CN110010813B - 一种可移动式动力电池防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动式动力电池防护系统，包含托盘、第一滑动机构、第二滑动机构、传感器模块和控制模块；第一滑动机构、第二滑动机构均包含横梁、第一滑块、第二滑块、连接条、驱动电机和锁止块。车辆侧面受力时，控制模块控制第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机工作，使得第一滑动机构、第二滑动机构的锁止块均缩回，此时，动力电池所在托盘通过第一滑动机构、第二滑动机构进行滑动，减缓撞击。托盘包含空心状的壳体和设置在壳体内用于缓冲吸能的填充内芯，在汽车受到碰撞时，利用填充内芯优异的吸能优势来进一步提高汽车受碰时的能量吸收能力，从而更好的保护动力电池的安全。

Description

一种可移动式动力电池防护系统

技术领域

本发明涉及电动汽车电池防护系统，尤其涉及一种可移动式动力电池防护系统。

背景技术

电动汽车作为一种新兴的产业，其发展对于解决全球石油资源衰竭、环境恶化等问题起到重要作用，电动汽车的主要能源形式是电力，对外界环境的污染排放量基本为零，而且相比于传统汽车，电动汽车不需要复杂的传动机构和占据大量空间的排气系统，并且操作简单，维护方便，越来越受到政府和消费者的鼓励和支持。

随着电动汽车产量的日益增加，汽车碰撞安全性愈来愈引起人们的关注，国家也对电动汽车碰撞性提出了具体要求。在碰撞发生时电动汽车的电池可能会发生短路，电解液泄露甚至起火引起爆炸等问题，这对于成员的人身安全存在极大的威胁。此外，根据我国道路交通统计数据显示，汽车发生侧面碰撞事故的概率在各种碰撞事故中发生的比例占27%，在所有碰撞事故的损失成本中为42.4%。对纯电动汽车的侧面结构刚度较弱，且侧面面积所占比例比较大，当汽车发生侧面碰撞时，其会发生一个瞬间大变形，变形状态为高度非线性，这会在极短的时间内给汽车侧面结构造成很大的入侵变形，随着侧碰侵入量的增加，电池托盘也会受到侧面碰撞挤压，而传统的电池托盘与车身底盘是固定连接，约束了电池托盘的横向移动，这使得电池托盘在剧烈碰撞时会发生大变形，并且传统电池托盘相当于一个刚体部件，其缓冲吸能性较差，汽车侧面与正面相比又缺少具有缓冲吸能的部件，因此，在发生侧面碰撞时，电池托盘里的电池组会在碰撞冲击力作用下受到损伤甚至破坏，存在严重的安全隐患；另外，电动汽车侧围部件和成员的距离比较近，在受到侧面撞击时，其冲击力也会直接作用在成员身上，这会加重成员的损伤。

因此设计一种可移动电动汽车动力电池防护系统，该电池托盘能够在碰撞力的作用下消耗碰撞能量，这对于保护电动汽车电池组以及乘员安全具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种可移动式动力电池防护系统，能够在碰撞过程中有效地减小初步接触时的碰撞力，从而更好的对电池组进行保护。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种可移动式动力电池防护系统，包含托盘、第一滑动机构、第二滑动机构、传感器模块和控制模块；

所述托盘用于固定动力电池；

所述第一滑动机构、第二滑动机构均包含横梁、第一滑块、第二滑块、连接条、驱动电机和锁止块，其中，所述横梁上沿其长度方向设有与所述第一滑块、第二滑块相匹配的滑槽，且滑槽两侧均设有限位块；所述第一滑块、第二滑块设置在所述滑槽中，能够在所述滑槽中自由滑动；所述连接条一侧分别和所述第一滑块、第二滑块固连，使得所述第一滑块、第二滑块相对固定，且连接条能够通过第一滑块、第二滑块相对横梁自由滑动；所述横梁在第一滑块、第二滑块之间的凹槽内设有用于放置所述锁止块的凹槽；所述驱动电机固定在所述横梁上，其输出端和所述锁止块相连，用于驱动所述锁止块弹出或缩回；当锁止块弹出卡在第一滑块、第二滑块之间时，所述连接条不能相对横梁滑动；当锁止块弹出缩回时，所述连接条能够相对横梁滑动；

所述第一滑动机构、第二滑动机构在车辆的长度方向前后设置；所述托盘设置在第一滑动机构、第二滑动机构之间，且托盘的前后侧分别和第一滑动机构连接条的另一侧、第二滑动机构连接条的另一侧固连；

所述传感器模块用于检测车辆是否侧面受力，并将感应信号传递给所述控制模块；

所述控制模块分别和所述传感器模块、第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机电气相连，用于根据传感器模块的感应信号控制第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机工作。

