CN111312943B - 电池组框架 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池组框架，供电池组进行安装，并且搭载于车辆。电池组框架具备：多个框架部件，在车辆的左右方向上排列；以及横梁部件，在车辆的左右方向上延伸，并与多个框架部件全部的端面接合。多个框架部件中的配置在左右方向上的至少一端的端部框架部件具备：端面被横梁部件覆盖的端面覆盖区域；以及端面露出的端面露出区域。与端面露出区域相比，在端面覆盖区域更多地设置有用于安装电池组的安装孔。

Description

电池组框架

技术领域

本发明涉及电池组框架，尤其涉及具备用于安装电池组的安装孔的电池组框架。

背景技术

在日本特开2018-103783中，公开了配置在车辆的前侧并搭载电池组的电池组框架。

本申请发明人等针对上述技术发现了以下问题。作为电池组框架的制造方法，存在有利用一体成型的成型方法和包括接合多个成型品的接合工序的制造方法。电池组框架被要求具有预定的大小。因此，包括接合多个成型品的接合工序的制造方法与利用一体成型的成型方法相比，存在成本降低的倾向。因此，多数利用包括接合多个成型品的接合工序的制造方法来制造电池组框架。

用于安装电池组的多个安装孔设置于电池组框架。在利用包括接合多个成型品的接合工序的制造方法的情况下，这样的多个安装孔多数被设置在电池组框架的四角。这样的多个安装孔难以仅设置于一个成型品，多数设置于多个成型品。

电池组具有较大的重量。因此，搭载有安装了电池组的电池组框架的车辆若在恶劣路况上行驶，则会产生较大的振动。由于该振动的产生，存在安装孔受到力而无法确保固定电池组的固定强度的可能。

本申请发明人等想到了作为多个成型品，利用横梁部件来进行加强。但是，电池组框架的形状、大小根据车辆内的空间、电池组框架的周边设备，存在一定的制约。具体而言，有时存在必须利用比多个成型品的总宽度短的横梁部件的限制。

发明内容

本发明提供一种能够在满足形状、大小的制约的同时确保固定电池组的固定强度的电池组框架。

本发明所涉及的电池组框架供电池组进行安装，并且搭载于车辆，所述电池组框架具备：多个框架部件，在所述车辆的左右方向上排列；以及横梁部件，在所述车辆的左右方向上延伸，并与所述多个框架部件全部的端面接合，所述多个框架部件中的配置在所述左右方向上的至少一端的端部框架部件具备：所述端面被所述横梁部件覆盖的端面覆盖区域；以及所述端面露出的端面露出区域，与所述端面露出区域相比，在所述端面覆盖区域更多地设置有用于安装所述电池组的安装孔。

根据这样的结构，端部框架部件中的端面覆盖区域的端面与横梁部件接合。与端面露出区域相比，在端面覆盖区域更多地设置有安装孔。因此，电池组的振动容易经由安装孔传递到横梁部件。因此，施加于安装孔的力减小，能够确保固定电池组的固定强度。

另外，其特征也可以在于，连接全部所述安装孔而形成的图形的重心位于所述端面覆盖区域。

根据这样的结构，电池组的振动更容易经由安装孔传递到横梁部件。因此，施加于安装孔的力减小，能够进一步确保固定电池组的固定强度。

本发明所涉及的电池用电池组框架供电池组进行安装，并且搭载于车辆，所述电池组框架具备：多个框架部件，在所述车辆的左右方向上排列；以及横梁部件，在所述车辆的左右方向上延伸，并与所述多个框架部件全部的端面接合，所述多个框架部件中的配置在所述左右方向上的至少一端的端部框架部件具备：所述端面被所述横梁部件覆盖的端面覆盖区域；以及所述端面露出的端面露出区域，在所述端面露出区域和所述端面覆盖区域设置有相同数量的用于安装所述电池组的安装孔，连接全部所述安装孔而形成的图形的重心位于所述端面覆盖区域。

根据这样的结构，端部框架部件中的端面覆盖区域的端面与横梁部件接合。与端面露出区域相比，在端面覆盖区域更多地设置有安装孔。因此，电池组的振动容易经由安装孔传递到横梁部件。因此，施加于安装孔的力减小，能够确保固定电池组的固定强度。

