CN107293660B - 一种用于安装动力电池的车用托盘组件及汽车 - Google Patents

一种用于安装动力电池的车用托盘组件及汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于安装动力电池的车用托盘组件,包括托盘底板和设置在所述托盘底板四周的安装横梁,所述托盘底板包括至少一块子底板,所述子底板包括上板体、下板体和设置在上板体和下板体之间的缓冲腔体。本发明提供的用于安装动力电池的车用托盘组件,托盘底板中的至少一个子底板包括上板体、下板体和设置在上板体和下板体之间的缓冲腔体;在汽车的行驶过程中,当发生撞击时,缓冲腔体能够起到很好的缓冲作用,降低撞击对动力电池的影响,提高动力电池使用的安全性;同时,缓冲腔体内还能够设置流道或者其他部件,在提高安全性能的同时,也在一定程度上节省了空间。

Description

一种用于安装动力电池的车用托盘组件及汽车
技术领域
本发明涉及汽车零部件领域,尤其涉及一种用于安装动力电池的车用托盘组件。
背景技术
随着新能源汽车的不断发展,对新能源汽车中的动力电池的安装及安全性能的要求也变得越来越高;尤其是如何将动力电池安装在汽车上,又同时能够兼顾动力电池使用过程中的安全性能和对一些特殊问题的应对,是阻碍新能源汽车发展的一个难题。
在新能源汽车中,目前采用的一般做法是,将动力电池(模组或模块)安装在汽车托盘上;既节省了空间,又能够将动力电池的重量集中在汽车的底部,提高汽车的稳定性;同时也可以通过托盘底部外露的特点,能够利用汽车行驶过程中的自然风来冷却托盘底部,进而实现对设置在托盘上的动力电池的冷却。
现有技术中,如图1所示,采用的是常规的钢托盘;包括安装横梁20和托盘底板10,在托盘底板10上设置安装结构,通过安装结构将动力电池安装在托盘底板10上;安装横梁20上设置安装部60,通过安装部60将钢托盘固定在汽车上。在汽车的使用过程中,由于托盘底板10一般都设置在汽车的最底部,类似于汽车底盘的作用;在行驶过程中,难免发生撞击;而常规的钢托盘为单层的结构,在受到撞击时,没有缓冲的功能,容易损坏电池,导致电池热失控甚至发生起火,威胁到驾驶员的人生安全。另外,常规的钢托盘强度和刚度都不足,难以满足安装在汽车上,长时间的振动要求。并且,钢托盘的重量较大,不利于新能源汽车中对轻量化的要求。而且,由于钢托盘的材料和自身强度的限制,在制作钢托盘的过程中,其边缘需要设计斜边,不仅占用空间大,也不利于内部动力电池的摆放。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述至少一个技术问题,提供一种在发生撞击时,能够提供缓冲作用,并且占用空间小、安全性能高的用于安装动力电池的车用托盘组件及汽车。
为此,本发明提供了一种用于安装动力电池的车用托盘组件,包括托盘底板和设置在所述托盘底板四周的安装横梁,所述托盘底板包括至少一块子底板,所述子底板包括上板体、下板体和设置在上板体和下板体之间的缓冲腔体。
本发明提供的用于安装动力电池的车用托盘组件,托盘底板中的至少一个子底板包括上板体、下板体和设置在上板体和下板体之间的缓冲腔体;在汽车的行驶过程中,当发生撞击时,缓冲腔体能够起到很好的缓冲作用,降低撞击对动力电池的影响,提高动力电池使用的安全性;同时,缓冲腔体内还能够设置流道或者其他部件,在提高安全性能的同时,也在一定程度上节省了空间。
一些实例中,所述缓冲腔体内设置有冷却管道。
一些实施例中,所述子底板为一体挤压成型的铝底板。
一些实施例中,所述托盘底板由至少两块子底板组合而成。
优选地,相邻两块子底板之间焊接连接。
一些实施例中,所述缓冲腔体沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸。
一些实施例中,所述安装横梁内部设置有沿安装横梁长度方向延伸的中空部。
一些实施例中,所述安装横梁上设置有引出口,设置在所述车用托盘组件上的动力电池的引出线和/或设置在所述车用托盘组件上的冷却管道铺设在所述中空部内,并由所述引出口引出至所述车用托盘组件外。
一些实施例中,所述安装横梁内部设置有沿所述安装横梁长度方向延伸的加强筋,所述加强筋将所述中空部分割成至少两个子中空部。
