CN111900295A - 一种新能源汽车电池组碰撞保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池组碰撞保护装置；括汽车保险杠组件、若干块状电池、电池安装框、紧急保护箱和车载控制模块，所述紧急保护箱的前侧面敞口设置，所述紧急保护箱的前侧面下端转动连接有盖板，且所述盖板的上表面与紧急保护箱底壁处于同一水平面设置，所述盖板上表面和紧急保护箱底壁上开设有相互衔接的滑槽，若干所述块状电池固定在电池安装框中，所述电池安装框的下表面设置有与滑槽相配合的滑条；本发明能够有效避免电池组被撞击挤压变形而引起的燃烧或自爆情况发生，有效提高了新能源汽车发生正面碰撞时其电池组的安全性能，其结构新颖、设计巧妙、防碰撞保护的效果优异。

Description

一种新能源汽车电池组碰撞保护装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池组碰撞保护装置。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源、并综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术制造的的汽车。其中新能源汽车绝大部分都是以电池组为动力源，将电能输送给电机从而驱动车辆行驶。

目前，市场上大部分新能源汽车均是将电池组制成板块状安装在汽车底盘上，其主要目的是降低发生碰撞时电池组因受到挤压变形而发生燃烧甚至发生爆炸，但是由于新能源汽车电池组是安装在汽车底盘上，其与地面之间的距离较短，导致整个新能源汽车的涉水性能较差。而目前新能源汽车在设计过程中不将电池组装在车头机仓中的主要因素是车辆发生强烈碰撞时，其电池组容易受到挤压变形，从而导致电池组燃烧或爆炸的情况发生。因此，欲将新能源汽车中的电池组安装在车头机仓中来改善汽车涉水性能，就需要提供一种安装在车头机仓中且能够在车辆发生碰撞时能够对电池组起到及时保护的装置。

例如专利号为CN107146865B的发明公开了一种具有碰撞保护功能的新能源汽车电池，包括保护外壳、电池箱和防撞组件，电池箱包括箱顶、电池组、入风管、配电盒、电池管理模块、高压线束、低压线束、冷却风扇、出风管和底座，防撞组件包括导向槽、限位单元、第一气囊、第一通气管、第二气囊和第二通气管，限位单元包括第一第一弹簧和限位块；该新能源汽车电池在新能源汽车发生碰撞时，安全气囊给第一气囊和第二气囊充气，从而限位块离开限位孔，使电池箱在导向槽上滑动，有一定的缓冲，再撞击在第一气囊上，减少了电池箱的刚性碰撞。但是上述保护装置在碰撞时仅限于低速碰撞，当时速大于60km/h时，整个车头机仓都可能发生变形，而此时将电池组安装在车头机仓中仍可能受到挤压导致燃烧或爆炸。因此，针对现有新能源汽车电池碰撞保护的不足，设计一种在高速碰撞时即使车头机仓发生变形也能够对电池组起到有效保护作用的碰撞保护装置是一项有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有的具有碰撞保护功能的新能源汽车电池在受到高速碰撞时，其电池组容易受挤压变形引起燃烧或爆炸的不足，设计一种在高速碰撞时即使车头机仓发生变形也能够对电池组起到有效保护作用的碰撞保护装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新能源汽车电池组碰撞保护装置，包括汽车保险杠组件、若干块状电池、电池安装框、紧急保护箱和车载控制模块，所述紧急保护箱的前侧面敞口设置，所述紧急保护箱的前侧面下端转动连接有盖板，且所述盖板的上表面与紧急保护箱底壁处于同一水平面设置，所述盖板上表面和紧急保护箱底壁上开设有相互衔接的滑槽，若干所述块状电池固定在电池安装框中，所述电池安装框的下表面设置有与滑槽相配合的滑条，所述电池安装框的前侧面下端固定设置有U型转座，所述U型转座中转动设置爪板，所述爪板与U型转座之间设置有第一扭簧，所述爪板的下端向后弯曲设置，且所述爪板的下端后侧面设置有倒钩齿，所述盖板的上表面开设有与爪板相配合的条形槽，所述条形槽的后端设置有与倒钩齿相配合的楔形端槽；

