CN111370610B - 一种方形电池固定结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方形电池固定结构及其使用方法，包括分体设置的第一固定件和第二固定件，所述第二固定件为钣金件，第一固定件为铝合金件，所述第一固定件包括固定部和电池配合部，所述电池配合部的形状与电池模组的安装结构底部形状适配，所述电池配合部通过长固定件与电池模组固定连接，所述固定部上设有过孔，第二固定件远离第一固定件的一面设有与所述过孔对应的固定孔，所述第一固定件上设有短固定件，所述短固定件穿过过孔与固定孔紧配。本发明结构简单，轻量化，成本低，易于通用化，可有效的吸收钣金件成型及焊接造成的公差且满足电池模组安装的精度要求，装配灵活度高。

Description

一种方形电池固定结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及汽车动力电池领域，尤其涉及一种方形电池固定结构及其使用方法。

背景技术

如何降低电动汽车电池包的制作成本是目前电动汽车领域非常关注的问题，通过对比计算，钣金电池包壳体的制作成本较铝合金电池包壳体制作成本降低约1/2甚至更多。但钣金电池包壳体由于零件本身成型不如铝合金精度高，且需经过多道焊接，易造成公差累积，且钣金电池包的固定点需单独凸焊标准件，这就需要更大的公差带及安装结构来吸收制造公差。目前方形电池已趋于标准化，为了节省电池包空间，目前多数方形电池模组的固定点距离模组本体的间隙非常小，在适用铝合金电池壳体的同时很难兼顾钣金电池包壳体。

例如，一种在中国专利文献上公开的“电动汽车用电池托盘”，其公开号CN207459036U，矩形的底板，底板的四周向上成型有环形凸沿构成托盘主体，托盘主体的每个外侧面上均间隔成型有两个以上的接耳，接耳上设置有连接孔，环形凸沿的上端面间隔成型有一圈定位柱，定位柱上设置有连接孔，环形凸沿以内的底板上表面上间隔成型有电池定位柱及电池安装柱，电池安装柱上设置有电池连接孔，环形凸沿的外侧面上成型有电线引导柱，电线引导柱上设置有贯穿环形凸沿的过线孔，过线孔一侧的底板上靠近环形凸沿处成型有线夹安装座，线夹安装座上间隔设置有连接孔。此实用新型所述的电池托盘通过铸铝成型，其不足之处是，此结构成本高，适用范围较窄。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的铝合金壳体成本过高，钣金壳体精度不够，易造成公差累积，无法满足电池安装精度要求的问题，提供一种方形电池固定结构，结构简单，轻量化，成本低，易于通用化，可有效的吸收钣金件成型及焊接造成的公差且满足电池模组安装的精度要求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种方形电池固定结构，包括分体设置的第一固定件和第二固定件，所述第二固定件为钣金件，第一固定件为铝合金件，所述第一固定件包括固定部和电池配合部，所述电池配合部的形状与电池模组的安装结构底部形状适配，所述电池配合部通过长固定件与电池模组固定连接，所述固定部上设有过孔，第二固定件远离第一固定件的一面设有与所述过孔对应的固定孔，所述第一固定件上设有短固定件，所述短固定件穿过过孔与固定孔紧配。

本发明的特点在于将第一固定件与第二固定件分体设置，第二固定件为钣金件，焊接电池下壳体内，对电池下壳体起到加强作用，当电池下壳体同为钣金件时，方便与其连接，并大大降低电池壳体成本；第一固定件由机加工精度更高的材料铝合金型材制成，同时减轻电池壳体重量，第一固定件一端为电池配合部，与方形电池模组的底部的安装结构适配，并通过长固定件、在电池配合部上直接机加工出的安装孔与电池模组连接，满足电池装配的精度要求；第一固定件另一端为固定部，用于与第二固定件固定，固定部上开设过孔，用于吸收钣金件成型和焊接时产生的公差累积，第二固定件对应过孔处设有固定孔，通过短固定件穿过过孔后与固定孔紧配，将第一固定件和第二固定件连接。此结构简单、紧凑，既大幅降低了电池壳体成本，又保证了壳体内电池模组对安装精度的要求，由于固定结构为分体式设计，而电池模组布置通常较规则，可以实现安装多排电池模组的通用，减少零件个数及模具成本，同时也可供多车型跨平台借用，装配工艺也较为灵活。

