CN109742277B - 一种加强型的高效防护电池箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种加强型的高效防护电池箱，包括：箱体和设置在箱体内的电池架；所述箱体的面板是由上防护板，中间复合夹层以及下防护板构成的三明治结构。本发明的目的是解决现有的电动汽车的电池箱对电池的防护不足，设计一款加强型的高效防护电池箱，使汽车发生碰撞时，能提供足够的缓冲吸能，并且满足电池在日常使用过程中的防护要求。

Description

一种加强型的高效防护电池箱
技术领域
本发明涉及电动车电池组件领域，更具体地说，本发明是一种加强型的高效防护电池箱。
背景技术
随着电池技术的不断发展，相关政策的扶持鼓励，以及人们环保意识的提高，电动汽车已经成为当今汽车发展的主流趋势，其不仅拥有环保节能的优势，而且有较高的乘坐舒适性，已逐渐成为人们购买家用汽车的主要选择。电动汽车的发展，从某种意义上说，使国家逐渐摆脱对石油的依赖，这对环境的保护十分有利，符合当今时代发展的要求。
然而随着国家汽车密度的提高，由汽车引发的安全事故也随之增多，以及在一些恶劣的情况下，对电池的防护显得尤为重要。电池作为电动汽车动力核心，当汽车发生碰撞时，要求电池箱能提供足够的缓冲，有效的吸能，以保证电池不被损坏。另外在日常使用过程中，电池箱需要良好的抗振性和耐热耐腐蚀性，以保证电池能够正常工作，因此利用新结构设计一款加强型高效防护的电池箱具有十分重要的现实意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的是解决现有的电动汽车的电池箱对电池的防护不足，设计一款加强型的高效防护电池箱，使汽车发生碰撞时，能提供足够的缓冲吸能，并且满足电池在日常使用过程中的防护要求。
为实现上述问题，本发明提供了一种加强型的高效防护电池箱，包括：箱体和设置在箱体内的电池架；
所述箱体的面板是由上防护板，中间复合夹层以及下防护板构成的三明治结构。
在一较佳实施例中：所述上防护板、下防护板分别是由两层碳纤维铺层中间夹铝板的复合结构构成。
在一较佳实施例中：所述中间复合夹层包括上体心立方式多孔芯，中间瓦楞式多孔芯和下体心式立方多孔芯。
在一较佳实施例中：所述体心立方多孔芯由体心立方采用面与面接触排列而成。
在一较佳实施例中：所述电池架为蜂窝结构，其角单元为三角形。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
1.提供良好的吸能性和缓冲效果。
本发明提供的一种加强型的高效防护电池箱，箱体的中间层为复合式的多孔结构，在碰撞过程中，其经过弹性形变,屈服阶段及致密过程三个阶段，并随着应变率的增加,其屈服应力的也呈上升的趋势，这表明该结构在被压缩过程中能够在保持相对较低的应力下吸收大量的压缩能量。其次该复合多孔结构的中间层为瓦楞式多孔芯，当冲击力达到一定条件时，能形成有效的压溃，提供足够的缓冲，保证电池不被损坏。
2.优良的力学性能。
本发明提供的一种加强型的高效防护电池箱，所述上防护板、下防护板分别是由两层碳纤维铺层中间夹铝板的复合结构构成。首先碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量的纤维材料，其相对铝材有较高的抗拉性，铝材是一种轻质高强度的材料，与碳纤维相反，有较好的抗压性二者结合优势互补，相辅相成。其次，该箱体的中间夹层的体心立方多孔芯的单元，采用面结合的形式，相比于桁架式的多孔结构线接触形式，有更好的接触强度，能够提供更高的抗冲击性。同时，电池架的蜂窝结构采用三角形作为蜂窝胞体的接触单元，具有更好的稳定性，十分有利于电池的防护。
3.具有良好的减振性。
振动是通过波的形式传递，当波通过体心立方多孔芯和瓦楞式多孔芯所构成的复合夹层时，由于该复合夹层相比于传统电池箱的实体壁，密度显著降低，有较小的松弛模量，振幅和振动所传递的能量，被层层吸收，实现减振的效果，以保证电池不因振动而损坏。
