CN106494207A - 牵引电池双级安装支架 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种牵引电池双级安装支架。一种车辆包括车身结构和用于向动力传动系统提供电力的牵引电池。车辆还包括将牵引电池连接到车身结构的支架。支架限定薄弱元件，所述薄弱元件被构造为充分地限制牵引电池的运动，并且响应于电池上的力大于第一阈值而断开。支架还限定可延伸部分，所述可延伸部分适于在薄弱元件断开后展开，以允许牵引电池的移位受牵制。

Description

牵引电池双级安装支架

技术领域

本公开涉及用于车辆牵引电池的安装结构。

背景技术

电气化车辆采用牵引电池来向动力传动系统提供推进动力。牵引电池可包括容纳在电池外壳内的多个内部电池单元。牵引电池可固定在车辆结构上的若干不同位置，这与电池组件的尺寸和质量有关。取决于牵引电池安装的位置，由冲击负载所产生的对车辆的结构性侵入可与电池结构相互影响。

发明内容

在至少一个实施例中，一种车辆包括车身结构和用于向动力传动系统提供电力的牵引电池。所述车辆还包括将牵引电池连接到车身结构的支架。支架限定薄弱元件，所述薄弱元件被构造为充分地限制牵引电池的运动并且响应于电池上的力大于第一阈值而断开。支架还限定可延伸部分，可延伸部分适于在薄弱元件断开后展开，以允许牵引电池的移位受牵制。

在至少一个实施例中，牵引电池安装装置包括被构造为将牵引电池保持到车辆结构的薄弱元件。安装装置还包括适于允许牵引电池相对于车辆结构的平移受牵制的可变形部分。薄弱元件被构造为响应于牵引电池上的力大于阈值而分离。一旦薄弱元件分离，那么可变形部分在长度方向延伸以牵制住牵引电池。

根据本发明的一个实施例，可变形部分的长度延伸量与由车辆碰撞引起的侵入到车辆结构中的量成比例。

根据本发明的一个实施例，薄弱元件通过至少一个铆钉连接到可变形部分，所述铆钉被布置为响应于牵引电池上受到的力大于阈值而断开。

根据本发明的一个实施例，可变形部分由相比于薄弱元件的材料具有更高的延展性的材料形成。

根据本发明的一个实施例，可变形部分包括被构造为当可变形部分在长度上扩展时而展开的蛇形形状。

根据本发明的一个实施例，薄弱元件在第一端与安装装置一体地形成，并且在第二端通过紧固件固定到安装装置。

在至少一个实施例中，牵引电池安装装置包括连接到车辆结构的第一部分和连接到牵引电池的第二部分。安装装置还包括将第一部分连接到第二部分的互连部分。互连部分限定薄弱的带，所述带适于响应于力小于阈值而充分地阻止牵引电池的移位，并且响应于力大于阈值而分离或分开。

牵引电池安装装置的互连部分还可包括至少一个可变形的带，一旦薄弱的带断开，所述可变形的带适于在长度上展开。

根据本发明的一个实施例，提供一种牵引电池安装装置，包括：第一部分，连接到车辆结构；第二部分，连接到牵引电池；互连部分，将第一部分连接到第二部分，其中，互连部分包括至少一个可延伸的带，所述带适于响应于负载大于阈值而在长度上扩展。

根据本发明的一个实施例，可延伸的带包括滑动连接到固定元件的运动元件，其中，运动元件连接到牵引电池，并且响应于负载大于阈值而允许牵引电池的移位受牵制。

根据本发明的一个实施例，可延伸的带限定适于在可延伸的带在长度上延伸时而展开的蛇形形状。

根据本发明的一个实施例，互连部分还包括薄弱的带，所述带适于响应于力小于阈值而充分地阻止牵引电池的移位，并且响应于力大于阈值而分离。

根据本发明的一个实施例，薄弱的带由具有比形成可延伸的带的材料更刚硬的材料形成。

根据本发明的一个实施例，薄弱的带在第一端与第一部分一体地形成，并且在第二端通过紧固件固定到第二部分。

附图说明

图1是具有牵引电池的车辆的示意性侧视图。

图2是牵引电池安装支架的实施例。

图3是牵引电池安装支架的替代实施例。

图4A是连接到牵引电池的安装支架变形前的立视图。

图4B是连接到牵引电池的安装支架变形后的立视图。

图5是牵引电池安装支架的进一步的实施例。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的详细实施例。然而，应理解公开的实施例仅为本发明的示例，本发明可以采用各种和替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。所以，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以各种形式利用本发明的代表性基础。

