CN112041187B - 车辆用电池壳体、车辆用电池组及电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种搭载在具有梯形车架(10)的车辆上的车辆用电池壳体(62)，包括：第一电池收纳部(63)，所述第一电池收纳部布置在所述梯形车架(10)的两个纵梁(11)之间的第一空间(81)中；第二电池收纳部(64)，所述第二电池收纳部在车辆高度方向上位于所述第一空间(81)下方的第二空间(82)中与所述第一电池收纳部(63)连接，并且在车辆宽度方向上的宽度大于所述第一电池收纳部(81)在车辆宽度方向上的宽度。

Description

车辆用电池壳体、车辆用电池组及电动车辆
【技术领域】
本发明涉及一种用于电动汽车或混合动力汽车等电动车辆中的车辆用电池壳体、在该车辆用电池壳体中搭载电池的车辆用电池组以及具有该车辆用电池组的电动车辆。
【背景技术】
一直以来，从减轻环境负荷的观点出发，进行着使用电动机作为行驶用动力源从而替代发动机等的内燃机的电动汽车以及一起使用该内燃机和该电动机的混合动力汽车等的电动车辆的开发。特别是，在这些电动车辆中，为了驱动该电动机而搭载驱动用的电池，并且通过从该电池向该电动机供应电力，可以获得用于车辆行驶所需的电力。
近年来，在卡车等的商用车领域中，也进行着这种电动车辆相关的开发。例如，专利文献1公开了一种能够提高碰撞安全性的用于商用车的电池盒保持结构。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2016-113063号公报
【发明内容】
【发明所要解决的技术问题】
但是，由于商用车用于装载货物的结构或者车辆本身的尺寸较大，因此车辆重量与轿车相比更大。因此，在车辆重量相对于轿车更重的商用车领域中，重要的课题是增加可搭载在电动车辆中的电池容量，使电动车辆能够具有充分的行驶距离，以便实际投入使用。
本发明是为了解决上述的问题而进行的，其目的在于，提供一种可以增加可搭载在电动车辆的电池容量的车辆用电池壳体、在该车辆用电池壳体中搭载电池的车辆用电池组、以及具有所述车辆用电池组的电动车辆。
【用于解决问题的技术手段】
(1)根据本应用示例的车辆用电池壳体是一种搭载在具有梯形车架的车辆上的车辆用电池壳体，包括：第一电池收纳部，其布置在于所述梯形车架的两个纵梁之间的第一空间；以及第二电池收纳部，其在车辆高度方向上位于所述第一空间下方的第二空间中与所述第一电池收纳部连接，并具有比所述第一电池收纳部在车辆宽度方向上的宽度更宽的宽度。
在根据上述应用示例的车辆用电池壳体中，根据如上所述的结构以及纵梁与车辆用电池壳体之间的布置关系，可以有效利用纵梁周围的空间来搭载电池。由此，可以增大可搭载在车辆上的电池容量。
(2)另外，在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(1)中，所述第二电池收纳部的在车辆宽度方向上的宽度可以大于所述纵梁之间的距离。通过如此设定第二电池收纳部的宽度，增加了第二电池收纳部中的电池的搭载量，并且可以进一步增大可搭载在车辆中的电池容量。
(3)在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(1)或(2)中，所述第一电池收纳部还可以布置在一个所述纵梁的凸缘的车辆宽度方向内侧端部和另一个所述纵梁的凸缘的车辆宽度方向内侧端部之间。通过第一电池收纳部的这种布置，第一电池收纳部的侧面被纵梁包围，从而可以保护第一电池收纳部免受来自车辆侧面的外力，可以提高侧面碰撞安全性。
(4)在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(2)或(3)中，所述第二电池收纳部在车辆宽度方向上的宽度可以大于所述两个纵梁的腹板之间的距离。通过如此设定第二电池收纳部的宽度，增加了第二电池收纳部中的电池的搭载量，从而进一步增加了可搭载在车辆中的电池容量。
(5)在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(2)或(3)中，所述第二电池收纳部在车辆宽度方向上的宽度可以小于所述两个纵梁的腹板之间的距离。通过如此设定第二电池收纳部的宽度，纵梁可以保护第二电池收纳部免受车辆侧面的外力，从而可以提高侧面碰撞安全性。