所述紧急保护箱的后侧内壁上端设置有紧急气囊，所述紧急气囊与车载控制模块电性连接，位于所述紧急保护箱的后侧内壁下端固定有力传感器，且力传感器与车载控制模块电性连接，所述力传感器上连接有第一弹簧，所述第一弹簧的前端与电池安装框相连接，位于所述紧急保护箱的上表面前端设置有紧急气帘，所述紧急气帘与载控制模块电性连接，所述紧急保护箱的左右两侧面前端固定有凸轴，所述凸轴上转动连接有折线形转动条，所述折线形转动条由竖直段和倾斜段组成，所述倾斜段伸向紧急保护箱的前端连接有卡合块，位于所述凸轴后侧的紧急保护箱左右两侧面均固定有易断块，所述竖直段的后侧面连接有切断锐面，所述切断锐面与易断块相抵接，所述电池安装框的左右两侧面固定有柱形块，所述柱形块上开设有与卡合块相卡合的卡合槽，所述卡合槽的上端槽壁为弧形面，所述汽车保险杠组件与车头前端相固定，所述汽车保险杠组件的后端连接有两个顶杆，两个所述顶杆的后端与竖直段处于同一直线设置。

作为上述方案的进一步设置，所述紧急保护箱的内部左右两端均设置有夹板，且所述夹板的前端向外张开设置，所述夹板与紧急保护箱的侧壁之间均连接有若干第二弹簧；当电池安装框在第一弹簧的牵引下向紧急保护箱中移动时，其左右两个夹板能够将其夹紧，防止其发生左右晃动而导致电池损失。

作为上述方案的进一步设置，所述汽车保险杠组件包括外保险杠和内连接板，所述外保险杠与内连接板之间连接有若干第三弹簧，两个所述顶杆均与内连接板相连接；其将汽车保险杠组件设置为内外两层，并在内外两层之间设置第三弹簧起到缓冲作用，能够防止受到轻微碰撞时其顶杆也会撞在折线形转动条，从而启动电池组的紧急保护作用。

作为上述方案的进一步设置，所述电池安装框左右两侧面的下端均开设有水平滑口，所述电池安装框左右两端下方的盖板上均开设有收纳槽，所述收纳槽中转动连接有L型板，所述收纳槽的侧壁与L型板下端之间设置有第二扭簧，所述L型板的上端连接有若干第四弹簧，若干所述第四弹簧下端连接有压条，所述压条与水平滑口的下表面向抵接；其设置的L型板，并在L型板上通过第四弹簧连接与水平滑口的压条，能够有效降低在汽车行驶过程中因路面不平引起的电池安装框的上下颠簸晃动，防止电池安装框中电池因频繁上下颠簸晃动而对其造成的损失。

作为上述方案的进一步设置，所述紧急保护箱的外侧面焊接有多个连接件，所述连接件上开设有连接孔，所述紧急保护箱通过在连接孔中设置的连接螺栓与车头机仓相固定。

作为上述方案的进一步设置，所述紧急保护箱和盖板均由高强度铝合金材料制成，且所述紧急保护箱的上表面焊接有多根加强筋条；其高强度铝合金的强度不仅强度比优质钢更高，而且其密度低能够降低汽车的重量，同时其焊接的加强筋条能够进一步加强紧急保护箱受冲击时的抗变形能力。

作为上述方案的进一步设置，所述紧急保护箱的底壁上开设有多个球槽，每个所述球槽中活动设置有滚珠；其滚珠的设计能够降低电池安装框滑动时的摩擦阻力。

本发明公开的新能源汽车电池组碰撞保护装置主要在汽车高速行驶发生碰撞时能够起到对电池组的紧急保护作用，其具体工作原理和过程如下：

在汽车高速行驶的过程与外界障碍物发生撞击时，其汽车保险杠组件会第一时间被撞向车头机仓中，而此时两个顶杆也会被向内推动与紧急保护箱上折线形转动条的竖直段相抵接，同时由于高速撞击的冲击力过大，使得切断锐面将易断块切断，切断后其折线形转动条会逆时针转动，从而使得卡合块从柱形块上的卡合槽中滑脱，而此时摆脱限制作用后的电池安装框会在第一弹簧的弹性恢复力作用下瞬间向紧急保护箱中移动，并且在电池安装框移动的过程中其爪板沿着条形槽向后移动，当爪板上的倒钩齿与条形槽后端的楔形端槽钩紧时，其盖板也会被带起转动，并盖在紧急保护箱的前端敞口处。

