CN107732047A - 电动汽车底盘装置 - Google Patents

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、汇流电路板以及电池组件；汇流电路板包括正极汇流层及位于正极汇流层上且与正极汇流层绝缘的负极汇流层；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，电池组件包括多个单体电池、基座以及电性连接件；每个基座开设有一通孔，每个基座收容于对应的一个蜂窝单元内且套于对应的一个单体电池外，每个电性连接件设置于对应一个基座内；每个单体电池的负极端朝向上盖板，每个单体电池的正极端穿孔对应基座的通孔与正极汇流层电性连接；每个电性连接件电性连接对应一个单体电池的外壳及负极汇流层。

Description

电动汽车底盘装置

【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，在现有的电池技术水平瓶颈限制下，将汽车底盘与电池包融合重新一体化设计是未来可期的提升整车能量密度关键技术。蜂窝结构电池底盘，去掉了传统的电池箱设计，电池直接固定在蜂窝芯中，这对电池电路设计提出了更高的要求。传统的电动车底盘主要是用螺栓连接以及焊接安装电芯，通过电池正极铜螺母，电池负极铜螺栓，彼此相连固定在铜板上汇流，内部监控线路以及模组之间均采用导线连接，这种汇流设计，对焊接水平以及螺栓表面质量要求较高、电池线路多，走线复杂、长期运行过程中，螺栓易脱落，线路可靠性差、线路安装复杂，维修不方便、铜螺栓以及铜板汇流偏重，不利于整车轻量化。

【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、汇流电路板以及电池组件；所述汇流电路板包括正极汇流层及位于正极汇流层上且与正极汇流层绝缘的负极汇流层；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，所述电池组件包括多个单体电池、数量与单体电池对应的基座以及数量与单体电池对应的电性连接件；每个单体电池包括一个正极端及一个与正极端相背的负极端，每个单体电池收容于对应一个蜂窝单元内；每个基座开设有一通孔，每个基座收容于对应的一个蜂窝单元内且套于对应的一个单体电池外，每个电性连接件设置于对应一个基座内；每个单体电池的负极端朝向所述上盖板，每个单体电池的正极端穿孔对应基座的通孔与所述正极汇流层电性连接；每个电性连接件电性连接对应一个单体电池的外壳及所述负极汇流层。

在一个优选实施方式中，所述负极汇流层开设有多个过孔，每个过孔与相应一个蜂窝单元对应且每个过孔内具有一个弹性导电件；所述正极端具有突起的接触部，所述接触部穿过对应基座的通孔抵靠于对应一个弹性导电件上。

在一个优选实施方式中，所述弹性导电件包括顶部接触片、设置于顶部接触片下方的弹簧以及底部接触片；所述弹簧为一端与所述顶部接触片，另一端连接至底部接触片，底部接触片进一步电性连接至所述正极汇流层；所述接触部抵靠于所述顶部接触片上；所述汇流电路板开设有定位柱对应配合的定位孔。

在一个优选实施方式中，所述单体电池的外壳设有一个圆形的凹槽；所述电性连接包括弧形的卡持部以及多个自卡持部一侧延伸的均匀间隔设置电性接触脚，每个电性接触脚突起形成突起触点；所述卡持部卡于对应一个单体电池的外壳外并与外壳电性接触，所述突起触点位于外壳的凹槽内并与外壳电性接触。

在一个优选实施方式中，所述电性连接件还包括定位柱，所述汇流电路板开设有与定位柱对应配合的定位孔。

在一个优选实施方式中，每个基座的一端向通孔的中心延伸形成内缘；所述卡持部抵靠于基座的内缘上。

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；每个子电路板上的单体电池之间相互并联，子电路板之间进一步串联。

在一个优选实施方式中，所述蜂窝单元相同且相邻接，所述蜂窝单元的数量大于或对应于单体电池的数量。

在一个优选实施方式中，所述蜂窝单元为六菱柱状，所述单体电池为圆柱状。

在一个优选实施方式中，所述基座为中空的六菱柱状。

本发明所有单体电池正极均统一朝下，通过层叠母排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的立体分解示意图。

图2为本发明优选实施方式提供的电动汽车底盘装置组合时的局部剖视示意图。

图3为本发明优选实施方式提供的电动汽车底盘装置的部分元件的立体分解图。

图4为图3所示的组合示意图。

图5为图1所示的单体电池的立体图。

图6为图1所示电动汽车底盘装置的汇流电路板的立体图。

图7为图6所示的区域A的局部放大图。

【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至图3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以及电池组件50。所述底盘装置100安装于车架(图未示)上。

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。所述电池组件50包括多个单体电池51、数量与单体电池51对应的基座52以及数量与单体电池51对应的电性连接件53。每个单体电池51包括一个正极端511及一个与正极端511相背的负极端512，每个单体电池51收容于对应一个蜂窝单元21内。每个基座52开设有一通孔521，每个基座52收容于对应的一个蜂窝单元21内且套于对应的一个单体电池51外，每个电性连接件53设置于对应一个基座52内。每个单体电池51的负极端512朝向所述上盖板10。每个单体电池51的正极端511穿孔对应基座52的通孔521与所述正极汇流层41电性连接。每个电性连接件53电性连接对应一个单体电池51的外壳513及所述负极汇流层42。

