CN106314114A - 电动汽车电池包固定装置及具有其的车身地板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电动汽车电池包固定装置，包括两个车身纵梁总成、两个车身中通道加强梁以及与车身中通道加强梁、车身纵梁总成和电池包连接且用于对电池包提供支撑的支撑组件，两个车身纵梁总成之间为容纳电池包的空间。本发明的电动汽车电池包固定装置，具有整体布局合理，结构简单紧凑，空间利用率高，安装拆卸方便，可靠性稳定性好等优点；该固定装置不仅保证了整体的刚度强度，可以承受电池包较大的重量，承载能力强，具有良好的稳定性和安全性，能够满足电池包的安装可靠性要求。本发明还提供了一种车身地板结构。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体地说，本发明涉及一种电动汽车电池包固定装置及具有其的车身地板结构。
背景技术
随着能源环境危机的加剧，研究一种能够缓解能源压力、降低环境污染的节能环保汽车就显得尤为重要，纯电动汽车是未来汽车工业的主要发展方向之一。
纯电动汽车是以动力电池和驱动电机代替传统动力源的汽车，其中动力电池是纯电动汽车的核心部件。动力电池作为纯电动汽车的主要动力来源，电池包的安装固定可靠性必须得到保证，对其安全性起着至关重要的作用。
为了保证足够的持续行驶能力，纯电动汽车需要安装大量的动力电池。现有技术中存在不少问题和技术难题：
现有的纯电动汽车大多都是由传统动力汽车改进而来，但是电池包的固定安装对传统的车身结构是一个严峻的考验。几百公斤重的电池包，不能直接安装在车身地板上，需要调整车身结构，使其满足装配电池包装置需要的刚度强度。在不大幅度改动现有车身结构的情况下，用于安装动力电池的空间非常有限。一般纯电动汽车将动力电池包设置在前舱或者行李箱下面，这两种方式都使得汽车前后轴承受的载荷过高，造成前后轴载荷分布不均。同时这种布置方式对后地板结构设计极具挑战性，需要考虑的因素很多，在考虑空间合理布局的同时，还需要加强后地板的结构强度。动力电池体积较大，重量较重，在设计动力电池布置空间和固定安装结构的时候，容易影响到车身部件功能、车身强度及其安全性能。而且电池包占据空间较大，装拆和维修都比较困难，在装拆时对车身地板影响较大，容易造成车身地板的破坏，增加了维修费用和难度。
而有些纯电动汽车根据整车布置的需要，为了增大行李箱空间，车身后地板设计成电池舱式的结构，电池包装置于该电池舱内部。然而电池包重量较大，汽车在行驶过程中，电池包会受到振动或者冲击载荷，若直接让电池舱底部承载电池包，很难安全可靠的固定动力电池包。现有技术中通过增加固定结构实现电池包在车身后地板上的固定，然而由于电池重量较大，较少的固定装置可能产生应力集中，因而对车身强度刚度都可能产生较大的影响。同时现有的电池包固定装置设计的较为薄弱，强度刚度性能较差，在实际中抗振动和抗冲击能力不可靠，固定结构往往存在连接不够牢固、容易松动，以及结构复杂等不足之处。
因此，研发结构简单、轻量化、结构安全可靠的纯电动汽车电池包固定装置已经成为纯电动汽车行业的研究热点。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种电动汽车电池包固定装置及具有其的车身地板结构，目的是提高工作性能的可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：电动汽车电池包固定装置，包括两个车身纵梁总成、两个车身中通道加强梁以及与车身中通道加强梁、车身纵梁总成和电池包连接且用于对电池包提供支撑的支撑组件，两个车身纵梁总成之间为容纳电池包的空间。
所述支撑组件设置两个且两个支撑组件分别与一个所述车身纵梁总成、一个所述车身中通道加强梁和电池包的一侧部连接。
所述支撑组件包括多个安装支架。
所述多个安装支架包括第一支架、第二支架、第三支架、第四支架、第五支架、第六支架和第七支架，第一支架、第二支架、第三支架、第四支架、第五支架和第六支架为沿所述电池包的长度方向依次设置，第六支架和第七支架连接。
