CN111347862A - 电池收容结构体及电池收容结构体的车辆安装结构 - Google Patents

电池收容结构体及电池收容结构体的车辆安装结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供电池收容结构体及电池收容结构体的车辆安装结构，气密性、水密性优良，且有效地通过简单的结构实现轻量化。另外，电池收容结构体的车辆安装结构以提供保护结构为目的，在将该电池收容结构体安装于车辆时使用。该电池收容结构体用于将驱动用电池搭载于车辆，其特征在于，具备形成侧壁的框体以及对所述框体的至少一个开口部进行密封的板体，所述框体是通过对多个部件进行焊接接合而得到的框体，所述板体与所述框体摩擦搅拌接合。

Description

电池收容结构体及电池收容结构体的车辆安装结构
技术领域
本发明与用于将驱动用电池搭载到车辆的电池收容结构体相关，并涉及向该车辆的安装结构。
背景技术
在电动汽车、混合动力汽车等领域，为了实现一次充电能够行驶的距离的长距离化，而必须增多驱动用二次电池的搭载量。
而在另一方面，要求车辆的轻量化和对二次电池的搭载空间的空间节省。
所以，在讨论将作为驱动用电源的该电池搭载到车辆的底盘下。
但是，当搭载于车辆的底盘下时，在要求气密性、水密性的同时，还需要针对行驶时等来自外部的冲击进行保护。
在针对用于使用金属部件将电池搭载于车辆的结构体进行讨论时，为了确保气密性、水密性，部件间的接合方法成为了问题。
例如，专利文献1公开了如下技术，其使一金属部件的端面与另一金属部件的里面抵接以进行摩擦搅拌接合，并从内侧的角开始进行焊接，由此来确保气密性、水密性。
但是，同公报所公开的技术不仅需要跨壳体的内角的整个一周进行用于增强的焊接，用于焊接的工时增大，成本变高，并且焊接时的热应变的影响也较大。
另外，若想要在将盖嵌入框体的内侧的状态下进行摩擦搅拌接合，则需要三维的模具，且模具结构变得复杂。
专利文献1：日本特开2010-284706号公报
发明内容
本发明以提供一种电池收容结构体为目的，其气密性、水密性优良，且对于通过简单的结构实现轻量化有效。
另外，本发明的目的在于提供一种将该电池收容结构体安装于车辆时使用的保护结构。
本发明涉及的电池收容结构体是一种用于将驱动用电池搭载于车辆的电池收容结构体，其特征在于，具备形成侧壁的框体以及对所述框体的至少一个开口部进行密封的板体，所述框体是通过对多个部件进行焊接接合而得到的框体，所述板体与所述框体摩擦搅拌接合。
这里，驱动用电池指的是能够重复充电使用的二次电池，被称为电池模块、电池组等。
本发明涉及的电池收容结构体是通过如下处理获得的结构体，使用电弧焊接等焊接方法对多个部件进行焊接，由此来制作两侧开口的框体，用板体堵塞该框体的开口部的至少一个，由此来制作能够收容电池的壳体。
在本发明中，摩擦搅拌接合是被称为FSW(Friction Stir Welding：摩擦搅拌焊)的固相接合法的一种。
一般是一边使在前端部具有探头并且在该探头的根侧具有肩部的工具高速旋转一边通过摩擦热来进行接合的方法。
所以，区别于电弧焊接等焊接一边熔化材料一边进行接合。
优选，板体在所述框体的整个一周上从板体侧摩擦搅拌接合，并且优选，构成所述框体的多个部件将设置于一个部件的外侧方向的弯折肋抵接到另一部件的内侧而焊接接合，并且具有通过所述焊接接合而形成的焊接焊缝与所述板体的摩擦搅拌接合部的重叠部。
另外，本发明涉及的电池收容体的车辆安装结构其特征在于，将上述的电池收容结构体安装在了车辆的底盘的下侧，在比所述电池收容结构体的安装部更靠前方侧具有防护部件。
在这种情况下，优选防护部件具有行驶风控制单元，所述行驶风控制单元用于对伴随车辆行驶而产生的行驶风的方向进行控制。
这样的面向车辆的安装结构能够应用于各种电池收容结构体，虽然无需限定于本发明涉及的电池收容结构体，但是通过与本发明涉及的电池收容结构体组合会成为更加轻量的结构。
发明的效果
本发明涉及的电池收容结构体通过对多个部件进行焊接接合，来形成框体，并且由于在用板体堵塞该开口部时，通过FSW从板体侧接合，所以，以简单的结构而能够确保气密性、水密性。
尤其是，在部件间的焊接接合部与板体的FSW的接合部设置重叠部后，三个部件间的接合部处的气密性、水密性优良。
在将驱动用电池搭载到车辆的底盘下时，通过在该电池的搭载部的前方侧设置防护部件能够保护电池不受来自外部的冲击。
附图说明
图1(a)和图1(b)示出了本发明涉及的电池收容结构体。图1(a)示出了框体，图1(b)示出了通过FSW将板体与框体的一开口部接合的例子。
图2的(a)～图2的(c)示出了接合的顺序，图2的(d)示出了A-A线剖面图。
图3示出了焊接部与FSW接合部之间的重叠部的形成例，图3的(a)示出了焊接前，图3的(b)示出了焊接后。