作为本发明一种可移动式动力电池防护系统进一步的优化方案，所述托盘包含壳体和用于缓冲吸能的填充内芯，所述壳体为空心状，所述填充内芯设置在所述壳体内。

作为本发明一种可移动式动力电池防护系统进一步的优化方案，所述填充内芯采用泡沫铝材料。

作为本发明一种可移动式动力电池防护系统进一步的优化方案，所述填充内芯采用蜂窝结构。

作为本发明一种可移动式动力电池防护系统进一步的优化方案，所述第一滑动机构、第二滑动机构还都包含安全销；所述横梁、连接条通过安全销固连；所述安全销在横梁、连接条之间的力大于预设的第一阈值时断开。

作为本发明一种可移动式动力电池防护系统进一步的优化方案，所述传感器模块采用力传感器、加速度传感器、角加速度传感器、位移传感器中的任意一种。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 与现有技术相比，常见电动汽车的托盘与底盘是固定连接，并约束其横向方向上位移，托盘与底盘之间没有相对位移，本发明将原本固定不动的托盘设计为可以横向移动的托盘，当受到侧面碰撞时，托盘会发生横向移动，并在移动过程中消耗能量，有效地解决了传统托盘缓冲吸能性较差的缺点，从而对动力电池实现更好的保护性能。

2. 本发明还针对传感器系统出现故障意外滑动的情况，设置了安全销，只有当作用在托盘上的侧向力达到危险数值时，托盘才能进行横向移动，这进一步提高了系统的可靠性。并且托盘内部安装有缓冲吸能性能的填充内芯，可以有效地降低托盘发生初次碰撞接触时的作用力，进一步提高动力电池在碰撞过程的防护性能。

附图说明

图1（a）、图1(b)分别为本发明第一滑动机构、第二滑动机构和固定动力电池的托盘相配合的结构示意图；

图2 为当传感器模块采用位移传感器时本发明的工作流程示意图；

图3为本发明中托盘和动力电池相配合的结构示意图；

图4 为本发明第一滑动机构、第二滑动机构中横梁的结构示意图。

图中，1-托盘，2-横梁，3-第一滑块，4-第二滑块，5-连接条，6-驱动电机，7-锁止块8-限位块，9-安全销，10-位移传感器的发射器，11-位移传感器的接收器，12-动力电池，13-壳体，14-填充材料，16-滑槽，17-横梁上锁止块的安装孔，18-横梁上驱动电机的安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

如图1（a）、图1（b）所示，本发明公开了一种可移动式动力电池防护系统，包含托盘、第一滑动机构、第二滑动机构、传感器模块和控制模块；

所述托盘用于固定动力电池；

所述第一滑动机构、第二滑动机构均包含横梁、第一滑块、第二滑块、连接条、驱动电机、锁止块和安全销，其中，所述横梁上沿其长度方向设有与所述第一滑块、第二滑块相匹配的滑槽，且滑槽两侧均设有限位块；所述第一滑块、第二滑块设置在所述滑槽中，能够在所述限位块之间的滑槽中自由滑动；所述连接条一侧分别和所述第一滑块、第二滑块固连，使得所述第一滑块、第二滑块相对固定，且连接条能够通过第一滑块、第二滑块相对横梁自由滑动；所述横梁在第一滑块、第二滑块之间的凹槽内设有用于放置所述锁止块的凹槽；所述驱动电机固定在所述横梁上，其输出端和所述锁止块相连，用于驱动所述锁止块弹出或缩回；当锁止块弹出卡在第一滑块、第二滑块之间时，所述连接条不能相对横梁滑动；当锁止块弹出缩回时，所述连接条能够相对横梁滑动；所述横梁、连接条通过安全销固连、所述安全销在横梁、连接条之间的力大于预设的第一阈值时断开；

所述第一滑动机构、第二滑动机构在车辆的长度方向前后设置；所述托盘设置在第一滑动机构、第二滑动机构之间，且托盘的前后侧分别和第一滑动机构连接条的另一侧、第二滑动机构连接条的另一侧固连；

所述传感器模块用于检测车辆是否侧面受力，并将感应信号传递给所述控制模块；

所述控制模块分别和所述传感器模块、第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机电气相连，用于根据传感器模块的感应信号控制第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机工作。

所述传感器模块采用力传感器、加速度传感器、角加速度传感器、位移传感器中的任意一种。图1（a）、图1（b）采用的是位移传感器，为了精确采用了两组，每一组均包含一个发射器和一个接收器。

如图2所示，当传感器模块采用位移传感器时，可移动式动力电池防护系统的具体工作工程如下：

当电动汽车正常行驶时，发射器会发出信号，与此同时接收器的实时情况传递给控制模块，若信号接收器收到信号，则控制模块判断汽车处于正常状态，控制第一滑动机构、第二滑动机构的锁止块均弹出，此时，动力电池所在托盘被锁死，无法发生横向移动。