本发明能够在满足形状、大小的制约的同时确保固定电池组的固定强度。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1为实施方式1所涉及的电池组框架的俯视图。

图2为表示实施方式1所涉及的电池组框架的左侧视图。

图3为实施方式1所涉及的电池组框架的剖视图。

图4为实施方式1所涉及的电池组框架的上表面的放大图。

图5为实施方式1所涉及的电池组框架的一个变形例的上表面的放大图。

图6为实施方式2所涉及的电池组框架的上表面的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明应用了本发明的具体实施方式。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，以下的记载和附图被适当地简化。

(实施方式1)

参照图1～图4对实施方式1所涉及的电池组框架进行说明。图1为实施方式1所涉及的电池组框架的俯视图。图2为表示实施方式1所涉及的电池组框架的左侧视图。图3为实施方式1所涉及的电池组框架的剖视图。图4为实施方式1所涉及的电池组框架的上表面的放大图。

另外，可以理解的是，图1及其他附图所示的三维直角坐标是用于表示上下方向、左右方向及前后方向并说明构成要素的位置关系的便利性的坐标。图1为对电池组框架100从其上侧进行观察的图。图2为对图1所示的电池组框架100从其左侧进行观察的图。图3示出了图1所示的电池组框架100的截面。图4放大示出了图1所示的电池组框架100的一个部位。

电池组框架100配置在车辆(未示出)的前侧，具体而言，配置于发动机舱。图1及其他附图所示的上下方向、左右方向及前后方向相当于车辆的上下方向、左右方向及前后方向。

如图1所示，电池组框架100具备主体部10和碰撞盒5。

如图2所示，主体部10能够经由支撑部FC2搭载燃料电池组FC1。4个支撑部FC2配置于主体部10为宜。具体而言，一个支撑部FC2分别配置在主体部10的四角为宜。另外，主体部10能够经由支撑部FC2搭载二次电池的电池堆(cell stack)。该二次电池例如为锂离子电池等。

主体部10具有右侧部件1(也称为框架部件)、中央部件2、左侧部件3。右侧部件1、中央部件2和左侧部件3从右侧向左侧依次排列配置。右侧部件1和左侧部件3夹着中央部件2。右侧部件1配置在左右方向上的右端，左侧部件3配置在左右方向上的左端。右侧部件1、中央部件2、左侧部件3只要是板状体即可，具体而言，是由铝合金构成的挤压部件。如图1及图3所示，右侧部件1与中央部件2沿着接合线W1、W4通过FSW(摩擦搅拌接合)而接合，中央部件2与左侧部件3沿着接合线W2、W5通过FSW而接合。右侧部件1与中央部件2的接合以及中央部件2与左侧部件3的接合使用焊接方法、例如摩擦搅拌接合为宜。

另外，右侧部件1与中央部件2的接合、中央部件2与左侧部件3的接合可以使用各种各样的接合方法。作为其他的接合方法，可举出例如激光焊接、电弧焊接等焊接方法。

如图3所示，右侧部件1具有在前后方向上延伸的中空部1a、1b、1c和肋1ab、1bc。中空部1a、1b、1c从右向左排列。肋1ab将中空部1a与中空部1b隔开，肋1bc将中空部1b与中空部1c隔开。

中央部件2具有在前后方向上延伸的中空部2a、2b、2c、2d和肋2ab、2bc、2cd。中空部2a、2b、2c、2d从右向左排列。肋2ab将中空部2a与中空部2b隔开，肋2bc将中空部2b与中空部2c隔开。肋2cd将中空部2c与中空部2d隔开。

左侧部件3具有在前后方向上延伸的中空部3a、3b、3c和肋3ab、3bc。中空部3a、3b、3c从右向左排列。肋3ab将中空部3a与中空部3b隔开，肋3bc将中空部3b与中空部3c隔开。