作为优选，所述第一固定件和第二固定件均为长条形结构，所述第一固定件截面为L形。

第二固定件作为加强梁，纵向平行固定在电池下壳体底板，第一固定件固定在加强梁上，而电池模组排列固定在两条第一固定件上，第一固定件纵向截面为L形，包括两个台阶，较高台阶为电池配合部，与方形电池模组安装结构底部内凹结构适配，较低台阶为固定部，结构简单，方便加工。

作为优选，所述固定部上设有主定位孔和副定位孔，所述第二固定件上设有与主定位孔和副定位孔分别对应的定位过孔。

主定位孔和副定位孔用于将第一固定件安装在第二固定件上时起到定位作用，优选地，主定位孔为圆孔，副定位孔为长圆孔，分别设置在第一固定件的两端，定位销分别穿过主副定位孔和定位过孔完成定位。

作为优选，所述第二固定件靠近第一固定件的一面上设有远离第一固定件的沉台。

沉台一方面增加第二固定件强度；一方面减少第二固定件与第一固定件的匹配面，因第二固定件与电池下壳体通常采用点焊连接，存在一定的Z向偏差，通过减少匹配面可有效提升电池的装配精度。

作为优选，所述第二固定件远离第一固定件的一面设有螺母，所述螺母与第二固定件焊接，所述固定孔为设在螺母中的螺孔。

通过在第二固定件下方凸焊标准件螺母，方便加工和固定短固定件。

作为优选，所述第一固定件上设有减振件，所述减振件包括减振部和卡接部，所述卡接部侧面为外凸的弧面，第一固定件上设有与所述弧面配合的卡槽，所述减振部设置在第一固定件和电池模组之间。

由于汽车行驶过程中振动较为频繁，电池在振动下易产生噪音，更甚者会造成电池漏液，引发安全问题。通过在第一固定件和电池模组之间设置弹性材料制成的减振件以起到对电池的减振作用，减振件呈截面为T形的长条状，包括位于第一固定件顶面与电池模组底面之间的减振部和插入于第一固定件卡槽内的卡接部，卡接部弧面设置减少卡接部与卡槽的匹配面，方便卡接部的插入，卡接部外凸弧面被压紧的部分增加振动件的连接强度。

作为优选，所述第二固定件底部设有漏液筋，所述漏液筋向靠近第一固定件的方向凸起。

在第二固定件底部焊接面设置若干漏液筋，提升钣金电泳质量同时减少与电池下壳体的匹配面，提高焊接精度。

一种方形电池固定结构的使用方法，包括如下步骤：

a，将第二固定件焊接在电池下壳体内；

b，将第一固定件通过短固定件安装在第二固定件上；

c，将电池模组通过长固定件安装在第一固定件上。

固定结构分体式的设置，使得装配工艺灵活，步骤b和c顺序可换，可以将电池模组线下装配好后整体装配至电池下壳体上，也可以先将第一固定件装配在电池下壳体上然后逐个安装方形电池模组。第一种方式对工装要求较高，在装配电池模组及第一固定件时均需工装，且电池模组整体装配好后重量较重，需要机械臂协助装配，但是装配效率高，精度高。第二种方式采用简易工装，单个模组重量较轻，可实现人工的粗加工，节省成本。

作为优选，通过定位销插入主定位孔和副定位孔以及定位过孔在第二固定件上定位第一固定件。

在将第一固定件安装在第二固定件上之前，通过两端的主、副定位孔对第一固定件定位，提高安装精度和效率。

作为优选，所述若干电池模组两端分别固定在平行设置的两条第一固定件上。

每两条第一固定件可固定一排电池模组，适用于多种电池布置方案，如单排布置、双排布置、多排布置等，本领域技术人员可根据实际电池布置方案相应调整固定结构。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）第一固定件和第二固定件分体式设置，材质不同，既降低电池壳体成本，又满足了电池模组对装配精度的要求；（2）第一固定件一端与电池模组紧配，另一端通过设置过孔吸收公差；（3）铝合金制的第一固定件大大减轻构件重量，机加工精度高；（4）通过设置沉台加强第二固定件强度，并减少与第一固定件的匹配面，增加Z向的装配精度；（5）通过设置减振件有效对电池进行减振，弧面的卡接部方便卡接且保证连接强度；（6）通过设置漏液筋，提升钣金电泳质量同时减少与电池下壳体的匹配面，提高焊接精度；（7）装配工艺灵活，可根据需求选择。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的一种剖视图。