当电池安装框完全进入紧急保护箱中时，其第一弹簧对力传感器的拉力值逐渐降低至一个预设值时，其车载控制模块会瞬间引爆紧急气囊和紧急气帘中的点火器，其固态氮粒迅速气化产生大量氮气，从而使得紧急气囊和紧急气帘在0.05s左右充满气体发生膨胀，达到对电池安装框的缓冲保护作用，而由于紧急保护箱是由高强度铝合金材料制成，其具有极强的抗变形能力，能够有效防止外界撞击对紧急保护箱造成积压变形，从而对块状电池起到一个很好的保护作用。

有益效果：

1、本发明与现有技术相比，可直接将电池组制成块状放在车头机仓中，有效解决了现有新能源汽车在设计时只能将电池组制成板块状放在汽车底盘中所导致的整个汽车涉水性能较差的问题；当汽车在高速行驶过程中发生碰撞导致汽车车头撞击变形时，能够紧急启动瞬间触发对电池组的紧急保护作用，从而瞬间将块状电池和电池安装框送入由高强度材料制成的紧急保护箱中，能够有效避免电池组被撞击挤压变形而引起的燃烧或自爆情况发生，有效提高了新能源汽车发生正面碰撞时其电池组的安全性能。

2、本发明中电池组保护装置的上述设计不仅能够在发生高速撞击时将块状电池和电池安装框瞬间送入紧急保护箱中起到防挤压变形的作用，而且在块状电池和电池安装框进入紧急保护箱中时，其通过力传感器的反馈作用加上车载控制模块的控制作用，能够瞬间使得紧急气囊和紧急气帘打开，其紧急气囊和紧急气帘能够对移动过程中的块状电池和电池安装框起到缓冲作用，防止块状电池和电池安装框在第一弹簧的牵引下因惯性较大而撞击在紧急保护箱的内壁上，从而对电池组造成损伤，其对整个电池组的紧急保护作用更加全面，其结构新颖、设计巧妙、防碰撞保护的效果优异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明中电池安装框、紧急保护箱和盖板等立体结构图；

图3为本发明中紧急保护箱和盖板等立体结构图；

图4为本发明中块状电池和电池安装框的第一角度立体图；

图5为本发明中块状电池和电池安装框的第二角度立体图；

图6为本发明中紧急保护箱和盖板的主视平面图；

图7为图4中A处的放大结构图；

图8为图3中B处的放大结构图；

图9为图3中C处的放大结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~9，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

实施例1介绍了一种新能源汽车电池组碰撞保护装置，参考附图1，其主体结构主要包括汽车保险杠组件1、若干个块状电池2、电池安装框3、紧急保护箱4和车载控制模块（图中未画出）。

参考附图3，其紧急保护箱4的前侧面敞口设置，紧急保护箱4的前侧面下端转动连接有一个与其配合的盖板5，并且盖板5处于水平状态时其上表面与紧急保护箱4底壁处于同一水平面设置，并在盖板5上表面和紧急保护箱4的底壁上开设有相互衔接的滑槽401。另外，为了使得整个紧急保护箱4和盖板5具有超强的抗变形能力，其紧急保护箱4和盖板5均由高强度铝合金材料制成，同时还在紧急保护箱4的上表面焊接有多根加强筋条402，其加筋条402能够进一步增加整个紧急保护箱4的正面碰撞抗变形能力。

参考附图4和附图5，若干个块状电池2有序排列固定在电池安装框3中，并在电池安装框3的下表面设置有与滑槽401相配合的滑条301。在电池安装框3的前侧面下端固定设置有U型转座6，U型转座6中转动设置爪板7，爪板7与U型转座6之间设置有第一扭簧8（可参考附图7），其爪板7在第一扭簧8，并且爪板7的下端向后弯曲设置，在爪板7的下端后侧面设置有倒钩齿701。