另外，右侧部件1、中央部件2、左侧部件3虽然具备中空部、肋，但也可以是没有中空部的板状体。

碰撞盒5经由横梁部件4安装在主体部10的前侧端部。因此，碰撞盒5被配置在车辆的前侧。碰撞盒5例如是截面为四边形的筒状体。

横梁部件4只要是在左右方向上延伸的棒状体即可。横梁部件4沿着接合线W3、W6与右侧部件1、中央部件2、左侧部件3接合。即，横梁部件4与右侧部件1、中央部件2和左侧部件3全部的前侧端面接合。接合线W6位于接合线W3的下方，并且在从电池组框架100的上方观察时与接合线W3重叠。接合线W6的行进方向也在从电池组框架100的上方观察时与接合线W3的行进方向相同。横梁部件4与右侧部件1、中央部件2、左侧部件3的接合使用焊接方法、例如摩擦搅拌接合为宜。另外，按照接合线W1、W4、W2、W5、W3、W6的顺序进行接合为宜。

在横梁部件4中，横梁部件4的右侧端部4a位于肋1ab或其附近，横梁部件4的左侧端部4b位于肋3bc或其附近。在这种情况下，右侧部件1的右侧端部10a或其附近的端面以及左侧部件3的左侧端部10b或其附近的端面露出。因此，车辆的整体形状或车辆内的电池组框架100的外围设备的配置空间较大，所以为优选。

另外，横梁部件4的右侧端部4a位于右侧部件1的从接合线W1到右侧端部10a的中途。另外，横梁部件4的左侧端部4b位于左侧部件3的从接合线W2到左侧端部10b的中途。

碰撞盒5与主体部10相比，在受到冲击的情况下更容易变形，由此吸收冲击能量。

如图4所示，在电池组框架100的右侧部件1的前侧设置有3个安装孔FH1、FH2、FH3。安装孔FH1、FH2、FH3用于经由图2所示的支撑部FC2，将燃料电池组FC1等电池组安装于电池组框架100。在电池组框架100的右侧部件1的前侧，也可以为了其他用途而设置有孔H1、H2等。

右侧部件1包括端面覆盖区域11和端面露出区域12。端面覆盖区域11是右侧部件1中的右侧部件1的端面1d被横梁部件4覆盖的区域。端面露出区域12是端面1d未被横梁部件4覆盖的区域。换言之，端面露出区域12是端面1d露出的区域。

具体而言，图4所示的端面覆盖区域11和端面露出区域12由边界线L1划分。边界线L1是通过右侧端部4a并在车辆的前后方向上延伸的直线。端面覆盖区域11是从边界线L1向左侧即图1所示的中央部件2侧扩张的区域。端面露出区域12是从边界线L1扩张到右侧即右侧端部10a侧的区域。认为端面覆盖区域11与端面露出区域12相比，总体接近横梁部件4。

安装孔FH2、FH3配置在端面覆盖区域11，安装孔FH1配置在端面露出区域12。配置在端面覆盖区域11的安装孔FH2、FH3为两个，配置在端面露出区域12的安装孔FH1为一个。即，配置在端面覆盖区域11的安装孔FH2、FH3比配置在端面露出区域12的安装孔FH1多。

另外，连接安装孔FH1、FH2、FH3而形成的三角形的重心G1位于端面覆盖区域11。

在此，燃料电池组FC1、二次电池的电池堆在安装到电池组框架100的状态下，大幅振动。例如，搭载有安装了燃料电池组FC1等的电池组框架100的车辆(省略图示)有时会在恶劣路况上行驶。燃料电池组FC1等的振动容易经由安装孔FH1、FH2、FH3传递到横梁部件4。配置在端面覆盖区域11的安装孔FH2、FH3比配置在端面露出区域12的安装孔FH1多。因此，安装孔的大半、即安装孔FH2、FH3设置在横梁部件4附近。因此，安装孔FH2、FH3尤其会将上述振动传递到横梁部件4。由此，施加于安装孔FH1、FH2、FH3的力减小，能够确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

另外，在电池组框架100中，重心G1位于端面覆盖区域11。认为安装孔FH1、FH2、FH3根据预定的规则设置于右侧部件1，总体接近横梁部件4。因此，燃料电池组FC1等的振动更容易经由安装孔FH1、FH2、FH3传递到横梁部件4。因此，能够进一步确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

