CN110001373A - 动力电池承载框架、汽车以及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种动力电池承载框架、汽车以及方法。动力电池承载框架包括设置在车身上的第一限位机构、第二限位机构和第三限位机构，所述第一限位机构、所述第二限位机构和所述第三限位机构分别与动力电池形状配合并且形成用于动力电池的容纳空间，所述第一限位机构用于限制动力电池在第一方向的位置，所述第二限位机构用于限制动力电池在第二方向的位置，所述第三限位机构用于限制动力电池在第三方向的位置。根据本发明的动力电池承载框架能够方便地定位以及承载动力电池。

Description

动力电池承载框架、汽车以及方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种动力电池承载框架、带有这样的动力电池承载框架的汽车以及将动力电池安装到车身上的方法。

背景技术

电动汽车通常需要设置动力电池来提供期望的续航里程。动力电池可挂载在车辆地板的下方，并且可设置动力电池承载框架来固定动力电池。在动力电池的固定过程中，可能存在使动力电池在特定方向上进行一定距离的移动的需要。最终，动力电池将固定在动力电池承载框架中以用于驱动车辆。

发明内容

本发明提出一种动力电池承载框架，其能够方便地定位以及承载动力电池。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述动力电池承载框架包括设置在车身上的第一限位机构、第二限位机构和第三限位机构，所述第一限位机构、所述第二限位机构和所述第三限位机构分别与动力电池形状配合并且形成用于动力电池的容纳空间，所述第一限位机构用于限制动力电池在第一方向的位置，所述第二限位机构用于限制动力电池在第二方向的位置，所述第三限位机构用于限制动力电池在第三方向的位置。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述第一方向为Y方向，所述第二方向为X方向，所述第三方向为Z方向。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述动力电池承载框架包括设置在车身上的第一限位结构、第二限位结构和第三限位结构，所述第一限位结构、所述第二限位结构和所述第三限位结构分别与动力电池形状配合并且形成用于动力电池的容纳空间，所述第一限位结构用于限制动力电池在Y方向和Z方向的位置，所述第二限位结构用于限制动力电池在X方向和Z方向的位置，所述第三限位结构用于限制动力电池在X方向和Z方向的位置。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述第一限位结构包括第一限位件，其能够与动力电池上的第一配对限位件形状配合，用于限制动力电池朝正负Y方向和负Z方向的移动。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述第一限位结构包括两个引导梁，在每个引导梁上设置有第一限位件，在安装好的状态下，动力电池位于这两个引导梁之间。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，在每个引导梁上设置有多个第一限位件，所述第一限位件在引导梁上彼此间隔地布置。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，在每个引导梁上分别设置有一个第三限位结构。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述第二限位结构包括第二限位件，其能够与动力电池上的第二配对限位件形状配合，用于限制动力电池朝负X方向和正Z方向的移动，在安装好的状态下，动力电池位于所述第二限位件的正X方向的前方。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述第三限位结构包括第三限位件，其能够与动力电池上的第三配对限位件形状配合，用于限制动力电池朝正X方向和正Z方向的移动，在安装好的状态下，动力电池位于所述第三限位件的正X方向的后方。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述第三限位件构造成能够在X方向移动。

根据本发明一个方面提出的动力电池承载框架，所述第三限位结构包括推杆，在所述推杆的端部设有第三限位件，所述推杆能够由驱动机构带动进行线性运动，在所述推杆与所述驱动机构之间设置有蜗轮蜗杆传动机构、齿轮传动机构、螺纹传动机构中一种或多种。

此外，本发明提出一种带有这样的动力电池承载框架的汽车。由于该汽车带有根据本发明的动力电池承载框架，因此能够具有如上面所述的优点。

根据本发明一个方面提出的利用上述动力电池承载框架将动力电池安装到车身上的方法，所述方法包括以下步骤：

对动力电池进行初定位，使得动力电池上的第一配对限位件与动力电池承载框架上的第一限位件在Z方向上错开；

从下往上将动力电池举升到引导梁的水平位置处；

在X方向移动动力电池使得动力电池上第二配对限位件与动力电池承载框架上第二限位件进入接触，以及动力电池上的第一配对限位件与所述第一限位结构上的第一限位件进入接触；

在X方向移动动力电池承载框架的第三限位件使其与动力电池上的第三配对限位件接触并牢固地贴靠。

本发明的有益效果包括：通过设置在车身上的限位机构或限位结构与动力电池的形状配合，有效地对动力电池进行定位并且可靠地承载动力电池。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的动力电池承载框架以及承载在其中的动力电池的结构；

