变化是在电池碰撞损伤后才反馈到BMS的，在BMS监测到电压变化后有可能已经来不及作出防护指令了。
发明内容
本发明提供一种电动汽车电池系统碰撞防护结构，其目的是对电池碰撞进行防护及起到保护整车的作用。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的电动汽车电池系统碰撞防护结构，多个所述的防护结构布置在电池模组周边，所述的防护结构设有应变式压力传感器。
所述的应变式压力传感器设有弹性敏感元件和箔式应变计。
所述的箔式应变计包括基底、箔纸、引线和保护层。
所述的应变式压力传感器安装在安装护板中；所述的安装护板上设有卡扣和限位挡块；所述的应变式压力传感器通过卡扣和限位挡块定位和卡紧在所述的安装护板中。
所述的防护结构设有波纹管，所述的波纹管与安装护板连接，所述的应变式压力传感器伸出安装护板外的引线套装在波纹管中。
所述的波纹管的与与安装护板连接的相反端部设有接插件，所述的应变式压力传感器的引线通过接插件与所述电动汽车的电池管理系统连接。
所述的安装护板采用一面两销的定位安装方式安装固定在电池模组的两定位销上。
所述的应变式压力传感器位于安装护板内的引线卡在安装护板的限位卡槽内。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构的装配方法，所述的装配方法涉及的方向定义如下：
x——安装护板上朝向安装波纹管的相反一端；
z——安装护板上安装应变式压力传感器的表面所面对的方向；
y——与x、z方向垂直的方向；
所述装配方法的步骤为：
第一步：将波纹管、插件与应变式压力传感器的引线装配好；
第二步：将应变式压力传感器的引线分别安装在安装护板的限位卡槽内；
第三步：将应变式压力传感器的弹性金属板先安装在一侧的z向限位挡块内，再轻轻下压，使弹性金属板亦安装在另一侧的z向限位挡块内，然后下压，将弹性金属板向x正向前移，将弹性金属板装入x向限位块内并顶着x向限位挡块，而y向可通过控制弹性金属板宽度与护板宽度的尺寸及公差配合来限位弹性金属板，这样，整个弹性金属板被安装到位；
第四步，用卡扣将引线与护板捆绑住，装配完成。
所述碰撞防护结构的拆卸方法为：
若需要拆卸时，则将弹性金属板向x正向前移，并下压限位挡块，然后将弹性金属板向x负方向移动，之后的拆卸方法的顺序与装配方法的顺序相反即可。
本发明将上述技术方案运用在电池系统中，配合BMS对电池碰撞进行监测，起到防护电池及整车的作用；箔式应变传感器有灵敏度高、粘贴牢固、散热性好、耐潮湿、绝缘性好、蠕变及机械滞后小等优点；本发明的装配结构简单、质量轻，便于安装拆卸，能够较好的运用在电池系统安全性防范中。
附图说明
附图所示内容及图中标记的简要说明如下：
图1为本发明中安装护板的结构示意图；
图2为图3中应变式压力传感器的结构示意图；
图3为本发明装配完成的结构示意图；
图4为本发明安装护板上的卡扣及限位结构示意图。
图2至图3中标记为：
1、应变式压力传感器，2、安装护板，3、波纹管，4、接插件，5、卡扣。
图4中的标记为：
1～6，均为z向限位挡块，7、x向限位块，8、x向限位块，9、x向限位挡块。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1至图4所示的本发明的结构，为一种电动汽车电池系统碰撞防护结构，多个所述的防护结构布置在电池模组周边。
本发明涉及是电动汽车电池系统中的碰撞防护结构及其装配、拆卸方法的技术方案，能够运用在电池系统中，配合BMS对碰撞进行监测，起到防护电池及整车的作用。电池包内部增加碰撞防护是非常必要性的。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现对电池碰撞进行防护及起到保护整车的作用的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1至图3所示，本发明的电动汽车电池系统碰撞防护结构，所述的防护结构设有应变式压力传感器1。
本发明是在电阻应变式传感器的工作原理基础上演变而来的。电阻应变式传感器是以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。
电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、外壳等组成。其工作原理是：弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。
采用本发明的技术方案，能够配合BMS对超过设定的撞击力度进行迅速、可靠的防护。
所述的应变式压力传感器1设有弹性敏感元件和箔式应变计。
所述的箔式应变计包括基底、箔纸、引线和保护层。
该应变式压力传感器1为电阻应变式传感器，由弹性敏感元件、箔式应变计(由基底、箔纸、引线、保护层组成)构成，与安装护板装配好后布置在电池模组周边。
箔式应变传感器有灵敏度高、粘贴牢固、散热性好、耐潮湿、绝缘性好、蠕变及机械滞后小等优点。而该装配结构简洁、质量轻，便于安装拆卸，能够较好的运用在电池系统安全性防范中。
所述的应变式压力传感器1安装在安装护板2中；所述的安装护板2上设有卡扣5和限位挡块；所述的应变式压力传感器1通过卡扣5和限位挡块定位和卡紧在所述的安装护板2中。
电阻应变式传感器1的主体和其引线通过安装护板2的限位挡块和卡扣5安装在护板上。
所述的防护结构设有波纹管3，所述的波纹管3与安装护板2连接，所述的应变式压力传感器1伸出安装护板2外的引线套装在波纹管3中。
所述的波纹管3的与与安装护板2连接的相反端部设有接插件4，所述的应变式压力传感器1的引线通过接插件4与所述电动汽车的电池管理系统(BMS)连接。