另外，在图4所示的电池组框架100的一例中，安装孔的个数为3个，但安装孔的个数也可以为4个以上。与端面露出区域12相比，在端面覆盖区域11更多地配置有安装孔为宜。由于安装孔的大半设置在横梁部件4附近，所以特别容易将上述振动传递到横梁部件4。因此，施加于安装孔的力减小，能够确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

另外，横梁部件4的右侧端部4a位于右侧部件1的从接合线W1到右侧端部10a的中途。因此，车辆的整体形状或车辆内的电池组框架100的外围设备的配置空间变大，所以为优选。即，电池组框架100满足预定的形状、大小的限制。

另外，与安装孔FH1、FH2、FH3相同的结构的安装孔也可以设置在电池组框架100的其他的四角，具体而言，设置在左侧部件3的前侧、后侧和右侧部件1的后侧。另外，在与安装孔FH1、FH2、FH3相同的结构的安装孔设置在左侧部件3的后侧或右侧部件1的后侧的情况下，将具备与横梁部件4相同的结构的横梁部件与右侧部件1、中央部件2、左侧部件3全部的后侧端面接合为宜。中央部件2的后侧端面与右侧部件1及左侧部件3的后侧端面大致位于同一平面上为宜。

以上，根据电池组框架100的结构，能够在满足形状、大小的制约的同时，确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

(一个变形例)

存在图5所示的电池组框架100a。图5为实施方式1所涉及的电池组框架的一个变形例的上表面的放大图。电池组框架100a是图1～图4所示的电池组框架100的一个变形例。电池组框架100a除了安装孔FH1、FH2、FH3的位置之外，为与电池组框架100相同的结构。

如图5所示，安装孔FH1a、FH2a、FH3a分别位于与图4所示的电池组框架100的安装孔FH1、FH2、FH3不同的部位。具体而言，安装孔FH1a与安装孔FH1相比位于主体部10的右侧端部10a侧。安装孔FH2a与安装孔FH2相比位于左侧。安装孔FH3a与安装孔FH3相比位于主体部10的右侧端部10a侧。但是，同样地，安装孔FH2a、FH3a配置在端面覆盖区域11，安装孔FH1a配置在端面露出区域12。配置在端面覆盖区域11的安装孔FH2a、FH3a为两个，配置在端面露出区域12的安装孔FH1a为一个。即，与端面露出区域12相比，安装孔FH1a、FH2a、FH3a被更多地配置在端面覆盖区域11。

连接安装孔FH1a、FH2a、FH3a而形成的三角形的重心G2位于端面露出区域12。

以上，根据电池组框架100a的结构，与电池组框架100同样地，能够在满足形状、大小的限制的同时，确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

另外，重心G2位于端面露出区域12，图4所示的重心G1位于端面覆盖区域11。因此，认为图4所示的电池组框架100与电池组框架100a相比，安装孔总体上更靠近横梁部件4。因此，能够更可靠地确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

(实施方式2)

参照图6对实施方式2所涉及的电池组框架进行说明。图6为实施方式2所涉及的电池组框架的上表面的放大图。实施方式2所涉及的电池组框架除了安装孔FH1等的位置及个数之外，具有与电池组框架100、100a相同的结构。

如图6所示，电池组框架200具备安装孔FH21、FH22、FH23、FH24。安装孔FH21、FH22、FH23分别位于与图4所示的电池组框架100的安装孔FH1、FH2、FH3不同的部位。安装孔FH21与安装孔FH1相比位于左侧。安装孔FH22与安装孔FH2相比位于左侧。安装孔FH23与安装孔FH3相比位于主体部10的左侧。

安装孔FH22、FH23配置在端面覆盖区域11，安装孔FH21、FH24配置在端面露出区域12。配置在端面覆盖区域11的安装孔FH22、FH23为两个，配置在端面露出区域12的安装孔FH21、FH24为两个。即，配置在端面覆盖区域11的安装孔FH22、FH23与配置在端面露出区域12的安装孔FH21、FH24为相同的个数。