一些实施例中,至少一个所述子中空部用于铺设安装在所述车用托盘组件上的引出线。
优选地,至少一个所述子中空部用于铺设安装在所述车用托盘组件上的冷却管道。
优选地,所述至少一个子中空部为作为冷却通道的冷却子中空部。
优选地,所述冷却子中空部的横截面积小于其他子中空部的横截面积。
一些实施例中,所述安装横梁为一体挤压成型的铝横梁。
一些实施例中,所述上板体和下板体之间设置有垂于与上板体或下板体的至少一个竖直隔离部,所述缓冲腔体被所述隔离部分割成至少两个子腔体。
优选地,所述缓冲腔体沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸,所述缓冲腔体被沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸的隔离部分割成至少两个子腔体。
优选地,至少一个所述子腔体内设置有冷却管道。
优选地,至少一个所述子腔体为作为冷却通道的冷却子腔体。
进一步,所述冷却子腔体的横截面积小于其他子腔体的横截面积。
一些实施例中,所述托盘底板上设置有用于安装动力电池的电池安装结构。
一些实施例中,所述子底板为多块,所述多块子底板沿车用托盘组件的长度方向排布;所述缓冲腔体沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸。
一些实施例中,所述缓冲腔体内设置有相变材料。
一些实施例中,所述冷却子腔体内设置有相变材料。
一些实例中,还包括封装盖,所述封装盖、托盘底板以及安装横梁组成用于安装动力电池的安装空间。
本发明还提供了一种汽车,包括车用托盘组件和设置在车用托盘组件上的动力电池,其中车用托盘组件为本发明提供的用于安装动力电池的车用托盘组件。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是现有技术中的车用托盘组件的结构示意图。
图2是本发明一个实施例提供的车用托盘组件的结构示意图。
图3是本发明一个实施例提供的车用托盘组件沿长度方向的截面示意图。
图4是图3中的A部分放大示意图。
图5是本发明一个实施例提供的托盘底板与安装横梁的结合截面示意图。
图6是本发明一个实施例提供的含有散热翅片的车用托盘组件的结构示意图。
图7 是图6中的B部分放大示意图。
图8 是本发明一个实施例提供的含有冷却管道的子底板的截面示意图。
图9是本发明一个实施例提供的一个子腔体作为冷却通道的子底板的截面示意图。
图10是本发明另一个实施例提供的托盘底板与安装横梁的结合截面示意图。
附图标记
托盘底板 10;子底板 11;上板体 111;下板体 112;缓冲腔体 113;隔离部 114;子腔体 1131;冷却子腔体 1132;冷却管道 1133;安装横梁 20;中空部 21;子中空部 211;冷却子中空部 212;导流孔 22;加强筋 23; 电池安装结构 30;相变材料 40;散热翅片50;风槽 501;安装部 60。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图2至图10说明一下本发明提供的用于安装动力电池的车用托盘组件。
如图2至图4所示,本发明提供了一种用于安装动力电池的车用托盘组件,包括托盘底板10和设置在所述托盘底板10四周的安装横梁20,所述托盘底板10包括至少一块子底板11,所述子底板11包括上板体111、下板体112和设置在上板体111和下板体112之间的缓冲腔体113。
如本领域常用的车用托盘组件,一般均为矩形;矩形的托盘底板10和设置在托盘底板10四周的四条安装横梁20。该安装横梁20,可以和托盘底板10做成一体结构;也可以是分体式结构,在托盘底板10的四周通过焊接或者其他工艺制作四条安装横梁20。
安装横梁20一般为一体式结构,矩形的长边所在方向一般视为托盘底板10或者车用托盘组件的长度方向,而矩形的短边所在方向一般视为托盘底板10或者车用托盘组件的宽度方向。如图3或图4所示,左右方向为长度方向,而上下为厚度方向,厚度方向即为托盘底板10或者车用托盘组件的厚度方向。结合汽车做说明,一般情况下,托盘底板10的长度方向与汽车的行驶方向一致;托盘底板10的宽度方向对应于汽车的车身宽度方向。
