CN107719139A - 电动汽车底盘装置 - Google Patents
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Abstract
一种电动汽车底盘装置，包括上盖板、蜂窝收容结构、下护板、汇流电路板以及多个单体电池；汇流电路板包括正极汇流层及位于正极汇流层上的负极汇流层；汇流电路板设置于下护板上，蜂窝收容结构设置于负极汇流层上，上盖板设置于蜂窝收容结构上；蜂窝收容结构包括多个中空的蜂窝单元；每个单体电池包括正极端以及围绕于正极端外的外壳接触圈；每个单体电池收容于对应一个蜂窝单元内；负极汇流层包括负极电路层并开设有多个过孔，负极电路层部分裸露形成多个负极接触部；正极汇流层包括多个正极接触部，每个正极接触部位于对应一个过孔内；每个单体电池的外壳接触圈抵靠于对应的负极接触部上，每个单体电池的正极端抵靠于对应的正极接触部上。
Description
【技术领域】
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车底盘装置。
【背景技术】
在能源危机和环境污染问题的压力下，安全、环保、节能已成为当今汽车发展的主题，电动车因其节能、环保无污染的优势，受到交通、能源部门的高度重视扶持，近几年，新能源汽车行业迎来了爆发式增长。电池是电动汽车的核心，也是汽车工程与电力工程技术的综合体现，而电池模块组包技术及电池单体之间的汇流也是其中重要一环。
现有的电池组内单体电池间的连接主要由螺栓连接和焊接两种方式：螺栓连接操作复杂，且增加了整体电池组的接触电阻，震动时部分螺栓会松脱，进而导致连接失效；而焊接对工艺要求较高，设备成本也较高，焊接成组的电池在故障时的拆装和维护都不方便。目前常用的电池汇流方式主要利用PCB板或导线汇流，且内部监控模组都是导线连接，使得整体线路复杂，对安装及维护人员专业性要求较高。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种“无线束”化、安装简单、维修方便、长期运行不易脱落、可靠性高同时兼顾轻量化效果的电动汽车底盘装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种电动汽车底盘装置，包括上盖板、蜂窝收容结构、下护板、汇流电路板以及多个单体电池；所述汇流电路板包括正极汇流层及位于正极汇流层上的负极汇流层；所述汇流电路板设置于所述下护板上，所述蜂窝收容结构设置于所述负极汇流层上，所述上盖板设置于所述蜂窝收容结构上；所述蜂窝收容结构包括多个中空的蜂窝单元；每个单体电池包括正极端以及围绕于所述正极端外的外壳接触圈；每个单体电池收容于对应一个蜂窝单元内且负极端朝向所述上盖板；所述负极汇流层包括负极电路层并开设有多个过孔，所述负极电路层部分裸露形成多个负极接触部；所述正极汇流层包括正极电路层，所述正极电路层包括多个正极接触部，每个正极接触部位于对应一个过孔内；每个单体电池的外壳接触圈抵靠于对应的负极接触部上，每个单体电池的正极端抵靠于对应的正极接触部上。
在一个优选实施方式中，所述正极电路层上下表面以及负极电路层上下表面设置有绝缘层；每个负极接触部为环形并围绕于对应的一个过孔外。
在一个优选实施方式中，所述正极接触部包括连接臂及自接触部一端延伸的接触片；所述连接臂为长条形，所述接触片为平板状；所述连接臂与所述接触片相对倾斜且所述连接臂的宽度小与所述接触片的宽度。
在一个优选实施方式中，所述正极汇流层开设有对应所述过孔且与过孔连通的穿孔，所述穿孔及所述过孔为圆孔且大小一致并同轴设置；所述负极接触部为圆环形；所述正极接触部位于对应的所述穿孔及所述过孔内。
在一个优选实施方式中，所述正极端作为单体电池的正极并具有突起的接触部，所述正极端还设置有绝缘胶垫圈；所述负极端作为单体电池的负极且为平面状，所述负极端与单体电池的圆柱状的外壳为一体结构，即外壳也作为单体电池的负极；所述外壳进一步包括围绕于所述正极端外的所述外壳接触圈；所述绝缘垫圈隔离所述正极端及所述外壳接触圈。
在一个优选实施方式中，还包括数量与单体电池相对应的基座；每个基座开设有一个通孔，且每个基座的一端向通孔的中心延伸形成内缘；正极端的接触部穿过对应基座的通孔抵靠于对应一个接触片上。
在一个优选实施方式中，还包括弹性元件，所述弹性元件包括多个弹性部，每个弹性部设置于对应一个穿孔内且与正极接触部间隔相对。