图2示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的动力电池承载框架中的第一限位结构与动力电池的配合示意图；

图3示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的动力电池承载框架中的第二限位结构与动力电池的配合示意图；

图4示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的动力电池承载框架中的第三限位结构与动力电池的配合示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

在下面的描述中，为不同构造的实施例描述了各种参数和部件，这些具体的参数和部件仅作为示例而不对本申请的实施例做出限制。

下面对本文中所建立的坐标系进行说明。坐标系的原点O与车辆的质心重合，XOZ处于汽车左右对称的平面中。当车辆在水平路面上处于静止状态时，X轴平行于地面指向后方，Y轴指向驾驶员右侧，Z轴通过质心指向上方。

根据本发明的一实施方式结合图1示出，所述动力电池承载框架包括设置在车身上的第一限位机构、第二限位机构和第三限位机构，所述第一限位机构、所述第二限位机构和所述第三限位机构分别与动力电池4形状配合并且形成用于动力电池4的容纳空间，所述第一限位机构用于限制动力电池4在第一方向的位置，所述第二限位机构用于限制动力电池4在第二方向的位置，所述第三限位机构用于限制动力电池4在第三方向的位置。在根据本发明的一个实施方式中，所述第一方向为Y方向，所述第二方向为X方向，所述第三方向为Z方向。

除非另有说明，本文中的“形状配合”意味着不同零件之间通过直接接触建立配合关系，而不包括通过中间连接件、例如螺纹紧固件或销钉等建立配合关系。

通过设置在车身上的三个限位机构以及限位机构与动力电池4的形状配合，分别在三个方向上对动力电池4的位置进行限制，有效地对动力电池4进行定位并且可靠地承载动力电池4。

限位机构与动力电池4的形状配合可以通过限位机构与动力电池4的外轮廓的接触来实现；限位机构与动力电池4的形状配合也可以通过限位机构与动力电池4上的特别造型的形状（例如平面、凹面或凸面）的接触来实现，限位机构上存在与该特别造型的形状相匹配的形状。通过选择不同的限位机构与动力电池4的形状配合的形式（例如接触面的形状、接触点的数量和位置），能够实现对动力电池4的不同的自由度的约束。

根据本发明的另一个实施方式，所述动力电池承载框架包括设置在车身上的第一限位结构1、第二限位结构2和第三限位结构3，所述第一限位结构1、所述第二限位结构2和所述第三限位结构3分别与动力电池4形状配合并且形成用于动力电池4的容纳空间，所述第一限位结构1用于限制动力电池4在Y方向和Z方向的位置，所述第二限位结构2用于限制动力电池4在X方向和Z方向的位置，所述第三限位结构3用于限制动力电池4在X方向和Z方向的位置。

限位结构与动力电池4的形状配合可以通过限位结构与动力电池4的外轮廓的接触来实现；限位结构与动力电池4的形状配合也可以通过限位结构与动力电池4上的特别造型的形状（例如平面、凹面或凸面）的接触来实现，限位结构上存在与该特别造型的形状相匹配的形状。通过选择不同的限位结构与动力电池4的形状配合的形式（例如接触面的形状、接触点的数量和位置），能够实现对动力电池4的不同的自由度的约束。

根据本发明的一个实施方式结合图2所示，所述第一限位结构1包括第一限位件11，其能够与动力电池4上的第一配对限位件41形状配合，用于限制动力电池4朝正负Y方向和负Z方向的移动。所述第一限位结构1还可以包括两个引导梁12（引导梁12例如为汽车的门槛梁，保证承载动力电池4时所需的强度和刚度），在每个引导梁12上设置有第一限位件11，在安装好的状态下，动力电池4位于这两个引导梁12之间（参考图1）。所述第一限位件11例如构造成在侧面（Y方向）突出于所述引导梁12。在每个引导梁12上设置有多个第一限位件11，所述第一限位件11在引导梁12上彼此间隔地布置；于此相应地，动力电池4上的第一配对限位件41在动力电池4上彼此间隔地设置，其间距匹配于所述第一限位件11之间的间距。

通过这样的方式，所述第一限位结构1可以匹配于不同尺寸的动力电池4，只要其具有与所述第一限位件11之间的间距相匹配地设置的第一配对限位件41。就此而言，根据本发明的动力电池承载框架具有良好的兼容性，可以承载不同尺寸的动力电池4，而不需要对动力电池承载框架进行结构上的改变。