参照图1，示出了根据本公开的一方面的车辆100的侧视示意图。车辆100包括用于向动力传动系统提供电力的高电压牵引电池102。在提供的示例中，牵引电池102被容纳在车辆100的下后部。更具体地，电池102可被容纳在行李舱104内。

牵引电池102可包括外部壳体106，以装入用于存储能量并向车辆动力传动系统提供电力的若干相互连接的电池单元。装入壳体106内的电池单元的数量可基于用于存储能量的电池单元的期望功率级和类型而变化。在一些实施方式中，在牵引电池内部可具有组合的数百个电池单元。大数量的电池单元的堆积有助于牵引电池的整体尺寸和质量。牵引电池在车辆结构内的位置可由到车辆结构的固定类型来控制。在至少一个实施例中，牵引电池102的壳体被固定到车身结构的地板部或地板结构108。

安装支架110将从牵引电池壳体106延伸的凸缘112连接到车辆的地板结构108。支架110限定附于地板部108的第一部分114、附于牵引电池壳体106的第二部分116以及在第一部分114和第二部分116之间的互连部分118。在图1的示例中，互连部分118以大约90度角连接第一部分114和第二部分116。这样，与将牵引电池固定到车辆结构相关的横向负载可施加到互连部分118。

在车辆100的正常运行条件下，支架110被构造为充分地阻止牵引电池102的移位。这样，在驾驶中遇到车辆负载时电池102可被固定就位。相比在正常车辆运行条件期间所遇到的负载，如果发生车辆碰撞，来自外源的水平负载明显更高。负载的增加可导致车辆结构的各部分的变形。由车辆碰撞造成侵入到乘客舱、发动机室和/或后部存储舱的结构中。相对于侵入到存放牵引电池的车厢中而言，可能希望允许牵引电池102的移位受牵制(tethered)以减少由车辆碰撞引起的侵入到电池外壳中的风险。在一些情况下，这可通过使用除支架110以外的单独的牵制装置来实现。在其他实施例中，牵制机构集成在单独的安装支架组件中。

图1的箭头120大致表示了由于碰撞而施加在车辆100上的外部负载的方向。虽然在提供的示例中示出了后部碰撞，但是来自不同方向的车辆碰撞负载均可通过根据本公开的安装支架来减轻。因为牵引电池可存储在车辆结构的一部分(比如中部或前部)中，所以根据本公开的安装支架可操作为使施加到安装有电池的每个相应位置的外部碰撞负载减轻。

在至少一个实施例中，安装支架被构造为响应于施加到牵引电池壳体的负载的范围而提供两级刚度。在正常操作条件下，安装支架足够刚硬以充分地阻止电池相对于车辆结构的运动。这些常见的负载通常包括来自驾驶的振动，并且支架必须足够刚硬以抵抗可能产生嗡嗡声、吱吱声或咯咯声的小运动。此外，由道路负载引起的小的周期运动可能会降低支架的耐久性并缩短其使用寿命。例如，在车辆碰撞期间，电池外壳上超过阈值的较高负载可引起支架延伸，以根据侵入车辆结构的情况而允许牵引电池的移位受牵制。

在图1的示例中，示出安装支架110位于牵引电池102的后侧，在此，车辆受到撞击。在某些情况下，车辆的这部分可在支架被示出连接到车辆结构的区域发生变形。在替代构造中，安装支架可将牵引电池的前部固定到车辆结构中不太可能由于车辆碰撞而倒塌的区域。通过将牵引电池固定到处于不易发生变形的位置的结构，电池相对于车身连接点的运动会更加可预测。