(6)在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(1)至(5)的任何一项中，所述第二电池收纳部可以具有比所述第一电池收纳部更高的刚性。由此，即使在有可能受到从车辆侧面施加的外力的影响的第二电池收纳部中，也可以保护所收纳的电池免受该外力，从而可以进一步提高侧面碰撞安全性。
(7)在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(1)至(6)的任何一项中，所述第一电池收纳部和所述第二电池收纳部可以由相同的金属形成。由此，防止第一电池收纳部和第二电池收纳部中的材料的腐蚀，从而可以提高车辆用电池壳体的可靠性。
(8)在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(1)至(7)的任何一项中，所述第一电池收纳部可以具有布置电池的主收纳区域和位于所述主收纳区域的车辆宽度方向的两端的附加收纳区域。由此，更有效地利用了纵梁周围的空间，使电池以外的配线等零部件的收纳变得容易，并且可以简化电池壳体内的布局设计。
(9)在根据本应用示例的车辆用电池壳体中，在上述(8)中，所述附加收纳区域的车辆高度方向上的尺寸可以随着靠近所述纵梁而逐渐变小。由此，可以整理并收纳电池壳体内的配线等，并且可以简化电池壳体内的布局设计。
(10)根据本应用示例的车辆电池组包括上述(1)至(7)中任一项的车辆用电池壳体，所述第一电池收纳部中收纳所述第一电池，所述第二电池收纳部中收纳所述第二电池。在此种车辆用电池组中，根据纵梁与车辆用电池壳体之间的布置关系，可以有效利用纵梁周围的空间搭载电池。由此，可以增加可搭载在车辆上的电池容量。
(11)根据本应用示例的车辆用电池组包括上述(8)或(9)的车辆用电池壳体，在所述第一电池收纳部和所述第二电池收纳部中收纳多个电池，在所述附加收纳部中收纳高压配线和低压配线。由此，有效地利用了纵梁周围的空间，因此可以整理并收纳电池壳体内的配线。
(12)根据本应用示例的电动车辆具有上述(10)或(11)的车辆用电池组。在此种电动车辆中，根据纵梁与车辆用电池壳体之间的布置关系，可以有效利用纵梁周围的空间搭载电池。由此，可以提供实现了电池容量的增加的电动车辆。
【附图说明】
图1是示意性示出根据本发明的第一实施例的电动车辆的整体结构的俯视图。
图2是示出根据本发明的第一实施例的电池壳体的立体图。
图3是示出沿图2的III-III线的剖面图。
图4是示出根据本发明的第一实施例的电池壳体与纵梁之间的位置关系的主视图。
图5是示出根据本发明的第二实施例的电池壳体与纵梁之间的位置关系的主视图。
图6是示出根据本发明的第三实施例的电池壳体与纵梁之间的位置关系的剖面图。
【具体实施方式】
下面，对于本发明的各实施例，参考附图详细说明其结构。
＜第一实施例＞
首先，参考图1说明根据本实施例的电动车辆1的整体结构。其中，图1是示意性示出本实施例的电动汽车的整体结构的俯视图。
如图1所示，根据本实施例的电动车辆1是包括梯形车架10、驾驶室20、货箱30、车轮机构40、驱动装置50以及电池组60的电动卡车。另外，在图1中，示出了从电动车辆1的上面透过驾驶室20和货箱30时所看到的俯视图。
在本实施例中，电动车辆1假定是具有作为行驶用驱动源的马达(电动机)的电动汽车，但也可以是还包括发动机的混合动力汽车。另外，电动车辆1不限于电动卡车，还可以是具有车辆驱动用电池的其他商用车。
梯形车架10包括左侧梁11L、右侧梁11R以及多个横梁12。左侧梁11L及右侧梁11R沿电动车辆1的前后方向A延伸，相对于车辆宽度方向彼此平行布置。多个横梁12将左侧梁11L和右侧梁11R连接。即，梯形车架10构成所谓的梯子型车架。并且，梯形车架10支撑驾驶室20、货箱30、驱动装置50、电池组60以及搭载在电动车辆1上的其他重物。在下文中，左侧梁11L和右侧梁11R也统称为纵梁11。
驾驶室20是包含未图示的驾驶席的结构体，设置在梯形车架10的前部上方。另一方面，货箱30是装载由电动车辆1运输的货物等的结构体，设置在梯形车架10的后部上方。
