CN108091795B - 一种新能源车电池模组固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源车电池模组固定装置，包括电池模组(1)、用于对电池模组(1)进行初级固定的固定边架组件(2)、用于对电池模组(1)和定边架组件(2)进行初级定位的锁紧平衡组件(3)以及用于安装由以上三部分构成的组件的车身连接板(4)这四大部分。本发明可以解决新能源汽车电池模组在车体上的固定问题，而且，该固定装置不仅使电池模组的固定非常可靠，而且通过缓冲部件的设置避免车辆在行驶过程中对电池模组的冲击损坏，另外，该电池模组的安装和拆卸也十分便利。

Description

一种新能源车电池模组固定装置

技术领域

本发明属于新能源汽车技术领域，尤其是与新能源汽车的电池模组相关的技术领域。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

目前现有技术中，新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。这其中，电动汽车是目前最热门也最有发展前景的一个方向。从全球电动汽车的发展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显，与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距，这也是制约新能源汽车的发展的重要原因。电动汽车的电池是采用电池模组的方式构成，为了满足车辆使用要求，必须采取增加电池用量的方法,由此造成电动汽车装用大量的动力电池。

目前用于装载动力电池的仓体主体设计技术尚未成熟，大多数电动汽车均采用笨重的箱式结构，这进一步增加了电动汽车的整备质量。因此，需要对电动车辆的动力电池仓结构进行优化以实现轻量化设计。

目前构成电池组的拓扑可分为：1.先并后串：由于电池单体的初期差异性小，所以通过匹配容量、内阻和自放电后，将电池并联后串联是种比较理想的办法。走的更远的是很多个小单体，通过熔丝连接成模组后进行串联，如Tesla的电池系统。2.先串后并：将电池单体进行串联连接以后，在系统上将多个电池模组进行并联使用。这种方法适用于较大容量需求的情况下，比如电动大巴等较大容量的电池系统。由于电池组内单体差异累积，使得电池组的电压差异较大，并联连接需要更多的考虑。并联连接的硬连接方式，通常是共享DC/DC转换器，对电流分配无控制(重新连接困然，有可能断开一个电池包)，必须使用同一种电池；独立电池组整合，可使用独立转换器，能进行控制电流分配(有可能断开一个电池包、重新连接容易)，可使用不同电池。3.混联：将电池并联之后串联，再通过并联或者串联的方式进行连接。比如LEAF的2P2S的基本模块结构将电池连接在一起，可以承受总线电流，这又是一项考虑；目前可选的有两种连接类型：1)螺丝连接：主要应用在圆柱和方形电池中，车用不可取。2)焊接连接：可用在所有类型的使用上，由于直接将电池单体的导体焊接直连，其连接是稳定的，由于可能存在不同金属焊接，目前成本较高。

可见电池模组及其系统在电动汽车中占据了较大的空间，这就带来了一个十分关键的问题就是电池模组如何固定的问题，即采用什么样的一个连接结构。目前的连接结构主要是电池模组与外部固定组装箱体之间为硬性连接结构。由于电动汽车在行驶过程经常发生振动、冲击等现象，电池模组与外部固定组装箱体之间的硬性连接结构很容易发生损坏和实效现象。这些振动和冲击会通过硬性连接结构直接传递给电池模组致使电池模组使用寿命大幅降低，降低电池模组在电性能、安全性能等方面的稳定性和防护性。

目前解决这方面的技术问题的现有技术主要有：由重庆长安汽车股份有限公司,重庆长安新能源汽车有限公司申请的实用新型专利：一种电池模组固定框架(专利申请号为CN201420863479.7)公开了一种电池模组固定框架，包括模组固定上框、模组固定下框和连接固定支架；所述模组固定上框与模组固定下框分别设有与模组连接安装的孔，所述连接固定支架上设有与模组固定上、下框连接安装的孔以及与电池箱体安装固定的孔，模组固定上框与模组固定下框之间形成放置电池模组的空间，连接固定支架从两侧连接模组固定上框和模组固定下框，并将电池模组及框架整体固定到电池箱体上。由广州汽车集团股份有限公司申请的实用新型专利：电池模组固定结构(专利申请号为CN201420857162.2)，提供一种电池模组固定结构，包括一个或多个呈方框形的模组外壳、设置在所述模组外壳上且沿每一模组外壳的角边的长度方向延伸的多个空心筒、设置在所述空心筒内部的金属衬套、贯穿所述金属衬套且与所述金属衬套间隙配合的螺杆、连接在所述螺杆两端的两个螺母以及用于将所述电池模组固定结构固定到动力电池包外壳中的模组固定拉杆，所述一个或多个模组外壳被夹紧于所述两个螺母之间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种新能源汽车电池模组固定装置，从电池模组的固定方面对现有的新能源汽车的电池组的技术方案进行改进，以促进新能源汽车的技术进步。