连接安装孔FH21、FH22、FH23、FH24而形成的四边形的重心G3位于端面覆盖区域11。

在此，燃料电池组FC1、二次电池的电池堆在安装到电池组框架200的状态下，大幅振动。例如，搭载有安装了图2所示的燃料电池组FC1的电池组框架200的车辆(省略图示)有时会在恶劣路况上行驶。燃料电池组FC1等的振动容易经由安装孔FH21、FH22、FH23、FH24传递到横梁部件4。配置在端面覆盖区域11的安装孔FH22、FH23与配置在端面露出区域12的安装孔FH21、FH24为相同的个数。重心G3位于端面覆盖区域11。因此，认为安装孔FH21、FH22、FH23、FH24根据预定的规则设置于右侧部件1，总体接近横梁部件4。因此，安装孔FH21、FH22、FH23、FH24尤其将上述振动进一步传递到横梁部件4。由此，施加于安装孔FH21、FH22、FH23、FH24的力减小，能够确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

另外，与图1所示的电池组框架100同样地，横梁部件4的右侧端部4a位于右侧部件1的从接合线W1到右侧端部10a的中途。因此，车辆的整体形状或车辆内的电池组框架200的外围设备的配置空间变大，所以为优选。即，电池组框架200满足预定的形状、大小的限制。

以上，根据电池组框架200的结构，能够在满足预定的形状、大小的制约的同时，确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

另外，在上述图6所示的电池组框架200的一例中，安装孔的个数为4个，但只要为两个以上即可。安装孔FH21等安装孔在端面覆盖区域11和端面露出区域12设置有相同的数量。连接安装孔FH21等安装孔所得的图形的重心只要位于端面覆盖区域11即可。认为安装孔根据预定的规则设置于右侧部件1，总体接近横梁部件4。因此，安装孔尤其将上述振动进一步传递到横梁部件4。由此，施加于安装孔的力减小，能够确保固定燃料电池组FC1、二次电池的电池堆的固定强度。

另外，与安装孔FH21、FH22、FH23、FH24为相同的结构的安装孔也可以设置在电池组框架200的其他的四角，具体而言，设置在左侧部件3的前侧、后侧和右侧部件1的后侧。另外，在与安装孔FH21、FH22、FH23、FH24相同的结构的安装孔设置在左侧部件3的后侧或右侧部件1的后侧的情况下，将具备与横梁部件4相同的结构的横梁部件与右侧部件1、中央部件2、左侧部件3全部的后侧端面接合为宜。中央部件2的后侧端面与右侧部件1及左侧部件3的后侧端面大致位于同一平面上为宜。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内适当地进行变更。

Claims (3)

1.一种电池组框架，供电池组进行安装，并且搭载于车辆，其中，

所述电池组框架具备：多个框架部件，在所述车辆的左右方向上排列；以及横梁部件，在所述车辆的左右方向上延伸，并与所述多个框架部件全部的端面接合，

所述多个框架部件中的配置在所述左右方向上的至少一端的端部框架部件具备：所述端面被所述横梁部件覆盖的端面覆盖区域；以及所述端面露出的端面露出区域，

与所述端面露出区域相比，在所述端面覆盖区域更多地设置有用于安装所述电池组的安装孔。

2.根据权利要求1所述的电池组框架，其特征在于，

连接全部所述安装孔而形成的图形的重心位于所述端面覆盖区域。

3.一种电池组框架，供电池组进行安装，并且搭载于车辆，其中，

所述电池组框架具备：多个框架部件，在所述车辆的左右方向上排列；以及横梁部件，在所述车辆的左右方向上延伸，并与所述多个框架部件全部的端面接合，

所述多个框架部件中的配置在所述左右方向上的至少一端的端部框架部件具备：所述端面被所述横梁部件覆盖的端面覆盖区域；以及所述端面露出的端面露出区域，

在所述端面露出区域和所述端面覆盖区域设置有相同数量的用于安装所述电池组的安装孔，

连接全部所述安装孔而形成的图形的重心位于所述端面覆盖区域。

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