在本实施例中，位于车辆前方的车轮机构40由位于车辆前方的左右前轮41和作为两个前轮41的车轴的前桥42构成。另外，位于车辆后方的车轮机构40由位于车辆后方且在左右两侧分别布置两个的后轮43、以及作为这些后轮43的车轴的后桥44构成。并且，在根据本实施例的电动车辆1中，驱动力传递到后轮43，使其作为驱动轮发挥功能，而使电动车辆得以行驶。另外，车轮机构40通过未图示的悬架机构悬置在梯形车架10上，用于支撑电动车辆1的重量。
驱动装置50包括电动机单元51及齿轮单元52。电动机单元51由电动机53以及收纳电动机53的电动机壳体54构成。齿轮单元52包括由多个齿轮构成的减速机构55、将从减速机构55输入的动力分配到左右的后轮43的差动机构56、以及收纳减速机构55和差动机构56的齿轮箱壳体57。
另外，驱动装置50通过减速机构55和差动机构56将电动机53的驱动转矩减速到适合车辆行驶的旋转速度并将驱动力传递给后桥44。由此，驱动装置50能够通过后桥44使后轮43旋转而使电动车辆1行驶。其中，在本实施例中，驱动装置50相对于左侧梁11L及右侧梁11R布置于车辆宽度方向B的内侧(即，纵梁之间的空间)，并且通过未图示的支撑部件支撑在梯形车架10上。
电池组60包括作为使电动车辆1行驶的能量源向电动机53提供电力的多个电池61和收纳电池61的电池壳体62。为了存储电动车辆1所需要的电力，电池组60为相对大型且大容量的二次电池。其中，在本实施例中，电池组60相对于车辆宽度方向B布置在左侧梁11L与右侧梁11R之间、且驱动装置50的车辆前方。例如，电池组60通过未图示的连接部件固定或悬置在梯形车架10上。另外，电池组60与纵梁11之间的具体的位置关系将在后面进行说明。
下面，参考图2和图3说明根据本实施例的电池组60的结构。其中，图2是示出根据实施例的电池壳体的立体图，图3是示出沿图2的III-III线的剖面图。
从图2中可以看出，电池组60具有沿着车辆前后方向A延伸的形状。另外，电池组60具有由车辆宽度方向B和车辆高度方向C所限定的平面中的剖面形状为倒T形的形状。
如图2和图3所示，作为电池组60的构成部件的电池壳体62具有第一电池收纳部63、第二电池收纳部64、隔板65和多个接合部件66。第一电池收纳部63和第二电池收纳部64是设有收纳电池用开口的箱型壳体。第一电池收纳部63和第二电池收纳部64被布置成通过隔板65使各自的开口彼此相向。并且，通过多个接合部件66贯穿第一电池收纳部63和隔板65并到达第二电池收纳部64，从而连接第一电池收纳部63、第二电池收纳部64和隔板65。
通过电池壳体62的这种结构，在电池壳体62内形成第一电池收纳空间71和第二电池收纳空间72，所述第一电池收纳空间71是被第一电池壳体部63和隔板65包围的长方体形状，所述第二电池收纳空间72是被第二电池收纳部64和隔板65包围的长方体形状。即，第一电池收纳空间71和第二电池收纳空间72被隔板65隔离设置。
如图3所示，第二电池收纳部64的尺寸大于第一电池收纳部63的尺寸，并且第二电池收纳空间72的尺寸也大于第一电池收纳空间71的尺寸。具体地，在车辆宽度方向B上，第二电池收纳部64的宽度(尺寸)大于第一电池收纳部63的宽度，在前后方向A和车辆高度方向C上，第一电池收纳部63和第二电池收纳部64的尺寸基本相同。同样地，在车辆宽度方向B上，第二电池收纳空间72的宽度大于第一电池收纳空间71的宽度，在前后方向A和车辆高度方向C上，第一电池收纳空间71和第二电池收纳空间72的尺寸基本相同。因此，与第一电池收纳空间71相比，第二电池收纳空间72可以收纳更多数量的电池61。在本实施例中，在第一电池收纳空间71中收纳了两个电池61，在第二电池收纳空间72中收纳了三个电池。
其中，收纳在第一电池收纳部63(第一电池收纳空间71)中的电池61相当于第一电池，收纳在第二电池收纳部64(第二电池收纳空间72)中的电池61相当于第二电池，并且这些电池61通过未图示的配线电性连接。另外，对于该数量没有限制，可以根据电动车辆1所需的电量和电池61的尺寸和特性等适当地进行变更。
第一电池收纳部63、第二电池收纳部64以及隔板65的材料例如是铝之类的轻质金属。由此，可以减轻电池组60自身的重量的同时，可以获得可以承受外力的坚固的结构。另外，构成电池壳体62的这些部件的材料可以是同一金属。这是为了防止接合电池壳体62的各构成部件的接合部件66发生腐蚀。