在一个优选实施方式中，所述弹性元件为橡胶制成，所述弹性元件包括平板状的主体部以及自主体部突起形成的所述弹性部；所述主体部设置于所述正极汇流层及所述下护板之间。
在一个优选实施方式中，所述基座为六菱柱状，所述通孔为圆形，所述单体电池为圆柱状，所述单体电池的外壳对应于所述圆孔的形状。
在一个优选实施方式中，所述汇流电路板包括多个子电路板，每个子电路板包括所述正极汇流层及负极汇流层。
本发明所有单体电池正极均统一朝下，通过层叠的汇流电路板实现电池之间的串并联，集成优化电路结构，实现电路“无线束”化；单体电池均采用插拔式安装，无需焊接铜螺母、螺栓，安装简单，维修方便、长期运行不易脱落、可靠性高。
【附图说明】
图1为本发明优选实施方式提供的电动汽车底盘装置分解示意图。
图2为本发明优选实施方式提供的电动汽车底盘装置立体组合示意图。
图3为图1所示的区域A的局部放大图。
图4为图1所示的区域B的局部放大图。
图5为单体电池的立体结构图。
图6为图2所示的电动汽车底盘装置的组合时的局部剖视示意图。
图7为图6所示的电动汽车底盘装置的部分元件分解的局部剖视示意图。
图8为图1所示的电动汽车底盘装置的汇流电路板的立体示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
如图1、2及图6所示，本发明提供的一种电动汽车底盘装置100，包括上盖板10、蜂窝收容结构20、下护板30、汇流电路板40以及多个单体电池50。
所述汇流电路板40包括正极汇流层41及位于正极汇流层41上且与正极汇流层41绝缘的负极汇流层42。所述汇流电路板40设置于所述下护板30上，所述蜂窝收容结构20设置于所述负极汇流层42上，所述上盖板10设置于所述蜂窝收容结构20上。所述蜂窝收容结构20包括多个相同且相邻接的中空的蜂窝单元21。每个单体电池50包括一个作为正极的正极端51、一个与正极端51相背的作为负极的负极端52以及围绕于所述正极端51外的外壳接触圈53，所述外壳接触圈53也为单体电池50的负极。每个单体电池50收容于对应一个蜂窝单元21内。每个单体电池50的负极端52朝向所述上盖板10。所述负极汇流层42包括负极电路层421及并开设有多个过孔422，所述负极电路层421部分裸露形成多个负极接触部4211；所述正极汇流层41包括正极电路层411，所述正极电路层411包括多个正极接触部4111，每个正极接触部4111位于对应一个过孔422内。每个单体电池50的外壳接触圈53抵靠于对应一个负极接触部4211上，每个单体电池50的正极端51抵靠于对应的一个正极接触部4111上。
具体的，所述上盖板10及下护板30均由铝合金通过整体机械加工制成。铝合金可选用轻质高强度铝合金，例如，其成份可以按以下重量百分比的各原料组成：Fe：0.10～0.14％，Mn：0.03～0.04％，Si：0.02～0.04％，Ti：0.01～0.06％，B：0.03～0.09％，Zn：2.2～2.9％，Mg：0.9～1.0％，Cu：1.1～1.3％，Ce：0.5～1.0％，Sc：0.1～0.4％，余量为Al，以上铝合金抗拉伸强度可以达700MPa以上。本实施方式中，所述盖板10及所述下护板30均为矩形。在其他实施方式中，所述上盖板10及所述下护板30的形状不限于矩形。
请参阅图3，所述蜂窝收容结构20可以通过高导热高硬度的绝缘材料通过成型工艺制成，所述蜂窝收容结构20包括多个相同且相邻连接的中空的所述蜂窝单元21。蜂窝单元21包括侧壁211，所述侧壁211的厚度为1至2毫米。本实施方式中，所述蜂窝单元21为六菱柱，该六菱柱两端开口且侧壁211垂直于所述盖板11。在其他实施方式中，所述蜂窝单元21也可以是其他规则的形状，例如，三菱柱、四菱柱、五菱柱、八菱柱或圆柱等。所述蜂窝收容结构20还包括顶面212及与顶面212相背的底面213，所述顶面212及所述底面213亦即所述蜂窝单元21的顶面212及底面213。
每个蜂窝单元21的高度略小于一个单体电池50的高度，蜂窝单元21用于收容单体电池50，蜂窝单元21的数量可以对应于单体电池50的数量，也可以多于单体电池50的数量。所述蜂窝单元21的数量对应于单体电池50的数量时，每个蜂窝单元21对应收容一个单体电池50。当蜂窝单元21的数量多于单体电池的数量时，一部分蜂窝单元21收容单体电池，其他部分蜂窝单元21可以不收容单体电池。所有蜂窝单元21可以形状完全相同，也可以不同，可以相互邻接，也可部分断开，或者互不相连接。为了便于制造，本实施方式中，所述蜂窝单元21形状相同且相邻接。