根据本发明的一个实施方式结合图3所示，所述第二限位结构2包括第二限位件21，其能够与动力电池4上的第二配对限位件42形状配合，用于限制动力电池4朝负X方向和正Z方向的移动，在安装好的状态下，动力电池4位于所述第二限位件21的正X方向的前方。

在每个引导梁12上可以分别设置有一个第三限位结构3。所述第三限位件31构造成能够在X方向移动，通过所述第三限位件31的移动来推动所述动力电池4相对所述动力电池承载框架运动，能够使所述动力电池4上的第一配对限位件41与所述第一限位结构1上的第一限位件11进入接触，以及能够使所述动力电池4上的第二配对限位件42与所述第二限位结构2上的第二限位件21进入接触，最终实现动力电池4在动力电池承载框架中的定位和承载。

根据本发明的一个实施方式结合图4所示，所述第三限位结构3包括第三限位件31，其能够与动力电池4上的第三配对限位件43形状配合，用于限制动力电池4朝正X方向和正Z方向的移动，在安装好的状态下，动力电池4位于所述第三限位件31的正X方向的后方。

在根据本发明的动力电池承载框架设置在车身底部时，安装动力电池4的一个示例性的过程如下：首先，对动力电池4进行初定位，使得动力电池4上的第一配对限位件41与动力电池承载框架上的第一限位件11在竖直方向（Z向）上错开；接着，采用举升装置从下往上将动力电池4举升到引导梁12的水平位置处；然后，在负X方向移动动力电池4使得动力电池4上第二配对限位件42与动力电池承载框架上第二限位件21进入接触，此时动力电池4上的第一配对限位件41与所述第一限位结构1上的第一限位件11也同时进入接触；最后，在负X方向移动动力电池承载框架的第三限位件31使其与动力电池4上的第三配对限位件43接触并牢固地贴靠，并且使得动力电池4可靠地承载在动力电池承载框架中。

根据本发明的一个实施方式，第三限位结构3包括推杆，在所述推杆的端部设有第三限位件31，所述推杆能够由驱动机构带动进行线性运动，在所述推杆与所述驱动机构之间设置有蜗轮蜗杆传动机构、齿轮传动机构、螺纹传动机构中一种或多种。

在根据本发明的一个实施方式中，第三限位结构包括：底座，其带有位移限定结构；蜗轮，其构造为能旋转地附接到底座上；蜗杆，其构造为与蜗轮相匹配并且驱动蜗轮；以及推杆（也即第三限位件），其延伸穿过位移限定结构，并且通过传动结构来连接到蜗轮上，以便能够在锁定位置和解锁位置之间移动；其中，推杆的远端构造为与动力电池上的受力结构（也即第三配对限位件）相匹配。第三限位结构包括蜗轮蜗杆机构，其能够使推杆在预定直线方向上发生移动。优选地，推杆具有至少两个位置，也即锁定位置和解锁位置。在本实施例中，推杆在锁定位置中距蜗轮和蜗杆的距离比推杆在解锁位置中距蜗轮和蜗杆的距离要更远。

在根据本发明的另一个实施方式中，第三限位结构包括：壳体，其包围腔并且包括沿轴向方向设置的第一出口和第二出口；推杆（也即第三限位件），其延伸穿过第一出口、腔和第二出口，并且布置为沿轴向方向移动；传动轴，其在腔之中围绕推杆设置，并且布置为围绕轴向方向转动；以及驱动杆，其构造为带动传动轴；其中，传动轴的内表面和推杆的外表面上设置有互相匹配的螺纹，并且推杆的一端构造为与动力电池上的受力结构（也即第三配对限位件）相匹配。

本发明还包括一种汽车，带有前述的任意一项或多项实施方式的动力电池承载框架，其因此带有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故在此不再赘述。

本发明还提出一种利用之前任一项或多项实施方式所述的动力电池承载框架将动力电池安装到车身上的方法，所述方法包括以下步骤：对动力电池4进行初定位，使得动力电池4上的第一配对限位件41与动力电池承载框架上的第一限位件11在Z方向上错开；从下往上将动力电池4举升到引导梁12的水平位置处；在X方向移动动力电池4使得动力电池4上第二配对限位件42与动力电池承载框架上第二限位件21进入接触，以及动力电池4上的第一配对限位件41与所述第一限位结构1上的第一限位件11进入接触；在X方向移动动力电池承载框架的第三限位件31使其与动力电池4上的第三配对限位件43接触并牢固地贴靠。