另外，第二电池收纳部64的刚度高于第一电池收纳部63的刚度。例如，还可以通过使第二电池收纳部64的厚度大于第一电池收纳部63的厚度的方法调整该刚度。原因在于，如后面所述，由于第一电池收纳部63布置成被纵梁11夹在中间，因此可以通过纵梁11保护免受来自侧方的碰撞，而第二电池收纳部64布置在纵梁11的下方，因此需要提高其侧面碰撞安全性。通过如上所述的刚性调整，可以进一步地减轻第一电池收纳部63的重量，从而在减轻电池组60自身的重量的同时，有望提高侧面碰撞安全性。
并且，关于该刚度的调整，除了通过厚度的调整之外，还可以例如通过对轧制制造的板状材料进行加工形成第一电池收纳部63，通过挤压成型或浇铸对相对较厚且坚固的块状材料进行加工形成第二电池收纳部64。另外，如果期望能够防止接合部件66的腐蚀，则第一电池收纳部63也可以由树脂等更轻的材料构成，第二电池收纳部64也可以由金属材料构成。
下面，参考图4说明根据本实施例的电池壳体62与纵梁11之间的位置关系。其中，图4是示出根据本实施例的电池壳体62与纵梁11之间的位置关系的主视图。
如图4所示，左侧梁11L与右侧梁11R之间存在第一空间81，在车辆高度方向C上第一空间81的下方存在第二空间82。并且，横跨第一空间81和第二空间82布置电池壳体62。
更具体地，电池壳体62的第一电池收纳部63主要布置在第一空间81中。另外，在本实施方式中，第一电池收纳部63布置在左侧梁11L的凸缘13的车辆宽度方向内侧端部13a和右侧梁11R的凸缘13的车辆宽度方向内侧端部13a之间。即，第一电池收纳部63在车辆宽度方向上的宽度小于侧梁之间的距离。这里的纵梁之间的距离是从左侧梁11L的凸缘13的车辆宽度方向内侧端部13a到右侧梁11R的凸缘13的车辆宽度方向内侧端部13a的距离D1。
另一方面，电池壳体62的第二电池收纳部64以及隔板65布置在位于纵梁11的下方的第二空间82中。即，电池壳体62的第二电池收纳部64以及隔板65在第二空间82中与第一电池收纳部63连接。
即，在本实施例中，第二电池收纳部64以及隔板65在车辆宽度方向B上的宽度不仅大于纵梁之间的距离D1，还要大于纵梁11腹板之间的距离。即，第二电池收纳部64和隔板65向侧面突出并超过纵梁11。这里的腹板之间的距离是从左侧梁11L的腹板14的车辆宽度方向外侧端面14a到右侧梁11R的腹板14的车辆宽度方向外侧端面14a的距离D2。
通过电池壳体62的这种结构以及纵梁11与电池壳体62之间的布置关系，可以有效利用纵梁11周围的空间搭载电池。由此，可以增加可搭载在电动车辆1上的电池容量。
另外，在本实施例中，由于第二电池收纳部64在车辆宽度方向B上的宽度大于纵梁11的腹板之间的距离，因此可以进一步地增加可搭载的电池容量。而且，由于第一电池收纳部63被纵梁11夹在中间，因此可以提高侧面碰撞安全性。
另外，在本实施例中，第一电池收纳部63中的第一电池收纳空间71和第二电池收纳部64中的第二电池收纳空间72被隔板65隔离，但是也可以不设置隔板65，从而形成一个收纳空间。在这种情况下，也可以横跨第一电池收纳部63和第二电池收纳部64搭载电池61。
＜第二实施例＞
在上述的第一实施例中，第二电池收纳部64在车辆宽度方向B上的宽度大于纵梁11的腹板之间的距离，但也可以小于纵梁11的腹板之间的距离。下面参考图5将具有这种结构的电池组作为第二实施例进行说明。其中，图5是示出根据第二实施例的电池壳体与纵梁之间的位置关系的主视图。
如图5所示，在根据本实施例的电池组60中，第二电池收纳部64在车辆宽度方向B上的宽度小于纵梁11的腹板之间的距离D2，且大于纵梁之间的距离D1。通过这种结构和位置关系，可以在防止电动车辆1中可搭载的电池容量减少的同时，提高第二电池收纳部64的侧面碰撞安全性。
另外，从进一步提高第二电池收纳部64的侧面碰撞安全性的观点出发，在能够确保电动车辆1所需的电池容量的范围内，可以使第二电池收纳部64在车辆宽度方向B上的宽度小于纵梁之间的距离D1。
＜第三实施例＞
根据第一实施例的电池组60具有倒T形的剖面形状，但是也可以具有其他形状。下面参考图6将具有倒Y形的剖面形状作为第三实施例进行说明。其中，图6是示出根据本实施例的电池壳体与纵梁之间的位置关系的剖面图。