请参阅图6至图8，所述正极汇流层41及负极汇流层42之间绝缘。具体的，所述正极电路层411上下表面以及负极电路层421上下表面设置有绝缘层43。每个负极接触部4211为环形并围绕于对应的一个过孔422外。所述正极汇流层41开设有对应所述过孔422且与过孔422连通的穿孔412。本实施方式中，所述穿孔412及所述过孔422为圆孔且大小一致并同轴设置。所述负极接触部4211为圆环形。所述正极接触部4111位于对应的所述穿孔412及所述过孔422内。所述正极接触部4111包括连接臂4112及自接触部411一端延伸的接触片4113。所述连接臂4112为长条形，所述接触片4113为平板状且大致为圆形。所述连接臂4112与所述接触片4113相对倾斜且所述连接臂4112的宽度小与所述接触片4113的宽度。如此，所述连接臂4112为所述接触片4113提供弹性。
所述汇流电路板40包括多个子电路板401，每个子电路板401包括所述正极汇流层41及负极汇流层42。相邻两个子电路板401之间串联。
请参阅图5，每个单体电池50为圆柱状的锂电池。所述正极端51作为单体电池的正极并具有突起的接触部510，所述正极端51还设置有绝缘胶垫圈511。所述负极端52作为单体电池的负极且为平面状，所述负极端52与单体电池51的圆柱状的外壳501为一体结构，即外壳501也作为单体电池50的负极。所述外壳501进一步包括围绕于所述正极端51外的所述外壳接触圈53。所述绝缘垫圈511隔离所述正极端511及所述外壳接触圈53。所述外壳501还辊压有一个圆形的凹槽54。
进一步的，请参阅图4及图6，所述汽车底盘装置100还包括数量与单体电池相对应的基座60。每个基座60由绝缘材料成型制成为两端开口的六菱柱。每个基座60的六菱柱尺寸小于蜂窝单元的六菱柱，以此每个蜂窝单元21可以刚好套于对应的基座60外，每个基座60开设有一个通孔61。且每个基座60的一端向通孔61的中心延伸形成内缘62。
组装时，将所述汇流电路板40设置于所述下护板30上，两者可以通过环氧树脂粘结或其他方式组合在一起；然后将基座60装入于对应的蜂窝单元21内，其中基座60靠近所述蜂窝收容结构20的底面213；然后将蜂窝收容结构20放置于负极汇流层42上，蜂窝收容结构20与所述汇流电路40可以通过氧树脂粘结或其他方式组合在一起，每个收容单元21与一个过孔422相对应；再将每个单体电池50装入对应一个蜂窝单元21内并套于对应的基座60外，其中所有收容于所述蜂窝单元21内的单体电池50的负极端52均朝向同一方向并位于同一平面，即靠近所述顶面212；正极端51均朝向同一方向，并靠近所述底面213。正极端51的接触部510穿过对应基座60的通孔61抵靠于对应一个正极接触部4111上，具体的，正极端511的接触部510抵靠于接触片4113上，如此单体电池50的正极通过正极接触部4111与正极汇流层41电性连接。外壳接触圈53抵靠于对应一个负极接触部4211，如此单体电池50的负极通过负极接触部4211与负极汇流层42电性连接。最后将上盖板10设置于所述蜂窝收容结构20上，所述上盖板10和所述蜂窝收容结构可以通过氧树脂粘结或其他方式组合在一起。
使用时，每个子电路板上的单体电池之间相互并联，子电路板之间则进一步串联，如此将所有单体电池通过设置蜂窝收容结构的底面的汇流电路板进行串并联组成高电压电池组用于动力系统供电。另外所述汇流电路板的应用省去了使用现有的线缆，方便维护，可靠性高，使用更为安全。
本发明所有单体电池正极均统一朝下，通过层叠的汇流电路板实现电池之间的串并联，集成优化电路结构，实现电路“无线束”化；单体电池均采用插拔式安装，无需焊接铜螺母、螺栓，安装简单，维修方便、长期运行不易脱落、可靠性高。
请参阅图6及图7，所述述汽车底盘装置100还包括弹性元件70。所述弹性元件70为绝缘材料制成且包括多个弹性部71，每个弹性部71设置于对应一个穿孔412内且与正极接触部4111间隔相对。当单体电池50的正极端51抵靠于所述正极接触部4111时，所述正极接触部4111抵靠于所述弹性部71上，所述弹性部71被压缩并支撑所述正极接触部4111。当单体电池50的正极端51与所述正极接触部4111分离时，所述弹性部71被由压缩状态恢复至初始状态并弹开所述正极接触部4111。