当汽车受到侧面碰撞时，汽车的侧部会发生一个瞬间大变形，变形状态为高度非线性，侧面变形侵入量会不断增加，当侧面变形侵入量足够大时，其会遮挡住发射器发出的信号，接收器无法接收到信号，此时控制模块判断为汽车处于碰撞状态，控制第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机工作，使得第一滑动机构、第二滑动机构的锁止块均缩回，此时，动力电池所在托盘通过第一滑动机构、第二滑动机构进行滑动，减缓撞击。

考虑到存在着传感器意外出现故障或信号传递被异物遮挡等非碰撞所引起滑块机构非正常开启的情况，我们在第一滑动机构、第二滑动机构中设置了安全销，在未受到碰撞时，即使第一滑动机构、第二滑动机构的锁止块均缩回，安全销也能将托盘锁死，不会使其在正常行驶或转弯的情况下发生横向移动；若碰撞力不足以使安全销断裂时，电池托盘仍处于锁死状态，若碰撞力足够大时，安全销会沿其横截面发生断裂，随着侧面侵入量的继续增加，托盘会在侧碰力的作用下进行横向移动，并在整个滑动过程中消耗能量，进而对动力电池起到缓冲吸能的作用。

如图3所述，托盘包含壳体和用于缓冲吸能的填充内芯，壳体为空心状，填充内芯设置在所述壳体内。考虑到在汽车受到侧面碰撞托盘发生横向移动时，侧面侵入量会与托盘发生直接接触，并且初次接触时的作用力比较大，此时托盘会在外力作用下发生变形，在托盘中设有缓冲吸能作用的填充内芯，可以极大的降低初次接触是的碰撞力，从而能够更好的保护动力电池的安全。托盘的填充内芯可为泡沫铝材料、蜂窝结构或其他具有相同缓冲吸能作用的材料或结构；填充内芯可以采用相同类型的材料或结构构成，也可以由两种或多种不同类型的材料或结构组合而成。

如图4所示为本发明第一滑动机构、第二滑动机构中横梁的结构示意图，其上设有滑槽、锁止块的安装孔以及驱动电机的安装孔。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可移动式动力电池防护系统，其特征在于，包含托盘、第一滑动机构、第二滑动机构、传感器模块和控制模块；

所述托盘用于固定动力电池；

所述第一滑动机构、第二滑动机构均包含横梁、第一滑块、第二滑块、连接条、驱动电机和锁止块，其中，所述横梁上沿其长度方向设有与所述第一滑块、第二滑块相匹配的滑槽，且滑槽两侧均设有限位块；所述第一滑块、第二滑块设置在所述滑槽中，能够在所述滑槽中自由滑动；所述连接条一侧分别和所述第一滑块、第二滑块固连，使得所述第一滑块、第二滑块相对固定，且连接条能够通过第一滑块、第二滑块相对横梁自由滑动；所述横梁在第一滑块、第二滑块之间的凹槽内设有用于放置所述锁止块的凹槽；所述驱动电机固定在所述横梁上，其输出端和所述锁止块相连，用于驱动所述锁止块弹出或缩回；当锁止块弹出卡在第一滑块、第二滑块之间时，所述连接条不能相对横梁滑动；当锁止块弹出缩回时，所述连接条能够相对横梁滑动；

所述第一滑动机构、第二滑动机构在车辆的长度方向前后设置；所述托盘设置在第一滑动机构、第二滑动机构之间，且托盘的前后侧分别和第一滑动机构连接条的另一侧、第二滑动机构连接条的另一侧固连；

所述传感器模块用于检测车辆是否侧面受力，并将感应信号传递给所述控制模块；

所述控制模块分别和所述传感器模块、第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机电气相连，用于根据传感器模块的感应信号控制第一滑动机构的驱动电机、第二滑动机构的驱动电机工作。

2.根据权利要求1所述的可移动式动力电池防护系统，其特征在于，所述托盘包含壳体和用于缓冲吸能的填充内芯，所述壳体为空心状，所述填充内芯设置在所述壳体内。

3.根据权利要求2所述的可移动式动力电池防护系统，其特征在于，所述填充内芯采用泡沫铝材料。

4.根据权利要求2所述的可移动式动力电池防护系统，其特征在于，所述填充内芯采用蜂窝结构。

5.根据权利要求1所述的可移动式动力电池防护系统，其特征在于，所述第一滑动机构、第二滑动机构还都包含安全销；所述横梁、连接条通过安全销固连；所述安全销在横梁、连接条之间的力大于预设的第一阈值时断开。

6.根据权利要求1所述的可移动式动力电池防护系统，其特征在于，所述传感器模块采用力传感器、加速度传感器、角加速度传感器、位移传感器中的任意一种。