从图6中可以看出，根据本实施例的电池组60’与根据第一实施例的电池组60相比较，不同之处在于第一电池收纳部63’的形状，其他形状相同。因此，除了第一电池收纳部63’以外的部件使用与第一实施例相应部件相同的标记，并省略其说明。
如图6所示，第一电池收纳部63’在纵梁11之间的第一空间81中，在车辆宽度方向B上具有相同的尺寸，但是在纵梁11下方的第二空间82中，在车辆宽度方向B上的尺寸随着靠近车辆高度方向C的下方而逐渐增大。即，第一电池收纳部63’的侧壁的一部分朝向纵梁11倾斜。
通过这种形状，第一电池收纳部63’具有布置电池61的主收纳区域91和位于主收纳区域91的在车辆宽度方向B的两端的附加收纳区域92。其中，附加收纳区域92在车辆高度方向C上的尺寸随着靠近纵梁11逐渐变小。第一电池存储空间71’由这种主收纳区域91和附加收纳区域92构成。
另外，附加收纳区域92的大小虽然不能像主收纳区域91那样可以收纳电池61，但是足够大到布设各种配线。在本实施例中，附加收纳区域92中布置高压配线93和低压配线94。
如上所述，在本实施例中，可以更有效地利用纵梁11周围的空间，并且可以确保用于连接电池61彼此之间的配线和电池用的输出配线的空间。由此，可以简化电池壳体62’内的布局设计。
【附图标记】
1 电动车辆
10 梯形车架
11 纵梁/侧梁
11L 左侧梁
11R 右侧梁
12 横梁
13 凸缘
13a 车辆宽度方向内侧端部
14 腹板
14a 车辆宽度方向外侧端面
20 驾驶室
30 货箱
40 车轮机构
41 前轮
42 前桥
43 后轮
44 后桥
50 驱动装置
51 电动机单元
52 齿轮单元
53 电动机
54 电动机壳体
55 减速机构
56 差动机构
57 齿轮箱壳体
60 电池组
61 电池
62 电池壳体
63 第一电池收纳部
64 第一电池收纳部
65 隔板
66 接合部件
71 第一电池收纳空间
72 第二电池收纳空间
81 第一空间
82 第二空间
91 主收纳区域
92 附加收纳区域
93 高压配线
94 低压配线
A 前后方向
B 车辆宽度方向
C 车辆高度方向。

Claims (9)

1.一种车辆用电池壳体，其搭载于具有梯形车架的车辆上，其特征在于，包括：
第一电池收纳部，其布置于所述梯形车架的两个纵梁之间的第一空间；以及
第二电池收纳部，其在车辆高度方向上位于所述第一空间下方的第二空间中与所述第一电池收纳部连接，并具有比所述第一电池收纳部在车辆宽度方向上的宽度更宽的宽度，
其中所述第二电池收纳部在车辆宽度方向上的宽度大于所述两个纵梁的腹板之间的距离。
2.根据权利要求1所述的车辆用电池壳体，其特征在于，所述第一电池收纳部布置在一个所述纵梁的凸缘的车辆宽度方向内侧端部和另一个所述纵梁的凸缘的车辆宽度方向内侧端部之间。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用电池壳体，其特征在于，所述第二电池收纳部具有比所述第一电池收纳部更高的刚性。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的车辆用电池壳体，其特征在于，所述第一电池收纳部和所述第二电池收纳部由相同的金属形成。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆用电池壳体，其特征在于，所述第一电池收纳部具有布置电池的主收纳区域和位于所述主收纳区域的车辆宽度方向两端的附加收纳区域。
6.根据权利要求5所述的车辆用电池壳体，其特征在于，所述附加收纳区域的车辆高度方向上的尺寸随着靠近所述纵梁而逐渐变小。
7.一种车辆用电池组，其特征在于，所述车辆用电池组具有根据权利要求1-4中任一项所述的车辆用电池壳体，
第一电池收纳在所述第一电池收纳部，第二电池收纳在所述第二电池收纳部。
8.一种车辆用电池组，其特征在于，所述车辆用电池组具有根据权利要求5或6中所述的车辆用电池壳体，
所述第一电池收纳部和所述第二电池收纳部中收纳多个电池，在所述附加收纳区域中收纳高压配线和低压配线。
9.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆具有根据权利要求7或8所述的车辆用电池组。
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