所述第六支架的一端与所述电池包焊接连接，第六支架的另一端与所述第七支架的一端连接，第七支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
所述第一支架的一端与所述电池包焊接连接，第一支架的另一端与所述车身中通道加强梁连接。
所述第二支架的一端与所述电池包焊接连接，第二支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
所述第三支架的一端与所述电池包焊接连接，第三支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
所述第四支架的一端与所述电池包焊接连接，第四支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
所述第五支架的一端与所述电池包焊接连接，第五支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
所述车身纵梁总成包括依次连接的前纵梁、纵梁本体和后纵梁，所述两个车身中通道加强梁位于两个前纵梁之间。
所述第二支架、第三支架、第四支架和第五支架的一端与所述电池包焊接连接，第二支架、第三支架和第四支架的另一端与所述纵梁本体通过螺栓连接。
所述第七支架竖直设置于所述后纵梁的内侧，第七支架的一端通过螺栓与所述第六支架连接，第七支架的另一端通过螺栓与后纵梁连接。
本发明还提供了一种车身地板结构，包括前地板和后地板，还包括上述电动汽车电池包固定装置，电动汽车电池包固定装置与所述前地板和所述后地板连接。
本发明的电动汽车电池包固定装置，具有整体布局合理，结构简单紧凑，空间利用率高，安装拆卸方便，可靠性稳定性好等优点；该固定装置不仅保证了整体的刚度强度，可以承受电池包较大的重量，承载能力强，具有良好的稳定性和安全性，能够满足电池包的安装可靠性要求，同时对车身地板进行了有效加强，避免了噪声的产生，而且电池包安装支架均设置有合理的加强筋特征，避免设计成结构复杂、体积重量较大的结构，还达到了结构轻量化的目的，获得了符合轻量化设计和保证结构刚度强度性能双重有益效果，可以有效降低制造成本，减轻车身重量，具有很好的市场前景。
附图说明
图1为本发明电动汽车电池包固定装置的结构示意图；
图2为第一支架与电池包连接处的结构示意图；
图3为第二支架、第三支架与电池包连接处的结构示意图；
图4为第四支架、第五支架与电池包连接处的结构示意图；
图5为第六支架和第七支架连接处的结构示意图；
图6为第六支架和第七支架与后纵梁连接处的结构示意图；
图7为车身地板的结构示意图；
上述图中的标记均为：1、第一支架；2、第二支架；3、第三支架；4、第四支架；5、第五支架；6、第六支架；7、第七支架；8、中通道加强梁；9、下壳体；10、电池包加强板；11、安装孔；12、前纵梁；13、纵梁本体；14、后纵梁；15、螺栓；16、前地板；17、后地板。
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，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图6所示，本发明提供了一种电动汽车电池包固定装置，包括两个车身纵梁总成、两个车身中通道加强梁8以及与车身中通道加强梁8、车身纵梁总成和电池包连接且用于对电池包提供支撑的支撑组件，两个车身纵梁总成之间为容纳电池包的空间。
具体地说，如图1至图6所示，两个车身纵梁总成和两个车身中通道加强梁8均为相平行设置，两个车身中通道加强梁8位于两个车身纵梁总成之间。支撑组件也设置两个，两个支撑组件分别与一个车身纵梁总成、一个车身中通道加强梁8和电池包的一侧部连接，即两个支撑组件在电池包相对两侧对电池包提供支撑，使电池包呈水平状态安装在两个车身纵梁总成之间，以最大程度的合理利用有限的车身前地板16的下部空间，空间利用率高，形式简单，而且可以使电池包对称设置在中通道两侧，避免了放在一侧而造成的重量不平衡，既不影响到车身重心和稳定，又不会影响到车辆的安全性和舒适性。