在本发明中,托盘底板10包括至少一块子底板11,该子底板11包括上板体111、下板体112和设置在上板体111和下板体112之间的缓冲腔体113。如图4所示,上板体111和下板体112均为垂直于厚度方向的板体,一般情况下,上板体111和下板体112选择相互平行的两个板体,上板体111和下板体112所在平面与托盘底板10所在平面一致。
如图4所示,缓冲腔体113一般为平行于上板体111或下板体112的扁平状腔体。在本发明的一些实施例中,上板体111、下板体112和缓冲腔体113由一块金属板(如铝材)一体成型;更具体的,可以由一块实体的铝板中间冲压形成缓冲腔体113。
在本发明中,有缓冲腔体113的存在,车用托盘组件在使用过程中,当受到撞击时,缓冲腔体113能够提供一定的缓冲空间;即下板体112受撞击向上凹陷,有一定的缓冲空间,能够对设置在车用托盘组件中的动力电池起到很好的保护作用,防止撞击对动力电池的安全性能造成影响。同时,在该缓冲腔体113内也可以设置各种吸能材料,如相变材料40;或者在缓冲腔体113内设置冷却管道1133或者将缓冲腔体113就作为冷却介质的冷却通道,能够节省在车用托盘组件内表面设置冷却管道1133而占用的空间;同时,也能对动力电池的安全性能起到一定的提升作用。
本发明的一些实施例中,所述托盘底板10的下表面设置有散热翅片50。
如图6和图7所示,在本发明中,托盘底板10的下表面设置散热翅片50。由于托盘底板10的下表面裸露在汽车底部,在汽车行驶的过程中,底部形成气流,能够很好的通过风冷对托盘底板10进行散热。
本发明的一些实施例中,至少一块子底板11的下表面设置散热翅片50。一方面通过散热翅片50与子底板11的结合,能够很好的将设置在子底板11上的动力电池产生的热量散出;另一方面也更加便于对散热翅片50进行加工和制作。
一些实施例中,散热翅片50为若干条沿车用托盘组件的长度方向延伸的片状体。上述车用托盘组件的长度方向,也就对应于汽车的行驶方向。如此设置散热翅片50,能够在相邻的散热翅片50之间形成供气流吹过的风槽501,增加自然风与散热翅片50的接触面积,加快热量的散出。
根据上述托盘底板10,子底板11包括至少两块,每块子底板11上设置有若干条沿车用托盘组件的长度方向延伸的片状体,不同子底板11上的若干条片状体一一对应的位于同一条直线上。如图6和图7所示,子底板11上的散热翅片50均为多个,不同的子底板11上的散热翅片50位于同一直线上;如此,可以尽量减少散热翅片50不整齐对气流的阻挡,以避免因为阻挡而造成气流不畅、散热效果不好的问题。
在本发明的一些实施例中,散热翅片50与托盘底板10或子底板11一体成型。如图7所示,每一块子底板11上均一体成型有散热翅片50,当多块子底板11组装完成后,不同子底板11上的散热翅片50共同组成了位于托盘底板10下表面的散热翅片50组,并且每个子底板11上的相邻两个散热翅片50之间形成的风槽501与其他子底板11上的一致。
本发明的另外一些实施例中,如图9所示,所述缓冲腔体113包括真空腔体。
在缓冲腔体113内设置真空腔体,能够将动力电池内部温度与环境温度进行隔离,降低极端环境对设置在车用托盘组件中的动力电池的影响。
上述缓冲腔体113可以都是真空腔体,也可以是其中部分缓冲腔体113为真空腔体。当然,为了刚好的将车用托盘组件内部的温度与外部环境温度进行有效隔离,最优选的方式是将所有的缓冲腔体113都制作成真空腔体。
在本发明中,缓冲腔体113被隔离部114分割成至少两个子腔体1131,其中至少一个子腔体1131为真空腔体。当然,基于上述说明,所有的子腔体1131都可以做成真空腔体,以便于更好的进行温度隔离。一般情况下,托盘底板10可以包括多块子底板11,每一块子底板11上都包含有缓冲腔体113,同时每块子底板11上的缓冲腔体113又可能被分割成至少两个字子腔体1131;不论在上述哪种情况,都可以将所有的缓冲腔体113做成真空腔体。