图3是本发明与电池模组装配后的一种剖视图。

图4是图3中结构A的放大图。

图5是本发明实施例2的局部结构示意图。

图6是本发明实施例2减振件的一种结构示意图。

图7是本发明实施例2第二固定件的局部结构示意图。

图8是本发明电池包整体结构示意图。

图中：1、第一固定件，11、电池模组安装孔，12、过孔，13、主定位孔，14、副定位孔，15、减振件，151、减振部，152、卡接部，16、卡槽， 2、第二固定件，21、固定孔， 22、沉台，221、定位过孔，23、螺母，24、漏液筋 3、长螺栓， 4、短螺栓， 5、电池下壳体，6、电池模组。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2所示的实施例1中，一种方形电池固定结构，包括铝合金型材制成的第一固定件1和钣金件第二固定件2，二者皆为长条形，还包括作为若干长固定件的长螺栓3和短固定件的短螺栓4。如图4所示，第一固定件1截面呈横置的L形，包括两个台阶结构，其中较高的台阶结构为电池配合部，电池配合部形状与电池模组6底部安装结构形状适配，电池配合部上纵向开有若干电池模组安装孔11，此孔为螺孔，与长螺栓3适配；较低的台阶结构为固定部，固定部上纵向开有直径大于短螺栓4的过孔12。第二固定件2为钣金件，第二固定件2有两种形式，一种固定在电池下壳体5侧边，设有侧向连接部和底部连接部，另一种设有两个底部连接部，两种形式均设有台阶，台阶上端面与第一固定件1下端面贴合，台阶下端面凸焊有与过孔12对应的螺母23，螺母23螺孔为固定孔21，第二固定件2上开设有与固定孔21对应的通孔，固定孔21与短螺栓4适配，第一固定件1与第二固定件2上的连接结构两个为一组。第一固定件1固定部两端分别设有一圆形主定位孔13和一长圆形副定位孔14，第二固定件2上分别对应主定位孔13和副定位孔14设有定位过孔。第二固定件2两组固定孔21之间设有下凹的沉台22。

第一固定件1一端通过电池模组安装孔11与电池模组6紧配；由于第二固定件2与电池下壳体5焊接时形成公差累积，导致第二固定件2与第一固定件1的固定部装配难度较大，通过在固定部上设置过孔12吸收第一固定件1水平方向上的公差，保证装配精度。设置若干沉台22，减少第一固定件1底面和第二固定件2顶面的接触面积，避免第二固定件2成型时在竖直方向上累积的公差影响到装配精度。

实施例2

如图5所示的实施例2中，一种方形电池固定结构，包括铝合金型材制成的第一固定件1、钣金件第二固定件2、长螺栓3、短螺栓4和减振件15。其结构与实施例1大致相同，区别之处在于，在第一固定件1上开有两条卡槽16，卡槽16位于电池模组安装孔11两侧，卡槽16中卡接有长条形的橡胶减振件15，如图6所示，减振件15截面呈T形，包括上部横置的减振部151和下部纵向的卡接部152，卡接部152两侧为外凸的弧面，卡接部152卡接入卡槽16内时，弧面被向内挤压，顶住卡槽16槽壁。如图7所示，定位过孔221设置在第二固定件2两端的沉台22上，在第二固定件2底部与电池下壳体5焊接面沿长度方向设置若干宽度为3mm的漏液筋24，漏液筋24远离电池下壳体5向上凸出。

通过在第一固定件和电池模组之间设置弹性材料制成的减振件以起到对电池的减振作用，减振件卡接部弧面设置减少卡接部与卡槽的匹配面，方便卡接部的插入，卡接部外凸弧面被压紧的部分增加振动件的连接强度；减振部起到减振、消音的作用。当电池发生漏液时，利用漏液筋提升钣金电泳质量同时减少与底壳的匹配面，提高焊接精度。

实施例3

一种方形电池固定结构的使用方法，先将第二固定件点焊在电池下壳体5内，其中两侧边通过侧向连接部和底部连接部与电池下壳体5焊接，中间的第二固定件通过底部连接部与电池下壳体焊接；