本发明是这样实现的：

本发明是通过将封闭式电池模组通过固定边架组件进行初级固定，再通过锁紧平衡组件进行初级定位，然后将组装完成的封闭式电池模组、固定边架组件和锁紧平衡组件一起安装在车身连接板上表面，实现对整体装置的固定，最后将整个装置通过车身连接板上的安装螺栓固定于车辆上。

因此，本发明的电池模组固定装置，包括电池模组、用于对电池模组进行初级固定的固定边架组件、用于对电池模组和固定边架组件进行初级定位的锁紧平衡组件以及用于安装由以上三部分构成的组件的车身连接板这四大部分。电池模组的四个边角通过四个固定边架组件进行初级固定；固定边架组件与车身连接板的连接位置设置有缓冲机构，能够有效缓解车辆运行中对电池的冲击，该缓冲机构的可选方式很多，简单的如海绵垫、弹簧结构等。本发明是通过固定边架组件上的弹簧机构以及车身连接板上的限位缓冲块实现。

下面对四大部分中各组件的结构及其详细的连接关系进行描述。

首先是电池模组，电池模组外观近似为长方体形状，电池模组内部封装锂电池单一模组并设有输出端进行电能输出，所述输出端设有端子压紧环一和端子压紧环二，并且端子压紧环一和端子压紧环二分别连接输出端；在电池模组上还设有固定卡用于固定端子压紧环一和端子压紧环二的后端线束，电池模组的侧下部每个棱角两侧均设置一个定位销，同时底部四个角边缘位置设置有配合凸起。该配合凸起是与固定边架组件组装的必要部件。

然后是固定边架组件，固定边架组件是本发明的核心部件，固定边架组件包括固定组件本体，该固定组件本体为三面敞开的六方体结构，即只有底面和两个侧面构成，整体采用铸铝材质机加工成型，两侧外端靠近边缘处分别设有固定凸起一和固定凸起二，固定凸起一从上至下依次设计有定位孔一和螺纹孔一，固定凸起二从上至下依次设计有定位孔二和螺纹孔二。固定边架组件通过以上结构与车身连接板的配合是实现本发明目的的十分重要的设计。

其中，固定组件本体底部设计有弹簧配合面，其下部设有连接轴，同时固定组件本体两侧上部设有滑动定位槽一和滑动定位槽二，固定组件本体底部外夹角位置设置有压紧螺纹孔，该压紧螺纹孔上部设有定位配合孔。进一步的，固定组件本体下方的连接轴上套有缓冲弹簧，该缓冲弹簧下方套有配合圆垫。

作为本发明的技术方案不可或缺的一部分，锁紧平衡组件包括中间体，该中间体上部固定有定位滑轴,下部设有锁紧螺纹轴，中间体下部设计有避让空间，内部设有锁紧螺母，该锁紧螺母与锁紧轴固连同时锁紧轴两侧设有外螺纹，所述锁紧螺纹轴可以在中间体内旋转，所述定位滑轴在中间体内为固定件。

最后，本发明的车身连接板包括上板，上板四个边缘位置分别设置有四个安装凸起，每个凸起中部设置有连接轴配合孔，同时上板中部设置有凸焊立柱，凸焊立柱上固定有限位缓冲块，限位缓冲块内部设置有安装孔和卡接面。

安装状态下所述限位缓冲块位于电池模组的正下方，当电池模组向下缓冲至极限位置时与限位缓冲块顶部接触；同时上板上的限位缓冲块两侧设计有加强肋，上板两侧设有车身安装面一和车身安装面二，车身安装面一和车身安装面二上均设置有多个螺栓孔，两者与上板连接处均设置有三角筋；车身安装面一和车身安装面二通过螺栓连接的方式与车身相连接，实现整体装置与车辆的固定。

以上技术方案可以解决新能源汽车电池模组在车体上的固定问题，而且，该固定装置不仅使电池模组的固定非常可靠，而且通过缓冲部件的设置避免车辆在行驶过程中对电池模组的冲击损坏，另外，该电池模组的安装和拆卸也十分便利。

