CN111063846B - 电动汽车电池包多级缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车电池包多级缓冲装置，有效解决吸能方式单一，多个缓冲装置不能同时工作；其解决的技术方案是包括底盘，底盘的中部有放置槽，放置槽内有空腔，空腔内有气囊，放置槽内有电池包；放置槽内固定安装有多个对称布置于电池包左右两侧的缓冲器，每个缓冲器均包括一个侧部气缸，侧部气缸与气囊相通；侧部气缸内有第一活塞和第一活塞杆，第一活塞杆的内部设有腔室；腔室内有第二活塞和第二活塞杆；腔室内设有第二压簧，第二活塞和第二活塞杆上开设有连通腔室和外界的气孔；放置槽内安装有前后两个伸缩支架，左右两侧缓冲器中的第二活塞杆的端部分别与伸缩支架的左右两端固定连接；本发明行驶的平稳性，又保证了碰撞后的安全性。

Description

电动汽车电池包多级缓冲装置

技术领域

本发明涉及电动汽车电池防护领域，特别是电动汽车电池包多级缓冲装置。

背景技术

当下电动汽车采用铸钢电池包箱、铸铝电池包箱、塑料电池包箱。频发的事故表明,使用这些电池包箱的动力电池包不安全,存在的主要问题如下:1、没有减震功能;2、没有抑制颠簸性能;3、没有吸能防撞功能;4、钢制与铝制包箱没有电绝缘性能;5、塑料包箱易燃烧。

理想电池包箱需要具有的性能:1、能减震、阻尼振动;2、抑制颠簸;3、吸受撞击动能,减少对电池冲击;4、具有电绝缘性能,减少短路机会;5、不易燃烧。但是目前的电池包大多不能够进行有效的缓冲，亦或是采用简单的缓冲，只能单一的在汽车小幅度晃动或者较大的急停中发挥作用，无法起到两者兼顾的作用；并且由于汽车的电池包在汽车行进过程中会前后均会发生冲击，所以一般在电池包的四周会布置多个缓冲装置，但是在汽车受到前侧撞击或者后侧撞击时，同一时间内单侧的缓冲装置能够作用，而另一侧的装置闲置，减小了吸能效果；因此目前需要一种更为有效的装置来保护电池包。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术中存在的问题，本发明之目的就是提供电动汽车电池包多级缓冲装置，可有效解决现有缓冲装置吸能方式单一，适应性差、多个缓冲装置不能同时工作等问题。

其解决的技术方案是包括底盘，底盘的中部设有放置槽，放置槽的底部设有空腔，放置槽的底部间隔开设有多个与空腔相通的竖直通槽，每个通槽内均安装有一个能上下移动的竖板，空腔内放置有气囊，气囊充气后，会使竖板的上端高出通槽；放置槽内有电池包，放置槽上方能拆卸安装有上端盖，上端盖的下端面经多个第一压簧连接有平板，平板与电池包的上端面接触；电池包能左右滑动；

所述的放置槽内固定安装有多个对称布置于电池包左右两侧的缓冲器，每个缓冲器均包括一个左右方向放置的侧部气缸，多个侧部气缸均与气囊之间经管道相通；每个侧部气缸内均设有第一活塞和第一活塞杆，第一活塞杆的内部设有腔室；腔室内有能左右移动的第二活塞和第二活塞杆；腔室内设有第二压簧，第二活塞和第二活塞杆上开设有连通腔室和外界的气孔；

所述的放置槽内安装有前后两个伸缩支架20，伸缩支架20的中部铰接在放置槽的内侧壁上，伸缩支架20的左右两端能同步反向移动；左右两侧缓冲器中的第二活塞杆的端部分别与伸缩支架20的左右两端固定连接。

本发明结构紧密，节省空间，缓冲效果好，力度能进行变化，既保证了行驶的平稳性，又保证了碰撞后的安全性。

附图说明

图1为本发明的主视剖面图。

图2为本发明的主视剖面图（去掉电池包）。

图3为本发明的俯视剖面图。

图4为本发明图3中A处的局部放大图。

图5为底盘、放置槽、上端盖的立体示意图。

图6为通槽、竖板、底盘的配合关系图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

由图1至图5给出，本发明包括底盘1，底盘1的中部设有放置槽2，放置槽2的底部设有空腔3，放置槽2的底部间隔开设有多个与空腔3相通的竖直通槽4，每个通槽4内均安装有一个能上下移动的竖板5，空腔3内放置有气囊6，气囊6充气后，会使竖板5的上端高出通槽4；放置槽2内有电池包7，放置槽2上方能拆卸安装有上端盖8，上端盖8的下端面经多个第一压簧10连接有平板9，平板9与电池包7的上端面接触；电池包7能左右滑动；