在不同的行车环境中,比如比较寒冷的地方,温度较低就会影响到动力电池的充放电性能;而在寒冷的环境中使用动力电池时,一般都需要对动力电池进行适当的加热,以提高其整体性能。此时,环境中温度较低,如果不对动力电池和环境之间进行隔热处理,对动力电池的使用非常不利;如此,在本发明中,就在托盘底板10上设置了缓冲腔体113,一方面为撞击提供缓冲功能,保证动力电池在撞击过程中的安全性能;另一方面,上述缓冲腔体113可以选择部分或者全部为真空腔体,将车用托盘组件内部与外部环境进行隔离,降低外部低温环境对动力电池的不利影响,提高动力电池的使用性能。
在本发明的一些实施例中,如图8所示,可以在缓冲腔体113内部设置冷却管道1133。一方面,冷却管道1133的一面贴合在上板体111上,能够很好的与设置在上板体111上的动力电池进行热传导;另一方面,冷却管道1133的另一面贴合在下板体112上,能够通过托盘底部自然风散热,将冷却管道1133内的热量散出。
上述冷却管道1133在缓冲腔体113内,可有铺设成一体式的弯曲形状,冷却介质从冷却管道1133的一端引入,从另一端导出,形成冷却循环管道。也可以直接将冷却管道1133做成直管,该直管优选沿车用托盘的宽度方向排布,如此,冷却管道1133的两端可以沿着安装横梁20边上引出;更进一步,可以在安装横梁20内部设置中空部21,并设置有引入口和引出口,设置在缓冲腔体113内的冷却管道1133可以从引入口进入中空部21,在经由中空部21的引出口引出至外部。
如前面所述,上述子底板11也可以是一体挤压成型的铝底板。铝材质的底板,由于其材质本身的特性,可以很容易的做出内部中空的结构;即本发明提供的内部含有缓冲腔体113的子底板11。
本发明中的一些实施例中,考虑到托盘底板10的大小,若托盘底板10较大时,将托盘底板10由至少两块子底板11组合而成。如此,可以通过至少两块子底板11,并排设置、相互连接成一整块托盘底板10。一般情况下,至少两块子底板11通过沿托盘底板10的长度方向排布、组合形成托盘底板10;这样,可以将较大的托盘底板10分割成多块较小的子底板11,以便于在子底板11上进行缓冲腔体113的制作。
优选地,相邻两块子底板11之间通过焊接的方式连接在一起。考虑的焊接的牢固性和形成的托盘底板10的美观性。
在本发明的一些实施例中,缓冲腔体113沿车用托盘组件的宽度方向延伸。即在托盘底板10的宽度方向上设置缓冲腔体113,一方面能够更方面缓冲腔体113的布置,另一方面也更便于流道以及其他材料的填充。
在本发明的一些实施例中,如图5所示,安装横梁20的内部设置有沿安装横梁20长度方向延伸的中空部21。该中空部21用于动力电池的走线或者冷却管道1133的引出。若为安装在托盘组件长度方向上的安装横梁20,则安装横梁20的长度方向即为托盘组件的长度方向;若为安装在托盘组件宽度方向上的安装横梁20,则安装横梁20的长度方向即为托盘组件的宽度方向。
本发明的其他一些实施例中,所述安装横梁20上设置有引出口(未示出),设置在所述车用托盘组件上的动力电池的引出线和/或设置在所述车用托盘组件上的冷却管道1133铺设在所述中空部21内,并由所述引出口引出至所述车用托盘组件外。通过安装横梁20上的中空部21,将引出线或者冷却管道1133引出,节省车用托盘组件内部的空间占用同时也能够更规则的将引出线或者冷却管道1133引出;避免了传统车用托盘组件中,内部引出线杂乱无章的排布,降低了由于杂乱无章排布而造成的短路风险。
本发明中,所述安装横梁20内部设置有沿所述安装横梁20长度方向延伸的加强筋23,所述加强筋23将所述中空部21分割成至少两个子中空部211。通过一个或者多个加强筋23将中空部21分成至少两个部分,即两个子中空部211;如此,一方面可以通过加强筋23增加安装横梁20的强度;另一方面也可以更好的对引出线或者冷却管道1133进行有序的引出,甚至可以将引出线和冷却管道1133分别通过不同的两个子中空部211引出。
一些实施例中,上述的至少两个子中空部211中的一个用于铺设安装在车用托盘组件上的引出线。也就是说,其中一个子中空部211用于走引出线。
另外一些实施例中,至少一个子中空部211用于铺设安装在车用托盘组件上的冷却管道1133。在本发明中,引出线或冷却管道1133可以择一的通过其中一个子中空部211引出,也可以同时由一个子中空部211引出,也可以分别设置在不同的子中空部211内。