本实施方式中，所述弹性元件70为橡胶制成，所述弹性元件70包括平板状的主体部72以及自主体部72突起形成的所述弹性部71。所述主体部72设置于所述正极汇流层41及所述下护板30之间。
在其他实施方式中，所述汽车底盘装置100也可以不包括所述基座60。即单体电池50直接套于对应的蜂窝单元21外。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种电动汽车底盘装置，其特征在于：包括上盖板、蜂窝收容结构、下护板、汇流电路板以及多个单体电池；所述汇流电路板包括正极汇流层及位于正极汇流层上的负极汇流层；所述汇流电路板设置于所述下护板上，所述蜂窝收容结构设置于所述负极汇流层上，所述上盖板设置于所述蜂窝收容结构上；所述蜂窝收容结构包括多个中空的蜂窝单元；每个单体电池包括正极端以及围绕于所述正极端外的外壳接触圈；每个单体电池收容于对应一个蜂窝单元内且负极端朝向所述上盖板；所述负极汇流层包括负极电路层并开设有多个过孔，所述负极电路层部分裸露形成多个负极接触部；所述正极汇流层包括正极电路层，所述正极电路层包括多个正极接触部，每个正极接触部位于对应一个过孔内；每个单体电池的外壳接触圈抵靠于对应的负极接触部上，每个单体电池的正极端抵靠于对应的正极接触部上。
2.如权利要求1所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述正极电路层上下表面以及负极电路层上下表面设置有绝缘层；每个负极接触部为环形并围绕于对应的一个过孔外。
3.如权利要求2所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述正极接触部包括连接臂及自接触部一端延伸的接触片；所述连接臂为长条形，所述接触片为平板状；所述连接臂与所述接触片相对倾斜且所述连接臂的宽度小与所述接触片的宽度。
4.如权利要求3所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述正极汇流层开设有对应所述过孔且与过孔连通的穿孔，所述穿孔及所述过孔为圆孔且大小一致并同轴设置；所述负极接触部为圆环形；所述正极接触部位于对应的所述穿孔及所述过孔内。
5.如权利要求4所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述正极端作为单体电池的正极并具有突起的接触部，所述正极端还设置有绝缘胶垫圈；所述负极端作为单体电池的负极且为平面状，所述负极端与单体电池的圆柱状的外壳为一体结构；所述外壳进一步包括围绕于所述正极端外的所述外壳接触圈；所述绝缘垫圈隔离所述正极端及所述外壳接触圈。
6.如权利要求5所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：还包括数量与单体电池相对应的基座；每个基座开设有一个通孔，且每个基座的一端向通孔的中心延伸形成内缘；正极端的接触部穿过对应基座的通孔抵靠于对应的接触片上。
7.如权利要求6所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：还包括弹性元件，所述弹性元件包括多个弹性部，每个弹性部设置于对应一个穿孔内且与正极接触部间隔相对。
8.如权利要求7所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述弹性元件为橡胶制成，所述弹性元件包括平板状的主体部以及自主体部突起形成的所述弹性部；所述主体部设置于所述正极汇流层及所述下护板之间。
9.如权利要求6所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述基座为六菱柱状，所述通孔为圆形，所述单体电池为圆柱状，所述单体电池的外壳对应于所述圆孔的形状。
10.如权利要求1所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述汇流电路板包括多个子电路板，每个子电路板包括所述正极汇流层及负极汇流层。
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