所述的安装护板2采用一面两销的定位安装方式安装固定在电池模组的两定位销上。插件4则通过对接插件、线束完成BMS电信号的采集。
所述的应变式压力传感器1位于安装护板2内的引线卡在安装护板2的限位卡槽内。
本发明的整体工作原理为：
当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值的变化，此信号经碰撞保护电路采集处理，通过硬件电路连接到继电器控制电路，若撞击力度达到设定值，则强制断开动力电池主回路的继电器线圈回路开关，切断主回路继电器，从而起到防护的作用。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构的装配方法。
首先，对所述的装配方法涉及的方向定义如下：
x——安装护板2上朝向安装波纹管3的相反一端；
z——安装护板2上安装应变式压力传感器1的表面所面对的方向；
y——与x、z方向垂直，且为安装护板2的侧面方向；
具体地，所述碰撞防护结构的装配方法的步骤为：
第一步：将波纹管3、插件4与应变式压力传感器1的引线装配好；如图2所示；
第二步：将应变式压力传感器1的引线分别安装在安装护板2的限位卡槽a、限位卡槽b、限位卡槽c、限位卡槽d内；如图3所示；
第三步：将应变式压力传感器1的弹性金属板先安装在一侧的z向限位挡块1、z向限位挡块2、z向限位挡块3、z向限位挡块4内，再轻轻下压，使弹性金属板亦安装在另一侧的z向限位挡块5、z向限位挡块6内，然后下压，将弹性金属板向x正向前移，将弹性金属板装入x向限位块7、x向限位块8内并顶着x向限位挡块9；而y向可通过控制弹性金属板宽度与护板宽度的尺寸及公差配合来限位弹性金属板，这样，整个弹性金属板被安装到位；如图4所示；
第四步，用卡扣5将引线与护板捆绑住，装配完成。如图1所示。
所述碰撞防护结构的拆卸方法为：
若需要拆卸时，则将弹性金属板向x正向前移，并下压限位挡块9，然后将弹性金属板向x负方向移动，之后的拆卸方法的顺序与装配方法的顺序相反即可。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车电池系统碰撞防护结构，多个所述的防护结构布置在电池模组周边；所述的防护结构设有应变式压力传感器(1)；
其特征在于：
所述的应变式压力传感器(1)安装在安装护板(2)中；所述的安装护板(2)上设有卡扣(5)和限位挡块；所述的应变式压力传感器(1)通过卡扣(5)和限位挡块定位和卡紧在所述的安装护板(2)中；
所述的防护结构设有波纹管(3)，所述的波纹管(3)与安装护板(2)连接，所述的应变式压力传感器(1)伸出安装护板(2)外的引线套装在波纹管(3)中。
2.按照权利要求1所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构，其特征在于：所述的应变式压力传感器(1)设有弹性敏感元件和箔式应变计。
3.按照权利要求2所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构，其特征在于：所述的箔式应变计包括基底、箔纸、引线和保护层。
4.按照权利要求1所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构，其特征在于：所述的波纹管(3)的与安装护板(2)连接的相反端部设有接插件(4)，所述的应变式压力传感器(1)的引线通过接插件(4)与所述电动汽车的电池管理系统连接。
5.按照权利要求1所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构，其特征在于：所述的安装护板(2)采用一面两销的定位安装方式安装固定在电池模组的两定位销上。
6.按照权利要求1所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构，其特征在于：所述的应变式压力传感器(1)位于安装护板(2)内的引线卡在安装护板(2)的限位卡槽内。
7.应用于权利要求1至6中任一项所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构的装配方法，所述的装配方法涉及的方向定义如下：
x——安装护板(2)上朝向安装波纹管(3)的相反一端；
z——安装护板(2)上安装应变式压力传感器(1)的表面所面对的方向；
y——与x、y方向垂直的方向；
其特征在于所述装配方法的步骤为：
第一步：将波纹管(3)、插件(4)与应变式压力传感器(1)的引线装配好；
第二步：将应变式压力传感器(1)的引线分别安装在安装护板(2)的限位卡槽(a、b、c、d)内；
第三步：将应变式压力传感器(1)的弹性金属板先安装在一侧的z向限位挡块(1、2、3、4)内，再轻轻下压，使弹性金属板亦安装在另一侧的z向限位挡块(5、6)内，然后下压，将弹性金属板向x正向前移，将弹性金属板装入x向限位块(7、8)内并顶着x向限位挡块(9)，而y向可通过控制弹性金属板宽度与护板宽度的尺寸及公差配合来限位弹性金属板，这样，整个弹性金属板被安装到位；
第四步，用卡扣(5)将引线与护板捆绑住，装配完成。
8.按照权利要求7所述的电动汽车电池系统碰撞防护结构的拆卸方法，其特征在于：
若需要拆卸时，则将弹性金属板向x正向前移，并下压限位挡块(9)，然后将弹性金属板向x负方向移动，之后的拆卸方法的顺序与装配方法的顺序相反即可。
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