附图说明

图1是本发明电池模组固定装置立体结构示意图；

图2是本发明电池模组固定装置俯视图；

图3是本发明电池模组的立体结构示意图；

图4是图3中的结构从另一角度即后方所看到的示意图；

图5是本发明固定边架组件的结构示意图；

图6是5中的结构从另一角度即后方所看到的示意图；

图7是本发明锁紧平衡组件的结构示意图；

图8是本发明车身连接板结构示意图；

图9是本发明车身连接板上的限位缓冲块位置处纵剖面图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1-图9：从图1-图2可以看出，本发明的新能源汽车电池模组固定装置包括封闭式电池模组1，固定边架组件2，锁紧平衡组件3和车身连接板4四个部分。电池模组1的四个边角通过四个固定边架组件2进行初级固定，之后通过拧紧锁紧平衡组件3进行初级定位，后将电池模组1，固定边架组件2和锁紧平衡组件3安装完毕的组件安装于车身连接板4的上表面，实现对整体装置的固定，后将整个装置通过车身连接板4上的安装螺栓固定于车辆上，固定边架组件2与车身连接板4的连接位置设置有缓冲机构，有效缓解车辆运行中对电池的冲击。

看图3和图4，可以看到，本发明的封闭式电池模组1，内部封装锂电池单一模组，整体通过输出端11进行输出，端子压紧环一121和端子压紧环二122分别连接输出端11，端子压紧环一121和端子压紧环二122后端线束通过安装于电池模组1上的固定卡13进行固定，电池模组1的侧下部每个棱角两侧均设置一个定位销14，同时底部四个角边缘位置设置有配合凸起15。

如图5和图6所示，本发明的固定边架组件2包括固定组件本体21，整体采用铸铝材质机加工成型，两侧外端靠近边缘处分别设计有固定凸起一211和固定凸起二212，固定凸起一211从上至下依次设计有定位孔一2111和螺纹孔一2112，固定凸起二212从上至下依次设计有定位孔二2121和螺纹孔二2122，同时固定组件本体21底部设计有弹簧配合面213，其下部设计有连接轴214，其构成在固定边架组件2上的缓冲机构的主要部分。同时固定组件本体21两侧上部设计有滑动定位槽一2151和滑动定位槽二2152，固定组件本体21底部外夹角位置设置有压紧螺纹孔216，压紧螺纹孔216上部设计有定位配合孔2161，安装状态下电池模组1的配合凸起15放入定位配合孔2161内，后将电池模组1边角位置的定位销14分别置于滑动定位槽一2151和滑动定位槽二2152内，实现初级固定，此时将压紧螺纹孔216底部拧入压紧螺栓25，实现对电池模组1的初级固定。同时固定组件本体21下方的连接轴214上套有缓冲弹簧22，缓冲弹簧22下方套有配合圆垫23，安装状态下配合圆垫23位于车身连接板4上的连接轴配合孔4111上方(结合图8和图9展示的结构)，同时连接轴214穿过连接轴配合孔4111后，拧紧压紧螺母24，压紧螺母24为内部开有螺纹孔的金属铸件，其包括压紧圆面241和螺母面242。通过拧紧压紧螺母24可以实现将固定边架组件2固定于车身连接板4上的操作。

如图7所示，锁紧平衡组件3包括中间体31，中间体31上部固定有定位滑轴32，下部设计有锁紧螺纹轴33，中间体31下部设计有避让空间311，避让空间311如同是在方块状中间体31中开设出的凹槽，其内部设计有锁紧螺母332，锁紧螺母332与锁紧轴331固连同时锁紧轴331两侧设计有外螺纹，锁紧螺纹轴33可以在中间体31内旋转，定位滑轴32在中间体31内为固定件。当电池模组1安装完成一个固定边架组件2后，将定位滑轴32放入定位孔一2111内将锁紧轴331对准螺纹孔一2112，后安装第二个固定边架组件2，将定位滑轴32插入另一个固定边架组件2的定位孔二2121内后将锁紧轴331对准另一个固定边架组件2的螺纹孔二2122，此时通过拧紧锁紧螺母332可以将锁紧轴331的两端分别拧入两侧的固定边架组件2内，定位销14可以在滑动定位槽一2151和滑动定位槽二2152内滑动，进而实现两侧的固定边架组件2对封闭式电池模组1的压紧，同理操作4个锁紧平衡组件3可以实现固定边架组件2对封闭式电池模组1的全方位压紧，整体固定完成后，将4个固定边架组件2的连接轴214插入车身连接板4的安装凸起411内拧紧压紧螺母24，实现将电池模组1、固定边架组件2、锁紧平衡组件3固定于车身连接板4的操作。

如图8和图9所示，车身连接板4包括上板41，上板41上板四个边缘位置分别设置有四个安装凸起411，每个安装凸起411中部设置有连接轴配合孔4111，同时上板41中部设置有凸焊立柱413，其上固定有限位缓冲块44，限位缓冲块44内部设置有安装孔441和卡接面442。安装状态下限位缓冲块44位于电池模组1的正下方，当电池模组1向下缓冲至极限位置与限位缓冲块44顶部接触，防止电池模组1极限向下发生磕碰损坏。