如图1至图3所示，电池包的结构如同本领域技术人员所公知的那样，电池包的主体结构包括上壳体(图中未示出)和下壳体9，上壳体位于下壳体9的上方，上壳体和下壳体9之间采用螺栓固定连接，可以方便的安装和拆卸。由于电池包内的电池等部件的体积较大，重量较大，下壳体9很难安全可靠的固定动力电池，因此在电池包的下壳体9上设置有多个电池包加强板10，从而保证了电池包下壳体9自身的刚度强度性能，避免汽车行驶在比较恶劣的路况时，导致电池包下壳体9开裂。电池包加强板10设置于下壳体9的侧边缘处且用于与支撑组件连接，以使支撑组件为电池包提供支撑。
如图1至图6所示，车身纵梁总成包括依次连接的前纵梁12、纵梁本体13和后纵梁14，前纵梁12的后端与纵梁本体13的前端固定连接，纵梁本体13的后端与后纵梁14的前端固定连接，纵梁本体13的长度方向与车身和电池包的长度方向相平行，两个车身中通道加强梁8位于两个前纵梁12之间，前纵梁12大致呈Z字形结构。车身中通道加强梁8的长度方向与纵梁本体13的长度方向相平行，两个车身纵梁总成之间为容纳两个车身中通道加强梁8和电池包的空间，电池包的前端部分嵌入两个车身中通道加强梁8之间。
如图1至图6所示，支撑组件包括多个安装支架。多个安装支架包括第一支架1、第二支架2、第三支架3、第四支架4、第五支架5、第六支架6和第七支架7，第一支架1、第二支架2、第三支架3、第四支架4、第五支架5和第六支架6为沿电池包的长度方向依次设置，第六支架6和第七支架7固定连接。第六支架6的一端与电池包加强板10焊接连接，第六支架6的另一端与第七支架7的一端连接，第七支架7的另一端与车身纵梁总成连接。
如图1至图6所示，第一支架1大致呈Z字形结构，第一支架1的一端与电池包的下壳体9焊接连接，第一支架1的另一端通过螺栓与车身中通道加强梁8连接，相应在第一支架1的端部设有让螺栓穿过的通孔。
如图1至图6所示，第二支架2、第三支架3、第四支架4和第五支架5为沿纵梁本体13的长度方向依次设置，第二支架2、第三支架3、第四支架4和第五支架5均大致呈Z字形结构。第二支架2的一端与电池包加强板10焊接连接，第二支架2的另一端通过螺栓与前纵梁12固定连接，相应在第二支架2的端部设有让螺栓穿过的通孔。第三支架3的一端与电池包加强板10焊接连接，第三支架3的另一端通过螺栓与纵梁本体13固定连接，相应在第三支架3的端部设有让螺栓穿过的通孔。第四支架4的一端与电池包加强板10焊接连接，第四支架4的另一端通过螺栓与后纵梁14固定连接，相应在第四支架4的端部设有让螺栓穿过的通孔。第五支架5的一端与电池包加强板10焊接连接，第五支架5的另一端通过螺栓与后纵梁14固定连接，相应在第五支架5的端部设有让螺栓穿过的通孔。
如图1至图6所示，第七支架7竖直设置于后纵梁14的内侧，第七支架7的一端通过螺栓与第六支架6的端部固定连接，第七支架7的另一端通过螺栓与后纵梁14固定连接，第六支架6的另一端与电池包加强板10焊接连接。
如图1至图4所示，电池包加强板10包括与下壳体9固定连接的本体部分和与本体部分连接且朝向本体部分外侧延伸的外延连接部分，外延连接部分设置多个且沿本体部分的长度方向依次设置。电池包加强板10的外延连接部分共设置四个且四个外延连接部分分别与一个安装支架位置对齐，四个外延连接部分中，第一个外延连接部分夹紧在第二支架2和前纵梁12之间且该第一个外延连接部分具有让螺栓穿过的通孔，第二个外延连接部分夹紧在第三支架3和纵梁本体13之间且该第二个外延连接部分具有让螺栓穿过的通孔，第三个外延连接部分夹紧在第四支架4和后纵梁14之间且该第三个外延连接部分具有让螺栓穿过的通孔，第四个外延连接部分夹紧在第五支架5和后纵梁14之间且该第四个外延连接部分具有让螺栓穿过的通孔。
作为优选的，第一支架1、第二支架2、第三支架3、第四支架4、第五支架5和第六支架6与下壳体9和电池包加强板10采用点焊方式进行连接，保证了连接的有效性。同时，第一支架1、第二支架2、第三支架3、第四支架4、第五支架5和第六支架6上均设置有加强筋，避免设计成结构复杂、体积重量较大的结构。