更进一步,在本发明中的一些实施例中,可以将其中一个子中空部211作为冷却通道,称为冷却子中空部212。即将该子中空部211本身作为冷却通道,直接在其中导入冷却介质,而不用再在其中设置冷却管道1133。
当将其中一个子中空部211作为冷却子中空部212时,一般情况下,可以将冷却子中空部212的横截面积做的比较小,小于其他子中空部211的横截面积。该横截面积是指如图10所示的横截面的面积,即垂直于托盘底板10的宽度方向的平面截取而得的横截面的面积。如此,可以更加合理的利用安装横梁20内部的空间,在需要走线、需要空间大的位置预留更加大的横截面,而在冷却介质的流道中预留较小的横截面。
本发明的一个优选中,安装横梁20可以是一体挤压成型的铝横梁。如上文中所述,该设计综合考虑了铝材质横梁的可塑性以及对制作工艺的选取。
在本发明的一些实施例中,更具体的,为了便于安装横梁20的设计和安装,优选安装横梁20为方形。
在另外一些实施例中,方形的安装横梁20垂直于托盘底板10设置,更便于安装横梁20与托盘底板10之间的固定连接。
更具体的,在一些实施例中,安装横梁20内的中空部21为方形中空部21,并且该方形中空部21贯通整个安装横梁20的长度方向。
在本发明的一些实施例中,如图5所示,安装横梁20内部的加强筋23为沿方形中空部21的一个角设置设置的斜板,该加强筋23将方形中空部21分割成两个部分,一个是三角形截面的子中空部211,另一个为梯形截面的子中空部211。如此设计的加强筋23,可以更好的提高安装横梁20的整体强度。当然,上述只是本发明的一些优选的方式;本领域技术人员也可以根据具体的设计要求,调整加强筋23的位置以及两个子中空部211的形状。
在本发明的另外一些实施例中,如图10所示,安装横梁20内部可以设置在多条加强筋23,将中空部21分割成多个子中空部211,其中,部分子中空部211填充功能性材料;部分子中空部211内填充冷却介质,用作冷却子中空部212;而还有部分子中空部211用于引线。
在本发明的一些实施例中,如图8或图9所示,上板体111和下板体112之间设置有垂直于上板体111或下板体112的至少一个竖直隔离部114,缓冲腔体113被上述隔离部114分割成至少两个子腔体1131。如图8所示,子底板11内的缓冲空间被两个隔离部114分割成三个子腔体1131,该三个子腔体1131内都设置有冷却管道1133;如图9所示,子底板11内的缓冲空间被两个隔离部114分割成三个子腔体1131,其中至少一个子腔体1131为冷却子腔体1132。
如上文所述,一般情况下,缓冲腔体113为平行于托盘底板10的腔体(一般为矩形腔体),而隔离部114为竖直方向的,即垂直于托盘底板10所在平面的方向,并且沿托盘底板10的宽度方向延伸;此时,竖直的隔离部114将缓冲腔体113分割成至少两个子腔体1131。该子腔体1131也是平行于托盘底板10方向,分别位于隔离部114的两侧。
隔离部114的设计,一方面能够提高托盘底板10的整体机械强度,另一方面也将缓冲腔体113分割成至少两个部分,以便于设置其他的部件,比如可以在一些子腔体1131内设置冷却管道1133或者直接将部分子腔体1131本身作为冷却通道,也可以在一些子腔体1131内设置相变材料40,以提高托盘底板10的整体散热或保温性能。
更具体的,缓冲腔体113沿车用托盘组件的宽度方向(即托盘底板10的宽度方向)延伸,缓冲腔体113被沿车用托盘组件的宽度方向延伸的隔离部114分割成至少两个子腔体1131。上述结构,为本发明的一种优选实施方式,对子腔体1131的贯通方向做了进一步限定;在一般的制作过程中,托盘底板10常常由多个子底板11组合而成,每个子底板11均沿托盘底板10的长度方向排列,而每个子底板11内的缓冲腔体113均沿托盘底板10的宽度方向延伸,如此更加便于工艺加工,可以将比较大的托盘底板10分成多个子底板11进行制作,由大变小,较小的子底板11更加容易加工和制作,其内部的缓冲腔体113也更加容易成型。