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。

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垂直于所述上盖板10。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51的高度，蜂窝单元21用于收容单体电池51，蜂窝单元21的数量可以对应于单体电池51的数量，也可以多于单体电池51的数量。所述蜂窝单元21的数量对应于单体电池51的数量时，每个蜂窝单元21对应收容一个单体电池51。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2、6及图7，所述正极汇流层41及负极汇流层42之间绝缘。所述正极汇流层41及负极汇流层42可以采用轻质高导的合金板材。所述负极汇流层42开设有多个过孔43，每个过孔43内具有一个弹性导电件44。该弹性导电件44进一步包括顶部接触片441、设置于顶部接触片441下方的弹簧442以及底部接触片443。所述顶部接触片441由导电材料制成，且为圆形。所述弹簧442为金属制成且一端与所述顶部接触片441焊接在一起。所述弹簧442的另一端焊接至底部接触片443，所述底部接触片443进一步通过焊接或其他方式电性连接至所述正极汇流层41。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。其中每个过孔43与相应一个蜂窝单元21对应。

请参阅图5，每个单体电池51为圆柱状的锂电池。所述正极端511作为单体电池51的正极并具有突起的接触部5110，所述正极端511还设置有绝缘胶垫圈5111。所述负极端512作为单体电池的负极且为平面状，所述负极端512与单体电池51的圆柱状的外壳513为一体结构，即外壳513也作为单体电池51的负极。所述绝缘垫圈5111隔离所述正极端511及所述外壳513。所述外壳513还辊压有一个圆形的凹槽5131。

请参阅图2至图4，每个基座52由绝缘材料成型制成且为两端开口的六菱柱。每个基座52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52外，每个基座52开设有一个通孔521。且每个基座52的一端向通孔521的中心延伸形成内缘522。每个电性连接件53包括弧形的卡持部531、多个自卡持部531一侧延伸的均匀间隔设置电性接触脚532以及一个定位柱533。每个电性接触脚532向卡持部531的中心突起形成突起触点5321。

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；然后将每个电性连接件53收容于对应一个基座52的通孔521内，其中，所述电性连接件53的卡持部531抵靠于基座52的内缘522上，然后将基座42装入于对应的蜂窝单元21内，其中基座42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放置于所述汇流电路40的负极汇流层42上，蜂窝收容结构20与所述汇流电路板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43相对应；再将每个单体电池51装入对应一个蜂窝单元21内，其中所有收容于所述蜂窝单元21内的单体电池51的负极端512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411均朝向同一方向，并靠近所述底面213。正极端511的接触部5110穿过对应基座52的通孔421抵靠于对应一个弹性导电件44上，具体的，正极端511的接触部5110抵靠于弹性导电件44的顶部接触片441上，如此单体电池51的正极通过弹性导电件44与正极汇流层41电性连接。每个电性连接件53的卡持部531卡于对应一个单体电池的外壳513外并与外壳电性接触，电性接触脚532的突起触点5321位于单体电池51的外壳的凹槽5131内并与外壳电性接触，所述电性接触脚531的一端与负极汇流层42表面的接触点电性接触，如此单体电池51的负极通过电性连接件53与负极汇流层42电性连接。所述及定位柱533与汇流电路板40的定位孔402对应配合。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。另外弹性导电件及电性连接件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，通过层叠母排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，汇流电路板采用轻质高导电的合金板材，电路结构简单，同时有较好的轻量化效果。基座不仅能限制电池左右移动，还能够通过上盖板防止电池上下窜动，结构连接可靠性高；汇注电路板结构简单，无需通过折弯增加橡胶垫等辅助工艺来实现电池组的串并联。

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、汇流电路板以及电池组件；所述汇流电路板包括正极汇流层及位于正极汇流层上且与正极汇流层绝缘的负极汇流层；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，所述电池组件包括多个单体电池、数量与单体电池对应的基座以及数量与单体电池对应的电性连接件；每个单体电池包括一个正极端及一个与正极端相背的负极端，每个单体电池收容于对应一个蜂窝单元内；每个基座开设有一通孔，每个基座收容于对应的一个蜂窝单元内且套于对应的一个单体电池外，每个电性连接件设置于对应一个基座内；每个单体电池的负极端朝向所述上盖板，每个单体电池的正极端穿孔对应基座的通孔与所述正极汇流层电性连接；每个电性连接件电性连接对应一个单体电池的外壳及所述负极汇流层。

2.如权利要求1所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述负极汇流层开设有多个过孔，每个过孔与相应一个蜂窝单元对应且每个过孔内具有一个弹性导电件；所述正极端具有突起的接触部，所述接触部穿过对应基座的通孔抵靠于对应一个弹性导电件上。

3.如权利要求2所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述弹性导电件包括顶部接触片、设置于顶部接触片下方的弹簧以及底部接触片；所述弹簧为一端与所述顶部接触片，另一端连接至底部接触片，底部接触片进一步电性连接至所述正极汇流层；所述接触部抵靠于所述顶部接触片上；所述汇流电路板开设有定位柱对应配合的定位孔。

4.如权利要求3所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述单体电池的外壳设有一个圆形的凹槽；所述电性连接包括弧形的卡持部以及多个自卡持部一侧延伸的均匀间隔设置电性接触脚，每个电性接触脚突起形成突起触点；所述卡持部卡于对应一个单体电池的外壳外并与外壳电性接触，所述突起触点位于外壳的凹槽内并与外壳电性接触。

5.如权利要求4所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述电性连接件还包括定位柱，所述汇流电路板开设有与定位柱对应配合的定位孔。

6.如权利要求4所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：每个基座的一端向通孔的中心延伸形成内缘；所述卡持部抵靠于基座的内缘上。

7.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；每个子电路板上的单体电池之间相互并联，子电路板之间进一步串联。

8.如权利要求1所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述蜂窝单元相同且相邻接，所述蜂窝单元的数量大于或对应于单体电池的数量。

9.如权利要求8所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述蜂窝单元为六菱柱状，所述单体电池为圆柱状。

10.如权利要求9所述的电动汽车底盘装置，其特征在于：所述基座为中空的六菱柱状。