参考附图2和附图3，在盖板5的上表面开设有与爪板7相配合的条形槽501，条形槽501的后端设置有楔形端槽502。其爪板7在第一扭簧8的作用下爪板7的下端与条形槽501底壁前端相抵接，从而能够防止电池安装框3向前移动；当电池安装框3向后端移动时，其爪板7的下端的倒钩齿701能够反钩住楔形端槽502，从而将盖板5向紧急保护箱4的前侧敞口处拉动，而盖板5在拉力的作用下转动，并与紧急保护箱4的前侧面相密封，从而构成一个密封的紧急保护箱4。

参考附图2和附图6，在紧急保护箱4的后侧内壁上端设置有紧急气囊9，同时在紧急保护箱4的上表面前端设置有紧急气帘10，其紧急气囊9和紧急气帘10均与载控制模块电性连接。而紧急气囊9与紧急气帘10的工作原理与现有的安全气囊相同，其均是通过车载控制模块控制引爆点火器，固态氮粒会迅速气化产生大量氮气吹涨气囊或气帘，由于紧急气囊9与紧急气帘10均为现有技术本处不做图示和详细说明。位于紧急保护箱4的后侧内壁下端固定有力传感器11，且力传感器11与车载控制模块电性连接，其力传感器11可选用型号为EVT-10H的拉力传感器。在力传感器11上连接有第一弹簧12，第一弹簧12的前端与电池安装框3相连接。

参考附图3和附图8，在紧急保护箱4的左右两侧面前端固定有凸轴13，凸轴上转动连接有折线形转动条14，其折线形转动条14由竖直段141和倾斜段142组成，其倾斜段142伸向紧急保护箱4的前端连接有卡合块15。同时在位于凸轴13后侧的紧急保护箱4左右两侧面均固定有易断块16，并在竖直段141的后侧面连接有切断锐面143，切断锐面143与易断块16相抵接，当折线形转动条14上端的竖直段141受到撞击时，其切断锐面143能够将易断块16切断，从而发生转动。

参考附图3和附图4，在电池安装框3的左右两侧面固定有柱形块17，柱形块17上开设有与卡合块15相卡合的卡合槽171，其卡合槽171的上端槽壁为弧形面，使得折线形转动条14受撞击转动时，其卡合块15能够沿卡合槽171的上端弧形槽壁滑脱。

参考附图1，其汽车保险杠组件1与车头机仓（图中未画出）的前端相固定，并在汽车保险杠组件1的后端连接有两个顶杆18，两个顶杆18的后端与折线形转动条14的竖直段141处于同一直线设置。当汽车发生撞击导致车头变形时其顶杆18能够冲撞在折线形转动条14的竖直段141上。

参考附图3，为了降低电池安装框3在向紧急保护箱4移动过程中的摩擦力，还在紧急保护箱4的底壁上开设有多个球槽，每个球槽中活动设置有滚珠19。

最后，参考附图3，还在紧急保护箱4的外侧面焊接有多个连接件20，连接件上开设有连接孔，其紧急保护箱4通过在连接孔中设置的连接螺栓与车头机仓相固定。

实施例2

实施例2介绍了一种基于实施例1基础上改进后的新能源汽车电池组碰撞保护装置，本实施例2与实施例1相同之处不做再次说明，其不同之处结合附图对其进行具体说明。

参考附图3和附图6，在紧急保护箱4的内部左右两端均设置有夹板21，并且夹板21的前端向外张开设置，从而便于电池安装框3进入两个夹板21之间，

在夹板21与紧急保护箱4的侧壁之间均连接有若干第二弹簧22，其第二弹簧22能够将夹板21将电池安装框3夹紧。

参考附图1，本实施例2中的汽车保险杠组件1包括外保险杠101和内连接板102，外保险杠101与内连接板102之间连接有若干第三弹簧103，两个顶杆18均与内连接板102相连接。本实施例将汽车保险杠组件1设置为内外两层，并在内外两层之间设置第三弹簧103起到缓冲作用，能够防止受到轻微碰撞时其顶杆18也会撞在折线形转动条14上，从而启动电池组的紧急保护作用。