在本发明的一些实施例中,相邻的子底板11上的缓冲腔体113,可以全部相互连通,也可以部分相互连通。一般情况下,在子底板11上的缓冲腔体113内设置冷却管道冷却管道1133时,如图8所示,可以选择相邻的子底板11上的缓冲腔体113相互连通;如此,就可以将设置在不同子底板11上的缓冲腔体113内的冷却管道冷却管道1133进行连通,组成一体式的整体冷却管道冷却管道1133。更具体的,当子底板11内包括至少两个子腔体1131时,相邻的子底板11之间至少有一个子腔体1131是连通的,以便于冷却管道冷却管道1133的布置和连通成一体。特别是将子腔体1131的一部分直接作为冷却子腔体1132时,可以将相邻子腔体1131内的冷却子腔体1132相互连通,形成整体的冷却通道。更具体的,可以将相邻两个子腔体1131的冷却子腔体1132之间的隔离部114做的稍短,如此,就可以在冷却子腔体1132的端部进行打通,以连通相邻的两个冷却子腔体1132;在子腔体1131中设置冷却管道冷却管道1133的方案,也可以这么设置隔离部114。
一般情况下,如果冷却子腔体1132都是相邻的,那么直接在隔离部114的端部进行打通就可以了;如果冷却子腔体1132不相邻,也可以选择在子底板11的端部设置流通空间(或者管道),通过流通空间连通相邻的两个冷却子腔体1132或设置在相邻子腔体1131内的冷却管道1133。
以上,不管采用何种实施方式,只要将托盘底板10内的冷却通道进行连通,形成冷却循环通道或者将托盘底板10内的冷却子腔体1132进行连通,形成冷却循环通道就可以了;上述几种只是本发明的几种优选实施例方式,如此设计更加节省内部空间,也更加便于有序的设计内部结构,并不构成对本发明的强制性限制。
另外,结合上述安装横梁20的结构设计,也可以将托盘底板10内的冷却通道或者托盘底板10上作为冷却通道的冷却子腔体1132内的冷却介质,经由安装横梁20上的中空部21引出和引入,以形成冷却循环通道。
具体的,在本发明的一些实施例中,至少一个子腔体1131内设置有冷却管道1133。上述冷却管道1133的上部贴合在上板体111、下部贴合在下板体112,并且该冷却管道1133可以与相邻子腔体1131内的冷却管道1133进行连通形成冷却循环通道,也可以经由安装横梁20的中空部21(更优选地,经由安装横梁20中的冷却子中空部212)进行冷却介质的引入或引出以形成冷却循环通道。
另外一些实施例中,至少一个子腔体1131为作为冷却通道的冷却子腔体1132。该冷却子腔体1132就是将子腔体1131本身作为冷却介质的冷却通道,将冷却介质直接导入子腔体1131中,构成冷却通道。与上文中关于子腔体1131内设置冷却管道1133的具体冷却循环通道的形成相似,可以将相邻的冷却子腔体1132进行连通形成冷却循环通道,也可以经由安装横梁20的中空部21(更优选地,经由安装横梁20中的冷却子中空部212)进行冷却介质的引入或引出以形成冷却循环通道。
在上述冷却通道、冷却子腔体1132或者冷却子中空部212中,冷却介质可以是一般的液态冷却介质(如水、油等),也可以是特殊的冷却介质,如相变材料40等。
在本发明的一些实施例中,冷却子腔体1132的横截面积小于其他子腔体1131的横截面积。该横截面积是指如图9所示的横截面的面积,即垂直于托盘底板10的宽度方向的平面截取而得的横截面的面积。如此,可以更加合理并且充分的利用子腔体1131内的空间,同时兼顾冷却介质的流动性和为其他子腔体1131内设置其他部件提供足够的空间。
在本发明的一些实施例中,在托盘底板10上设置有用于安装动力电池的电池安装结构30。一般情况下,该安装结构为带有内螺纹孔的安装结构,将动力电池(优选模组或模块)固定并安装在该安装结构上。如图2所示,一些实施例中,托盘底板10上设置有若干安装结构,其中,4个安装结构形成一个安装组合,将动力电池(模组或模块)安装在该安装组合上。更具体的,可以在一个子底板11上设置4个安装结构,将动力电池安装在该四个安装结构上;也就是说,一个子底板11对应一个动力电池模组或者动力电池模块,如此就要求子底板11的面积,与动力电池模组的下表面面积大小相同或相近,如此,可以将子底板11与动力电池模组一一对应,方便结构设计和组合安装。