4.具有良好的耐热、耐腐蚀
首先，碳纤维能够耐受3000度以上的高温，具有突出的耐热性能。其次，碳纤维有良好的化学稳定性，对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，不溶不胀，耐蚀性出类拔萃，完全不存在生锈的问题。该箱体材料上下防护板皆由两层碳纤维铺层构成，具有良好的耐热和耐蚀性。
附图说明
图1为本发明优选实施例中电池箱的结构示意图；
图2为本发明优选实施例中外箱体材料的结构示意图；
图3为本发明优选实施例中上、下防护板的结构示意图；
图4为本发明优选实施例中体心立方多孔芯的胞体结构示意图；
图5为本发明优选实施例中体心立方多孔芯结构示意图；
图6为本发明优选实施例中瓦楞式多孔芯组成方式示意图；
图7为本发明优选实施例中复合夹层的三维结构示意图；
图8为本发明优选实施例中电池架结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对发明进行详细说明。应该说明的是：以下实施例仅用于说明本发明，并非限制本发明所描述的技术方案，一切不脱离本范围的技术方案及其改进均应包括在本发明的权利要求范围当中。
本发明针对传统的电池箱的防护不足，提供一种加强型的高效防护电池箱。该电池箱如图1所示，主要由外箱体101和内电池架102构成。
电池箱体的材料为三明治结构，如图2所示，包括上防护板201，中间复合夹层202,203,204，下防护板205。
上防护板201、下防护板205的结构如图3所示，为上碳纤维层301，中间铝板夹层302，下碳纤维层303组成的复合结构。由于碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量的纤维材料，其相对铝材有较高的抗拉性，铝材是一种轻质高强度的材料，与碳纤维相反，有较好的抗压性二者结合优势互补，相辅相成。
所述中间复合夹层202,203,204如图2所示，亦为三明治结构，包括上体心立方多孔芯202，中间瓦楞式多孔芯203和下体心立方多孔芯204。该结构具有高效吸能缓冲的作用，对电池的防护十分有利。
上体心立方多孔芯202、下体心立方多孔芯204如图5所示。其由如图4所示的体心立方排列而成，该上体心立方多孔芯202、下体心立方多孔芯204中的体心立方采用面与面接触结合，相比于桁架式的多孔结构，其具有更高的接触强度，增强箱体的力学性能。
瓦楞式多孔芯203由如图6所示的瓦楞条601交叉排列布置，该结构具有很好的缓冲性，降低电池在碰撞过程中承受的冲击力。
上述两者结合构成如图7所示的中间复合夹层302。
内部电池架102如图8所示，采用角单元为三角形的蜂窝结构801，以增强电池架的稳定性。同时，电池架的蜂窝结构采用三角形作为蜂窝胞体的接触单元，具有更好的稳定性，十分有利于电池的防护。
以上仅为本发明的优选实施例，但本发明的范围不限于此，本领域的技术人员可以容易地想到本发明所公开的变化或技术范围。替代方案旨在涵盖在本发明的范围内。因此，本发明的保护范围应由权利要求的范围确定。

Claims (3)

1.一种加强型的高效防护电池箱，其特征在于包括：箱体和设置在箱体内的电池架；
所述箱体的面板是由上防护板，中间复合夹层以及下防护板构成的三明治结构；
所述中间复合夹层包括上体心立方多孔芯，中间瓦楞式多孔芯和下体心立方多孔芯；
所述体心立方多孔芯由体心立方采用面与面接触排列而成；所述瓦楞式多孔芯由瓦楞条交叉排列布置。
2.根据权利要求1所述的一种加强型的高效防护电池箱，其特征在于：所述上防护板、下防护板分别是由两层碳纤维铺层中间夹铝板的复合结构构成。
3.根据权利要求1所述的一种加强型的高效防护电池箱，其特征在于：所述电池架为蜂窝结构，其角单元为三角形。
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