参考附图2、附图3和附图9，本实施例2还在电池安装框3左右两侧面的下端均开设有水平滑口302，并在位于电池安装框3左右两端下方的盖板5上均开设有收纳槽503，收纳槽中503转动连接有L型板23，收纳槽23的侧壁与L型板23下端之间设置有第二扭簧24。同时在L型板23的上端连接有若干第四弹簧25，若干第四弹簧25下端连接有压条26，压条26与水平滑口302的下表面向抵接。本实施例2的上述设计能够有效降低在汽车行驶过程中因路面不平引起的电池安装框3的上下颠簸晃动，防止电池安装框3中块状电池2因频繁上下颠簸晃动而对其造成的损失。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车电池组碰撞保护装置，其特征在于，包括汽车保险杠组件、若干块状电池、电池安装框、紧急保护箱和车载控制模块，所述紧急保护箱的前侧面敞口设置，所述紧急保护箱的前侧面下端转动连接有盖板，且所述盖板的上表面与紧急保护箱底壁处于同一水平面设置，所述盖板上表面和紧急保护箱底壁上开设有相互衔接的滑槽，若干所述块状电池固定在电池安装框中，所述电池安装框的下表面设置有与滑槽相配合的滑条，所述电池安装框的前侧面下端固定设置有U型转座，所述U型转座中转动设置爪板，所述爪板与U型转座之间设置有第一扭簧，所述爪板的下端向后弯曲设置，且所述爪板的下端后侧面设置有倒钩齿，所述盖板的上表面开设有与爪板相配合的条形槽，所述条形槽的后端设置有与倒钩齿相配合的楔形端槽；

所述紧急保护箱的后侧内壁上端设置有紧急气囊，所述紧急气囊与车载控制模块电性连接，位于所述紧急保护箱的后侧内壁下端固定有力传感器，且力传感器与车载控制模块电性连接，所述力传感器上连接有第一弹簧，所述第一弹簧的前端与电池安装框相连接，位于所述紧急保护箱的上表面前端设置有紧急气帘，所述紧急气帘与载控制模块电性连接，所述紧急保护箱的左右两侧面前端固定有凸轴，所述凸轴上转动连接有折线形转动条，所述折线形转动条由竖直段和倾斜段组成，所述倾斜段伸向紧急保护箱的前端连接有卡合块，位于所述凸轴后侧的紧急保护箱左右两侧面均固定有易断块，所述竖直段的后侧面连接有切断锐面，所述切断锐面与易断块相抵接，所述电池安装框的左右两侧面固定有柱形块，所述柱形块上开设有与卡合块相卡合的卡合槽，所述卡合槽的上端槽壁为弧形面，所述汽车保险杠组件与车头前端相固定，所述汽车保险杠组件的后端连接有两个顶杆，两个所述顶杆的后端与竖直段处于同一直线设置。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池组碰撞保护装置，其特征在于，所述紧急保护箱的内部左右两端均设置有夹板，且所述夹板的前端向外张开设置，所述夹板与紧急保护箱的侧壁之间均连接有若干第二弹簧。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车电池组碰撞保护装置，其特征在于，所述汽车保险杠组件包括外保险杠和内连接板，所述外保险杠与内连接板之间连接有若干第三弹簧，两个所述顶杆均与内连接板相连接。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车电池组碰撞保护装置，其特征在于，所述电池安装框左右两侧面的下端均开设有水平滑口，所述电池安装框左右两端下方的盖板上均开设有收纳槽，所述收纳槽中转动连接有L型板，所述收纳槽的侧壁与L型板下端之间设置有第二扭簧，所述L型板的上端连接有若干第四弹簧，若干所述第四弹簧下端连接有压条，所述压条与水平滑口的下表面向抵接。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车电池组碰撞保护装置，其特征在于，所述紧急保护箱的外侧面焊接有多个连接件，所述连接件上开设有连接孔，所述紧急保护箱通过在连接孔中设置的连接螺栓与车头机仓相固定。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车电池组碰撞保护装置，其特征在于，所述紧急保护箱和盖板均由高强度铝合金材料制成，且所述紧急保护箱的上表面焊接有多根加强筋条。

7.根据权利要求1所述的新能源汽车电池组碰撞保护装置，其特征在于，所述紧急保护箱的底壁上开设有多个球槽，每个所述球槽中活动设置有滚珠。

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