上述结构的电动汽车电池包固定装置的结构特点在于，将电池包的重量传递至车身纵梁上，优化了车身的扭转刚度，可靠性高。实际生产中，先将电池包装配好，在原生产线后，再增加工序进行总装，直接采用螺栓连接到车身上即可完成装配，采用这种装配方式不影响原有的生产工艺，而且安装拆卸方便安装方便，提高了生产效率，降低了工作难度，也便于后期拆卸维护。
如图1和图7所示，本发明还提供了一种车身地板结构，包括前地板16、后地板17和上述结构的电动汽车电池包固定装置，此固定装置的具体结构可参照图1至图6，在此不再赘述。由于本发明的车身地板结构包括上述实施例中的固定装置，所以其具有上述固定装置的所有优点。前地板16的后端与后地板17的前端固定连接且两者沿车身长度方向依次设置，电动汽车电池包固定装置的两个车身纵梁总成分别与前地板16和后地板17的一侧部固定连接，两个车身中通道加强梁8与前地板16固定连接。形成的车身地板结构较为平整，并向上抬高一定的距离，增大了电池包的空间。电池包可以与车身地板完全贴合，极大程度的提高了空间利用率。同时在前地板16和后地板17上设置了大量的条形加强筋，保证了车身地板结构整体的刚度强度性能。
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 (10)
1.电动汽车电池包固定装置，其特征在于：包括两个车身纵梁总成、两个车身中通道加强梁以及与车身中通道加强梁、车身纵梁总成和电池包连接且用于对电池包提供支撑的支撑组件，两个车身纵梁总成之间为容纳电池包的空间。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述支撑组件设置两个且两个支撑组件分别与一个所述车身纵梁总成、一个所述车身中通道加强梁和电池包的一侧部连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述支撑组件包括多个安装支架。
4.根据权利要求3所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述多个安装支架包括第一支架、第二支架、第三支架、第四支架、第五支架、第六支架和第七支架，第一支架、第二支架、第三支架、第四支架、第五支架和第六支架为沿所述电池包的长度方向依次设置，第六支架和第七支架连接。
5.根据权利要求4所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述第六支架的一端与所述电池包焊接连接，第六支架的另一端与所述第七支架的一端连接，第七支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
6.根据权利要求4或5所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述第一支架的一端与所述电池包焊接连接，第一支架的另一端与所述车身中通道加强梁连接。
7.根据权利要求4或5或6所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述第二支架的一端与所述电池包焊接连接，第二支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
8.根据权利要求4至7任一所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述第三支架的一端与所述电池包焊接连接，第三支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
9.根据权利要求4至8任一所述的电动汽车电池包固定装置，其特征在于：所述第四支架的一端与所述电池包焊接连接，第四支架的另一端与所述车身纵梁总成连接。
10.车身地板结构，包括前地板和后地板，其特征在于：还包括权利要求1至9任一所述的电动汽车电池包固定装置，电动汽车电池包固定装置与所述前地板和所述后地板连接。
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