同时上板41上限位缓冲块44两侧设计有加强肋412，提升上板41整体刚度，上板41两侧设计有车身安装面一421和车身安装面422，同时车身安装面一421和车身安装面422上均设置有多个螺栓孔，两者与上板41连接处均设置有三角筋43，提升刚度。

车身安装面一421和车身安装面422通过螺栓连接的方式与车身相连接，实现整体装置与车辆的固定。

该装置的拆卸过程是这样的：先将车身安装面一421和车身安装面422的螺栓拆卸，电池模组1、固定边架组件2、锁紧平衡组件3和车身连接板4整体与车身脱离，然后拆卸压紧螺母24，电池模组1、固定边架组件2和锁紧平衡组件3与车身连接板4脱离，后对锁紧平衡组件3的锁紧螺母332和压紧螺栓25进行释放，实现对电池模组1的拆卸。

当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源车电池模组固定装置，其特征在于：包括电池模组（1）、用于对电池模组（1）进行初级固定的固定边架组件（2）、用于对电池模组（1）和定边架组件（2）进行初级定位的锁紧平衡组件（3）以及用于安装由以上三部分构成的组件的车身连接板（4）这四大部分；所述电池模组（1）的四个边角通过四个固定边架组件（2）进行初级固定；固定边架组件（2）与车身连接板（4）的连接位置设置有缓冲机构；所述电池模组（1）内部封装锂电池单一模组并设有输出端（11）进行电能输出，所述输出端（11）设有端子压紧环一（121）和端子压紧环二（122），并且端子压紧环一（121）和端子压紧环二（122）分别连接输出端（11）；在电池模组（1）上还设有固定卡（13）用于固定端子压紧环一（121）和端子压紧环二（122）的后端线束，电池模组（1）的侧下部每个棱角两侧均设置一个定位销（14），同时底部四个角边缘位置设置有配合凸起（15）。

2.根据权利要求1所述的新能源车电池模组固定装置，其特征在于：所述固定边架组件（2）包括固定组件本体（21），整体采用铸铝材质机加工成型，两侧外端靠近边缘处分别设有固定凸起一（211）和固定凸起二（212），所述固定凸起一（211）从上至下依次设计有定位孔一（2111）和螺纹孔一（2112），所述固定凸起二（212）从上至下依次设计有定位孔二（2121）和螺纹孔二（2122）。

3.根据权利要求2所述的新能源车电池模组固定装置，其特征在于：所述固定组件本体（21）底部设计有弹簧配合面（213），其下部设有连接轴（214），同时固定组件本体（21）两侧上部设有滑动定位槽一（2151）和滑动定位槽二（2152），固定组件本体（21）底部外夹角位置设置有压紧螺纹孔（216），该压紧螺纹孔（216）上部设有定位配合孔（2161）。

4.根据权利要求3所述的新能源车电池模组固定装置，其特征在于：所述固定组件本体（21）下方的连接轴（214）上套有缓冲弹簧（22），该缓冲弹簧（22）下方套有配合圆垫（23）。

5.根据权利要求1所述的新能源车电池模组固定装置，其特征在于：所述锁紧平衡组件（3）包括中间体（31），该中间体（31）上部固定有定位滑轴（32）,下部设有锁紧螺纹轴（33），中间体（31）下部设计有避让空间（311），内部设有锁紧螺母（332），该锁紧螺母（332）与锁紧轴（331）固连同时锁紧轴（331）两侧设有外螺纹，所述锁紧螺纹轴（33）可以在中间体（31）内旋转，所述定位滑轴（32）在中间体（31）内为固定件。

6.根据权利要求1所述的新能源车电池模组固定装置，其特征在于：所述车身连接板（4）包括上板（41），上板（41）四个边缘位置分别设置有四个安装凸起（411），每个凸起中部设置有连接轴配合孔（4111），同时上板（41）中部设置有凸焊立柱（413），凸焊立柱（413）上固定有限位缓冲块（44），限位缓冲块（44）内部设置有安装孔（441）和卡接面（442）。

7.根据权利要求6所述的新能源车电池模组固定装置，其特征在于：安装状态下所述限位缓冲块（44）位于电池模组（1）的正下方，当电池模组（1）向下缓冲至极限位置时与限位缓冲块（44）顶部接触；同时上板（41）上的限位缓冲块（44）两侧设计有加强肋（412），上板（41）两侧设有车身安装面一（421）和车身安装面二（422），车身安装面一（421）和车身安装面二（422）上均设置有多个螺栓孔，两者与上板（41）连接处均设置有三角筋（43）；车身安装面一（421）和车身安装面二（422）通过螺栓连接的方式与车身相连接，实现整体装置与车辆的固定。

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