图2示出了根据本公开的双级安装支架210的示例。与前面的示例类似，第一部分214固定到车辆结构的一部分，第二部分216固定到牵引电池。安装支架210还包括将支架的第一部分214连接到第二部分216的互连部分218。互连部分218包括薄弱元件222，薄弱元件222被构造为在正常运行条件下充分地限制牵引电池的运动并响应于电池上的力大于第一阈值而断开。在图2的示例中，薄弱元件222的上端224一体地连接到第一部分214。通过将薄弱元件222构造为与安装支架210集成一体，可由单个冲压部件形成支架，以降低成本和复杂性。薄弱元件222的下端226通过紧固件228固定到安装支架的第二部分216。紧固件228可与安装支架的其余部分由不同的材料形成。更具体地，紧固件可由比支架210的剩余部分软的材料形成。紧固件的直径和材料使得双级支架能够调节，从而紧固件在预定载荷下发生剪切作为第一阶段的一部分。在至少一个实施例中，支架210的薄弱元件222通过至少一个铆钉被紧固到第一部分214或第二部分216，所述至少一个铆钉被构造为响应于电池上的力大于第一阈值而断开。

在可选的实施例中，薄弱元件222的下端226可经由互锁凸耳、焊接或其它固定装置被牢固地固定到第二部分216，以在这个位置将第二部分216固定到牵引电池。在这种情况下，可通过冲压一个或更多个孔和/或凹口以使应力增加而使薄弱元件222变薄弱，从而在超过阈值力时将促进薄弱部分失效。

互连部分218还包括也将第一部分214连接到第二部分216的至少一个可延伸部分230。可延伸部分230被构造为一旦薄弱元件222响应于负载大于预定阈值断开而变形。可延伸部分230包括具有脊和凹部的波纹段，从而在可延伸部分230内具有折叠的额外长度。可延伸部分230也可被折叠或以代替波纹的其它方式缩短。当足量的负载施加到安装支架210时，可延伸部分伸出以允许电池的运动受牵制。由于可延伸部分展开，额外的能量被吸收，因此可减轻对容纳电池的车辆结构的侵入。电池的受控运动可有助于避免高电压电池的内部部件的损坏。在至少一个实施例中，可延伸部分限定被构造为当可变形部分在长度方向扩展时展开的蛇形形状。可延伸部分230的负载分布可通过调整材料组成、材料厚度和/或波纹段的褶皱数量的组合中的任何一个来调整。

图3示出了根据本公开的一方面的安装支架310的另一示例。安装支架310包括用于连接到车辆结构的第一部分314和连接到牵引电池和第二部分。安装支架310还包括将支架的第一部分314连接到第二部分316的互连部分318。互连部分318包括薄弱元件322，薄弱元件322被构造为在正常运行条件下充分地限制牵引电池的运动并且响应于电池上的力大于预定阈值而分离。在图3的示例中，薄弱元件322的上端324经由紧固件或附连件328紧固到第一部分314。薄弱元件322的下端326经由紧固件328紧固到安装支架的第二部分316。在这种情况下，薄弱元件不与第一部分或第二部分集成为一体，而是被装配到安装支架310。相比于以上所讨论的一体式元件，通过将薄弱元件322构造为单独的部件，可进一步调整在加载的第一阶段和第二阶段期间的刚度。例如，薄弱元件322可由不同的材料形成，或形成为包括具有相对于其它部分更复杂的形状。位于上端324和下端326处的紧固附连件328可以是在超过预定阈值的负载下趋向剪断的薄弱点。在可选的实施例中，当安装支架在正常工作条件下固定时，薄弱元件可由压铸材料形成，并包括肋状物和其他结构元件以增加刚度。增加的刚度会更适合于抵抗行驶时通常遇到的振动载荷。

与前面的示例类似，一旦薄弱元件322的附连件328从安装支架分离，负载作用于可延伸部分330。由不同的材料形成薄弱元件322的其它好处是，可延伸部分可由与较刚硬薄弱部分322相比具有高延展性的材料制成。这样，在第二阶段增加的变形可通过可延伸部分330的材料的更大的变形来实现。

图4A和图4B示出了根据本公开的多方面的双级支架的性能图。图4A示出了当工作负载通常小于预定力阈值的车辆的正常操作期间的第一加载阶段。支架410将牵引电池壳体402固定到车辆结构(未示出)。在第一阶段期间，安装支架410的薄弱元件作用以充分地限制牵引电池的运动。如上所讨论的，可在薄弱元件自身上设置一个或更多个失效点，或者通过紧固特征以允许响应于输入负载超过预定阈值而分离。