所述的放置槽2内固定安装有多个对称布置于电池包7左右两侧的缓冲器11，每个缓冲器11均包括一个左右方向放置的侧部气缸12，多个侧部气缸12均与气囊6之间经管道13相通；每个侧部气缸12内均设有第一活塞14和第一活塞14杆，第一活塞14杆的内部设有腔室16；腔室16内有能左右移动的第二活塞17和第二活塞17杆；腔室16内设有第二压簧26，第二活塞17和第二活塞17杆上开设有连通腔室16和外界的气孔19；

所述的放置槽2内安装有前后两个伸缩支架20，伸缩支架20的中部铰接在放置槽2的内侧壁上，伸缩支架20的左右两端能同步反向移动；左右两侧缓冲器11中的第二活塞17杆的端部分别与伸缩支架20的左右两端固定连接。

为了上端盖8能够拆卸，所述的上端盖8经多个螺栓和垫片与底盘1固定。

为了能够更好的缓冲吸能，所述的气囊6内部预充有一定压力值的气体。

为了使电池包7被稳定支撑，当静止状态时，所述的第二压簧26处于被压缩状态。

为了方便第二活塞17杆推动第一活塞14杆移动时，不挤压第二压簧26，所述的第一活塞14杆的腔室16内设有与第二压簧26对应的盲孔21，第二压簧26能收缩至盲孔21内。

为了实现伸缩，所述的伸缩支架20包括中部相互铰接的两个第一连杆22，每个第一连杆22的端部均铰接有一个第二连杆23，同侧的两个第二连杆23的端部铰接在一起。

为了便于安装多个缓冲器11，所述的前后两个伸缩支架20的左端之间、右端之间均连接前后方向的支杆24，缓冲器11中第二伸缩杆靠近支杆24的一端均套装在支杆24上。

为了便于气囊6推动竖板5向上移动，所述的多个竖板5的下端固定有一个水平的挡板25，挡板25置于空腔3内且位于气囊6的上方。

本发明使用时，首先在静止状态下，电池包7会处于放置槽2的中间位置，此时每个缓冲器11内部的第二压簧26均处于被压缩的状态，即每个第二活塞17杆均顶紧电池包7的状态，使电池包7的左右方向能够具有一定的刚性，防止汽车正常行驶时，电池频繁移动；再此状态下，伸缩支架20会处于图2所述的状态，即伸缩支架20的左右两端与电池包7接触，形成伸缩支架20包裹电池包7的形式。

以汽车前进为例进行说明，当汽车遇到刹车时，此时由于汽车制动，汽车会产生较大的惯性力，使电池在惯性的作用下向左移动；此时由于侧部气缸12和气囊6相互连通；并且气囊6的内部预充有一定压力值的气体，当侧部气缸12不受挤压时，竖板5的上端不会伸出通槽4，即放置槽2的底部处平整的状态；且由于电池包7会挤压着竖板5，使竖板5无法伸出，即气囊6的体积也无法扩大；因此此时侧部气缸12内部的第一活塞14杆比较难以压缩；在汽车进行刹车时，电池的惯性不足以推动第一活塞14杆移动，只能推动第二活塞17杆移动。

具体为：在汽车刹车时，电池会向左移动，并直接推动左侧缓冲器11的第二活塞17杆向左移动，使位于第一活塞14杆腔室16内部的第二压簧26被压缩，并且在第二活塞17杆向左移动的过程中，腔室16内的气体会被挤压并从气孔19排出，但是气孔19的直径较小，因此腔室16内的气体排出也会起到一定的阻尼和吸能作用；同时，在电池向左移动的过程中，电池会推动伸缩支架20的左端向左移动，由于伸缩支架20为第一连杆22和第二连杆23组成的铰接结构，因此伸缩支架20的右端也会向右移动，并且保持与左侧相同的运动距离和运行速度；所以当电池在进行移动时，左右两侧的缓冲器11会同步进行工作，起到充分吸能的作用。

当车辆的惯性力消失后，此时在第二压簧26的作用下，电池包7会再次恢复到中间的位置，并且在此过程中，第一活塞14杆腔室16会进行吸气，使气孔19再次起到阻尼的作用，从而使电池包7可以平稳的恢复至初始的位置；此为本装置的一级缓冲效果。

当汽车遇到碰撞时，此时惯性极大，汽车的外壳甚至都会发生变形，此时单靠上述的方式已经无法保护电池不受到挤压或者变形；在此状态下会启动本装置的二级缓冲。

以汽车头部碰撞为例进行说明，此时电池包7依旧是会向左移动，首先与上述方式一致，第二压簧26会被压缩，第一活塞14杆内部的气体会被排出，但有区别使是，因为气孔19排气的速度比较慢；此时第一活塞14杆腔室16内部并不会完全排出；并直接使第一活塞14杆带动第二活塞17杆同时向左移动；当第二活塞17杆向左移动后，此时所有的侧部气缸12内部的气体均会被挤压并向气囊6内流动；继而使气囊6体积变大，并通过挡板25推动竖板5向上移动；使竖板5的上端伸出通槽4，并推动整个电池包7向上移动小段距离，从而使碰撞后电池受到的左右方向的力，转化为克服电池重力作用，得到充分的吸能效果。