在一般情形下,托盘底板10上以电池模组的形式进行安装;即先将若干单体电池组成电池模组,再将电池模组安装在托盘底板10上。当然,除此之外,若有特殊需要,也可以在托盘底板10上设置更多的安装机构,使得两个安装结构对应一个单体电池。当然,为了便于安装、结构的合理性以及空间利用的合理性考虑,一般是选择电池模组的组装方式。
为了便于托盘底板10的组合,综合考虑长度和宽度的配合以及子底板11制作的可行性,将多块子底板11沿车用托盘组件的长度方向排布,同时缓冲腔体113沿车用托盘组件的宽度方向延伸。与多块子底板11沿车用托盘组件的宽度方向排布,同时缓冲腔体113沿车用托盘组件的长度方向延伸相比,上述方式能够减小每块子底板11的长边的长度,便于子底板11的一体成型,也便于缓冲腔体113的设计。
在本发明的一些实施例中,在缓冲腔体113内设置有相变材料40。通过相变材料40,能够更好的进行散热和吸热。
当电池温度较高时,相变材料40受热,由低温下的固态变化为液态,导热率增加,液态的相变材料40形成可流动的冷却介质,形成冷却循环对流换热,增加动力电池的散热效果,保证动力电池的温度在预定范围内,保证动力电池的安全和寿命。当温度较低时,相变材料40由液态变化为固态,此时热导率降低,对动力电池起到保温作用,保证动力电池的低温性能。
如图5所示,由于相变材料40在固态和液态变化时,体积会有所变化;因此,在托盘底板10和安装横梁20之间设置有相互导通的导流孔22。固态时,体积膨胀,多余的体积由托盘底板10挤出至安装横梁20的中空部21中。液态时,体积收缩,安装横梁20中的相变材料40变液态后,经由导流孔22流入托盘底板10上的缓冲空间内,保证托盘底板10良好的导热性。
相变材料40一般采用无机类的结晶水合盐、石蜡、石蜡与膨胀石墨复合材料等材料;有机的高级脂肪烃、脂肪酸及其脂类、醇类、芳香烃及高分子聚合物等。
结合动力电池对温度的要求,上述相变材料40的相变温度为10-40℃,优选温度范围为15-30℃。相变潜热范围为50-300J/g,优选90-150J/g。
上述相变材料40可以填充在冷却子腔体1132或者设置在子腔体1131内的冷却管道1133内部。
同理,结合上述冷却子腔体1132的结构设计,在上述冷却子腔体1132内部,也可以设置相变材料40。
如一般的车用托盘组件,还包括封装盖,封装盖、托盘底板10以及安装横梁20一起组成了用于安装动力电池的安装空间。更具体的,安装横梁20通过焊接或者其他机械连接的方式固定在托盘底板10的四周,当然,优选焊接的方式;而封装盖的四周则通过与安装横梁20的固定连接,最终形成整体的车用托盘组件。同时,如本领域常用的车用托盘组件,一般在安装横梁20上设置有安装部60,通过安装部60将车用托盘组件安装并固定在汽车上。
一般情况下,在安装横梁20上设置有若干固定孔,通过螺栓将封装盖和安装横梁20封装在一起。
本发明还提供了一种汽车,包括车用托盘组件和设置在车用托盘组件上的动力电池,上述车用托盘组件为本发明提供的上述用于安装动力电池的车用托盘组件。更具体的,上述动力电池安装在车用托盘组件上,同时,车用托盘组件固定安装在汽车上。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (22)

1.一种用于安装动力电池的车用托盘组件,包括托盘底板和设置在所述托盘底板四周的安装横梁,其特征在于,所述托盘底板包括至少一块子底板,所述子底板包括上板体、下板体和设置在上板体和下板体之间的缓冲腔体,所述安装横梁内部设置有沿安装横梁长度方向延伸的中空部和加强筋,所述安装横梁上设置有引出口,所述中空部为方形中空部,所述加强筋将所述中空部分割成至少两个子中空部,其中一个子中空部为三角形截面,设置在所述车用托盘组件上的动力电池的引出线设在所述中空部内,所述引出线由所述引出口引出至所述车用托盘组件外。
2.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述缓冲腔体内设置有冷却管道。
3.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述子底板为一体挤压成型的铝底板。
4.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述托盘底板由至少两块子底板组合而成。