如图4B所示，安装支架的可延伸部分响应于在电池结构上的足量负载而发生变形。薄弱元件被示出为在安装支架的上部处分离。所述分离允许可延伸部分提供受牵制的牵引电池的移位。在至少一个实施例中，支架的可延伸部分限定约76mm的线性长度。如果足量负载施加到牵引电池外壳，则支架的可延伸部分被构造为提供约36mm的长度延伸量，或长度方面从未变形的线性长度增加约50％。反过来，牵引电池可以可控地产生相应距离的移位，以允许对车辆的结构性侵入并减轻对电池结构的潜在损坏。如上所讨论的，可用的延伸长度根据波纹段的褶皱的数量和形状是高度可调的。

虽然分离特征示出在安装支架的上部，但如上面所讨论的，分离特征可设置在不同的位置。此外，安装支架上可有多个分离特征，以允许基于施加到电池结构上的负载而在不同位置发生分离。

在进一步的实施例中，可延伸部分可包括具有一定长度的松弛的缆绳或其它系链，而薄弱部分是完整的。缆绳可限定长于薄弱部分的长度。这样，一旦薄弱部分分离，缆绳起作用受拉而以限制电池的运动。可根据期望的电池的最大运动量而确定缆绳的长度尺寸。

在进一步的实施例中，可延伸部分可包括相对彼此滑动接合的多个块。参照图5，示出了安装支架的可延伸部分530，与之前实施例类似，一旦支架的薄弱部分(未显示)分离，可延伸部分530可适于起作用。第一部分532可固定到牵引电池壳体或车辆结构中的一者。第二部分534连接到牵引电池壳体或车辆结构的另一者。在一个示例中，第一部分532是连接到车辆结构的固定元件，第二部分534是连接到牵引电池的运动元件。第一部分532和第二部分534可彼此相对滑动。第一部分532在其中限定细长槽536。第二部分534包括与细长槽536接合的至少一个柱538。在图5的示例中，具有从第二部分534的表面突出的一对柱。在具有一个柱的情况下，电池相对于车辆的平移和旋转都可被允许。在如图5所示的两个或更多个柱的情况下，一对柱可只允许电池相对于车辆结构平移。细长槽536的长度以及至少一个柱538的位置被构造为在薄弱部分分离后实现受牵制的电池运动的期望的最大距离。在一个实施例中，柱由铆钉形成，铆钉将第一部分532以滑动接合的方式保持到第二部分534。

在进一步的另外的实施例中，图5的滑动结构可提供薄弱部分和可延伸部分二者的功能性。例如，第二部分534最初可固定到电池壳体和车辆结构二者，并且包括薄弱部分。响应于负载大于阈值，薄弱部分可分离以允许第二部分534沿细长槽536相对于第一部分532滑动运动。

尽管本公开讨论了利用具有多级负载分布的支架固定牵引电池，但是根据本公开的支架可适合为其它部件提供受牵制的移位。因为受控移位可有助于减轻由于结构性侵入而导致的部件损坏，所以采用本公开的各方面的支架可能是有用的。

虽然以上描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种变化。此外，可以组合各个实现的实施例的特征以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (6)

1.一种车辆，包括：

车身结构；

牵引电池，用于向动力传动系统提供电力；以及

支架，将牵引电池连接到车身结构，支架限定薄弱元件，所述薄弱元件被构造为充分地限制牵引电池的运动并且响应于电池上的力大于第一阈值而断开，支架还限定可延伸部分，所述可延伸部分适于在薄弱元件断开后展开，以允许牵制牵引电池的移位。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，支架的薄弱元件通过至少一个铆钉紧固到支架的固定部分，所述铆钉被构造为响应于电池上的力大于第一阈值而断开，以允许薄弱元件分离。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，支架的薄弱元件与支架的可延伸部分由不同的材料形成。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，支架的可延伸部分限定适于在薄弱元件断开后展开的蛇形形状。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中，支架的可延伸部分允许牵制牵引电池的移位至少约36mm。

6.根据权利要求1所述的车辆，其中，薄弱元件在第一端与支架一体地形成，并且在第二端通过紧固件固定到支架。