图4的(a)示出了将电池收容结构体安装到车辆的底盘下的例子，图4的(b)～图4的(d)示出了防护部件的结构例。
图5示出了防护部件的其他例子。
附图标记说明
10：框体；11：部件；13：部件；20：板体；100：电池收容结构体；F：摩擦搅拌接合部；O：重叠部；W：焊接部。
具体实施方式
以下基于图对本发明涉及的电池收容结构体100的结构例进行说明。
在本发明中，对于框体和板体的材质无限制。
图1(a)和图1(b)所示的实施例为如下例子，将四个铝制的部件11～14作为形成框体的部件来使用以形成框体，以堵塞其开口部的方式重叠铝制的板体20，通过摩擦搅拌接合(以下称为FSW)跨框体的开口部整个一周从板体侧(图1(b)中的下面侧)进行接合。
部件11～14是由铝合金的挤制材料构成且剖面大致为コ字形状的例子，具有从成为壳体的侧壁的侧壁部(11a、12a、13a、14a)朝向外侧大致直角式地折返的第一肋(11b、12b、13b、14b)和第二肋(11c、12c、13c、14c)。
在本实施例中例子如下，在部件13和与之相对的部件14的相应的第二肋13c、14c设置用于安装到车辆的底盘下的安装孔13d、14d。
图2示出了接合的顺序例。
如图2的(a)所示，以与由四个铝制的部件(以下仅称为铝部件)构成的框体10的第二肋重叠的方式配置板体20。
如图2的(b)所示，从板体20侧跨框体10的整个一周(四个第二肋)FSW接合。
另外，例如像在图2的(c)中以透视图示出铝部件12与铝部件14之间的拐角部那样地，四个铝部件11～14在将铝部件14的端部抵接到铝部件12的内侧的侧面的状态下，沿铝部件14的コ字形状的内侧通过电弧焊接对内侧的抵接部进行焊接，以此来形成焊接部W(焊缝部)。
将该A-A线剖面图在图2(d)示出。
重叠部O以焊接部W与接合部F相交的方式形成，由此两个铝部件与板体20这三个部件之间重叠部通过焊接和FSW而接合，所述焊接部W为铝部件12与铝部件14之间的焊接部，所述接合部F通过FSW形成。
由此，由于气密性、水密性最难确保的三件部件之间的连结部互相接合，所以，是紧凑的结构且气密性、水密性优良。
在这种情况下，虽然也可以在预先通过电弧焊接使四个铝部件形成为框体10之后，通过FSW对板体20进行接合，但是，相对于FSW是固相接合，电弧焊接由于是将铝材进行熔化的接合，所以接合性高。
所以，在对框体10进行预先制作的情况下，优选，对第二肋11c～14c的一部分进行保留以进行电弧焊接，并在将板体20与框体10的第二肋FSW接合之后，对第二肋进行电弧焊接。
并且，如图3的(a)所示，预先在第二肋14c形成孔部14e，如图3的(b)所示，若使通过电弧焊接形成的焊透一直到达板体20的FSW接合部F，则更容易确保气密性、水密性。
图4的(a)示出了将电池收容结构体100安装在车辆1的底盘2的下侧的例子。
在这种情况下，形成了如下例子，如图4的(b)所示，在电池收容结构体100的车辆行驶方向前方侧安装防护部件30。
通过将防护部件30安装在该电池收容结构体100的前方侧，能够保护电池不受车辆行驶时的路面的突起物、飞石等破坏。
在本实施例中，连杆机构31转动控制防护部件30的一部分或者全部。
由此，在电池较热的状态下，如图4的(c)所示，防护部件30以朝向前方打开的方式转动，由此行驶风吹到电池收容结构体，电池收容结构体被冷却。
相反地，在外部气温较低等不希望对电池进行冷却的情况下，如图4的(d)所示，防护部件30关闭，也能够使行驶风如箭头所示不吹到电池收容结构体100。
如图5所示，该行驶风的方向的控制机构也可以设置为由防护部件40进行开关控制的气窗41～43。
需要说明的是，防护部件既可以与电池收容结构体一体设置，也可以分开地设置于车辆侧。

Claims (5)

1.一种电池收容结构体，用于将驱动用电池搭载于车辆，其特征在于，
具备形成侧壁的框体以及对所述框体的至少一个开口部进行密封的板体，
所述框体是通过对多个部件进行焊接接合而得到的框体，
所述板体与所述框体摩擦搅拌接合。
2.根据权利要求1所述的电池收容结构体，其特征在于，
所述板体在所述框体的整个一周上从板体侧摩擦搅拌接合。
3.根据权利要求1或2所述的电池收容结构体，其特征在于，
构成所述框体的多个部件将设置于一个部件的外侧方向的弯折肋抵接到另一部件的内侧而焊接接合，并且具有通过所述焊接接合而形成的焊接焊缝与所述板体的摩擦搅拌接合部的重叠部。
4.一种电池收容结构体的车辆安装结构，其特征在于，
将权利要求1至3中任一项所述的电池收容结构体安装在车辆的底盘的下侧，在比所述电池收容结构体的安装部更靠前的前方侧具有防护部件。
5.根据权利要求4所述的电池收容结构体的车辆安装结构，其特征在于，
所述防护部件具有用于对伴随车辆行驶而产生的行驶风的方向进行控制的行驶风控制单元。
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