应当理解的是，在本文中所使用的技术术语“动力电池”包括但不限于用于为车辆提供动力的动力电池、动力电池组、动力电池包等。前文中所提及的“车辆”包括纯电动车辆、混合动力车辆等各类新能源车辆。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种动力电池承载框架，其特征在于，所述动力电池承载框架包括设置在车身上的第一限位机构、第二限位机构和第三限位机构，所述第一限位机构、所述第二限位机构和所述第三限位机构分别与动力电池（4）形状配合并且形成用于动力电池（4）的容纳空间，所述第一限位机构用于限制动力电池（4）在第一方向的位置，所述第二限位机构用于限制动力电池（4）在第二方向的位置，所述第三限位机构用于限制动力电池（4）在第三方向的位置。

2.根据权利要求1所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述第一方向为Y方向，所述第二方向为X方向，所述第三方向为Z方向。

3.根据权利要求1所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述动力电池承载框架包括设置在车身上的第一限位结构（1）、第二限位结构（2）和第三限位结构（3），所述第一限位结构（1）、所述第二限位结构（2）和所述第三限位结构（3）分别与动力电池（4）形状配合并且形成用于动力电池（4）的容纳空间，所述第一限位结构（1）用于限制动力电池（4）在Y方向和Z方向的位置，所述第二限位结构（2）用于限制动力电池（4）在X方向和Z方向的位置，所述第三限位结构（3）用于限制动力电池（4）在X方向和Z方向的位置。

4.根据权利要求3所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述第一限位结构（1）包括第一限位件（11），其能够与动力电池（4）上的第一配对限位件（41）形状配合，用于限制动力电池（4）朝正负Y方向和负Z方向的移动。

5.根据权利要求4所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述第一限位结构（1）包括两个引导梁（12），在每个引导梁（12）上设置有第一限位件（11），在安装好的状态下，动力电池（4）位于这两个引导梁（12）之间。

6.根据权利要求5所述的动力电池承载框架，其特征在于，在每个引导梁（12）上设置有多个第一限位件（11），所述第一限位件（11）在引导梁（12）上彼此间隔地布置。

7.根据权利要求5所述的动力电池承载框架，其特征在于，在每个引导梁（12）上分别设置有一个第三限位结构（3）。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述第二限位结构（2）包括第二限位件（21），其能够与动力电池（4）上的第二配对限位件（42）形状配合，用于限制动力电池（4）朝负X方向和正Z方向的移动，在安装好的状态下，动力电池（4）位于所述第二限位件（21）的正X方向的前方。

9.根据权利要求3至7中任一项所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述第三限位结构（3）包括第三限位件（31），其能够与动力电池（4）上的第三配对限位件（43）形状配合，用于限制动力电池（4）朝正X方向和正Z方向的移动，在安装好的状态下，动力电池（4）位于所述第三限位件（31）的正X方向的后方。

10.根据权利要求9所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述第三限位件（31）构造成能够在X方向移动。

11.根据权利要求3至7中任一项所述的动力电池承载框架，其特征在于，所述第三限位结构（3）包括推杆，在所述推杆的端部设有第三限位件（31），所述推杆能够由驱动机构带动进行线性运动，在所述推杆与所述驱动机构之间设置有蜗轮蜗杆传动机构、齿轮传动机构、螺纹传动机构中一种或多种。

12.一种汽车，其特征在于，所述汽车包含有根据权利要求1至11中任一项所述的动力电池承载框架。

13.利用根据权利要求1至11中任一项所述的动力电池承载框架将动力电池安装到车身上的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对动力电池（4）进行初定位，使得动力电池（4）上的第一配对限位件（41）与动力电池承载框架上的第一限位件（11）在Z方向上错开；

从下往上将动力电池（4）举升到引导梁（12）的水平位置处；

在X方向移动动力电池（4）使得动力电池（4）上第二配对限位件（42）与动力电池承载框架上第二限位件（21）进入接触，以及动力电池（4）上的第一配对限位件（41）与所述第一限位结构（1）上的第一限位件（11）进入接触；

在X方向移动动力电池承载框架的第三限位件（31）使其与动力电池（4）上的第三配对限位件（43）接触并牢固地贴靠。