同时在电池包7向上移动小段距离时，会挤压与上端盖8经多个第一压簧10相连的平板9向上移动，从而使多个第一压簧10也被压缩，也起到了一定的吸能作用。

通过上述利用气缸来进行力的方向的转换，从而克服重力做功，并且利用多个第一压簧10来进行吸能，能够实现对电池的充分保护，防止电池包7受到直接撞击时，内部收到挤压，产生爆炸危险。

本装置中每个缓冲器11都是单独的一个，因此可以根据电池的重量和尺寸，以及运营车辆的情况，合理的布置缓冲器11的数量，从而适应不各种车辆的需求。同时当其中一个缓冲器11发生故障时，还可以方便的进行更换，减少了成本。

本装置通过设置伸缩支架20来联动左右两侧的缓冲器11，实现了无论电池是向前移动还是向后移动，所有的缓冲器11均可以同步进行工作，充分的利用了多个缓冲器11的缓冲性能，保证了充分的进行吸能，保护了电池的安全，提高了各个零部件之间的相互协作。

本装置的设计为两级缓冲，一级缓冲为第二压簧26和气孔19，用于应对平常使用时的刹车，小颠簸等情况；二级缓冲为气缸和第一压簧10；利用了电池自身的重力，从而达到转变受力方向，以及克服重力作用，从而吸能的效果；能够应对汽车受到对撞或者被追尾等情况的发生，避免了电池爆炸，保护了人身安全。

本装置的一级缓冲和二级缓冲相辅相成，且结构紧密，节省空间，缓冲效果好，力度会自动进行变化，既保证了行驶的平稳性，又保证了碰撞后的安全性。

Claims (6)

1.电动汽车电池包多级缓冲装置，包括底盘（1），其特征在于，底盘（1）的中部设有放置槽（2），放置槽（2）的底部设有空腔（3），放置槽（2）的底部间隔开设有多个与空腔（3）相通的竖直通槽（4），每个通槽（4）内均安装有一个能上下移动的竖板（5），空腔（3）内放置有气囊（6），气囊（6）充气后，会使竖板（5）的上端高出通槽（4）；放置槽（2）内有电池包（7），放置槽（2）上方能拆卸安装有上端盖（8），上端盖（8）的下端面经多个第一压簧（10）连接有平板（9），平板（9）与电池包（7）的上端面接触；电池包（7）能左右滑动；

所述的放置槽（2）内固定安装有多个对称布置于电池包（7）左右两侧的缓冲器（11），每个缓冲器（11）均包括一个左右方向放置的侧部气缸（12），多个侧部气缸（12）均与气囊（6）之间经管道（13）相通；每个侧部气缸（12）内均设有第一活塞（14）和第一活塞杆（15），第一活塞杆（15）的内部设有腔室（16）；腔室（16）内有能左右移动的第二活塞（17）和第二活塞杆（18）；腔室（16）内设有第二压簧（26），第二活塞（17）和第二活塞杆（18）上开设有连通腔室（16）和外界的气孔（19）；

所述的放置槽（2）内安装有前后两个伸缩支架（20），伸缩支架（20）的中部铰接在放置槽（2）的内侧壁上，伸缩支架（20）的左右两端能同步反向移动；左右两侧缓冲器（11）中的第二活塞杆（18）的端部分别与伸缩支架（20）的左右两端固定连接；

所述的第二压簧（26）处于被压缩状态；无论电池包（7）是向前移动还是向后移动，所有的缓冲器11均可以同步进行工作；

所述的气囊（6）内部预充有一定压力值的气体；

在汽车进行刹车时，电池的惯性不足以推动第一活塞杆（15）移动，只能推动第二活塞杆（18）移动。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池包多级缓冲装置，其特征在于，所述的上端盖（8）经多个螺栓和垫片与底盘（1）固定。

3.根据权利要求1所述的电动汽车电池包多级缓冲装置，其特征在于，所述的第一活塞杆（15）的腔室（16）内设有与第二压簧（26）对应的盲孔（21），第二压簧（26）能收缩至盲孔（21）内。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电池包多级缓冲装置，其特征在于，所述的伸缩支架（20）包括中部相互铰接的两个第一连杆（22），每个第一连杆（22）的端部均铰接有一个第二连杆（23），同侧的两个第二连杆（23）的端部铰接在一起。

5.根据权利要求1所述的电动汽车电池包多级缓冲装置，其特征在于，所述的前后两个伸缩支架（20）的左端之间、右端之间均连接前后方向的支杆（24），缓冲器（11）中第二伸缩杆靠近支杆（24）的一端均套装在支杆（24）上。

6.根据权利要求1所述的电动汽车电池包多级缓冲装置，其特征在于，多个所述 竖板（5）的下端固定有一个水平的挡板（25），挡板（25）置于空腔（3）内且位于气囊（6）的上方。

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