5.根据权利要求4所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,相邻两块子底板之间焊接连接。
6.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述缓冲腔体沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸。
7.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,设置在所述车用托盘组件上的冷却管道铺设在所述中空部内,并由所述引出口引出至所述车用托盘组件外。
8.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,至少一个所述子中空部用于铺设安装在所述车用托盘组件上的冷却管道。
9.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,至少一个所述子中空部为作为冷却通道的冷却子中空部。
10.根据权利要求9所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述冷却子中空部的横截面积小于其他子中空部的横截面积。
11.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述安装横梁为一体挤压成型的铝横梁。
12.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述上板体和下板体之间设置有垂直于上板体或下板体的至少一个竖直隔离部,所述缓冲腔体被所述隔离部分割成至少两个子腔体。
13.根据权利要求12所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述缓冲腔体沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸,所述缓冲腔体被沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸的隔离部分割成至少两个子腔体。
14.根据权利要求12或13所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,至少一个所述子腔体内设置有冷却管道。
15.根据权利要求12或13所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,至少一个所述子腔体为作为冷却通道的冷却子腔体。
16.根据权利要求15所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述冷却子腔体的横截面积小于其他子腔体的横截面积。
17.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述托盘底板上设置有用于安装动力电池的电池安装结构。
18.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述子底板为多块,所述多块子底板沿车用托盘组件的长度方向排布;所述缓冲腔体沿所述车用托盘组件的宽度方向延伸。
19.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述缓冲腔体内设置有相变材料。
20.根据权利要求15所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,所述冷却子腔体内设置有相变材料。
21.根据权利要求1所述的用于安装动力电池的车用托盘组件,其特征在于,还包括封装盖,所述封装盖、托盘底板以及安装横梁组成用于安装动力电池的安装空间。
22.一种汽车,包括车用托盘组件和设置在所述车用托盘组件上的动力电池,其特征在于,所述车用托盘组件为权利要求1至21任意一项所述的用于安装动力电池的车用托盘组件。
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