采用工装将四条第一固定件平行放置并定位在第二固定件上，其中先通过定位销插入主定位孔和副定位孔以及定位过孔定位，再通过短螺栓将第一固定件固定在第二固定件上，如图2所示；

通过长螺栓人工将单个电池模组依次安装在第一固定件上，两排皆装配完后如图3所示。

此种方式对工装要求较高，在装配电池模组及第一固定件时均需工装，且电池模组整体装配好后重量较重，需要机械臂协助装配，但是装配效率高，精度高。

实施例4

一种方形电池固定结构的使用方法，先将第二固定件点焊在电池下壳体5内，其中两侧边通过侧向连接部和底部连接部与电池下壳体5焊接，中间的第二固定件通过底部连接部与电池下壳体焊接；

采用工装将两条第一固定件平行放置并定位；

将减振件卡入卡槽内；

通过长螺栓穿过电池模组的安装结构上的螺孔将一排电池模组安装在第一固定件的电池模组安装孔上；

采用机械臂将一排电池模组和两条第一固定件整体装配至第二固定件上，其中通过定位销插入主定位孔和副定位孔以及定位过孔定位，通过短固定件将第一固定件固定在第二固定件上；

重复上述步骤，将第二排电池模组装配完成，完成后如图8所示。

此种方式采用简易工装，单个模组重量较轻，可实现人工的粗加工，节省成本。

Claims (10)

1.一种方形电池固定结构,其特征是，包括分体设置的第一固定件(1)和第二固定件(2)，所述第二固定件(2)为钣金件，第一固定件(1)为铝合金件，所述第一固定件(1)包括固定部和电池配合部，所述电池配合部的形状与电池模组(6)的安装结构底部形状适配，所述电池配合部通过长固定件与电池模组(6)固定连接，所述固定部上设有过孔(12)，第二固定件(2)远离第一固定件(1)的一面设有与所述过孔(12)对应的固定孔(21)，所述第一固定件(1)上设有短固定件，所述短固定件穿过过孔(12)与固定孔(21)紧配。

2.根据权利要求1所述的一种方形电池固定结构，其特征是，所述第一固定件(1)和第二固定件(2)均为长条形结构，所述第一固定件(1)截面为L形。

3.根据权利要求1所述的一种方形电池固定结构，其特征是，所述固定部上设有主定位孔(13)和副定位孔(14)，所述第二固定件(2)上设有与主定位孔(13)和副定位孔(14)分别对应的定位过孔(221)。

4.根据权利要求1所述的一种方形电池固定结构，其特征是，所述第二固定件(2)靠近第一固定件(1)的一面上设有远离第一固定件(1)的沉台(22)。

5.根据权利要求1所述的一种方形电池固定结构，其特征是，所述第二固定件(2)远离第一固定件(1)的一面设有螺母(23)，所述螺母(23)与第二固定件(2)焊接，所述固定孔(21)为设在螺母(23)中的螺孔。

6.根据权利要求1所述的一种方形电池固定结构，其特征是，所述第一固定件(1)上设有减振件(15)，所述减振件(15)包括减振部(151)和卡接部(152)，所述卡接部(152)侧面为外凸的弧面，第一固定件(1)上设有与所述弧面配合的卡槽(16)，所述减振部(151)设置在第一固定件(1)和电池模组(6)之间。

7.根据权利要求1所述的一种方形电池固定结构，其特征是，所述第二固定件(2)底部设有漏液筋(24)，所述漏液筋(24)向靠近第一固定件(1)的方向凸起。

8.一种根据权利要求1-7任一所述的方形电池固定结构的使用方法，其特征是，包括如下步骤：

a，将第二固定件(2)焊接在电池下壳体(5)内；

b，将第一固定件(1)通过短固定件安装在第二固定件(2)上；

c，将电池模组(6)通过长固定件(3)安装在第一固定件(1)上。

9.根据权利要求8所述的一种方形电池固定结构的使用方法，其特征是，还包括如下步骤：d，通过定位销插入主定位孔(13)和副定位孔(14)以及定位过孔在第二固定件(2)上定位第一固定件(1)。

10.根据权利要求8所述的一种方形电池固定结构的使用方法，其特征是，若干 所述电池模组(6)两端分别固定在平行设置的两条第一固定件(1)上。

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