CN112103425A - 一种高机械性能的电池盒下壳体 - Google Patents

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Abstract

一种高机械性能的电池盒下壳体，包括底部托板、侧边梁和前横梁、后横梁，侧边梁为高强度钢板经辊压、焊接制成，侧边梁的截形呈到T形，侧边梁由内侧梁、中部梁、外侧梁三个部分组成，内侧梁、中部梁、外侧梁均为矩形截面的空腔结构，外侧梁的上下表面沿其长向设有波浪形的吸能结构，中部梁的空腔内设有加强梁。本发明的主要优点如下：1、选用高强度钢或超高强度钢材料，以辊压、焊接的工艺制作，在提高电池盒下壳体的同时，有利于结构优化和减重；2、加强梁的设计，提升中部梁的强度；3、外侧梁的吸能结构，使其在起到连接车身作用外，可在汽车在发生碰撞时，尽可能多的吸收侧部能量，降低对电池盒内部模组的损坏。

Description

一种高机械性能的电池盒下壳体
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车部件，特别以高强钢为主材，通过焊接工艺制备的高机械性能的电池包下壳体。
背景技术
电池盒下壳体是新能源电动汽车的重要部件，随新能源汽车的广泛推广，电池盒下壳体的制作在不断进步，其功能性不断加强。电池盒下壳体构成包括边梁和底板，边梁起到承载电池盒和与车体连接的作用，底板用于支撑电池盒。按照不断创新的设计思路，电池盒下壳体的设计一方面考虑作为动力电池模组托盘，对动力电池系统起到安装固定和保护作用；另一方面要考虑提高电池盒的机械性能，辅助传统汽车发动机及底盘系统，部分分担传统汽车纵梁和横梁的作用；同时，作为新能源汽车的关键部件，电池盒下壳体的安全性、可靠性和、耐久性和轻量化至关重要，决定着整车的性能。目前，电池盒下壳体多采用铝合金挤出型材+弧焊或是铝合金挤出型材+搅拌摩擦焊等工艺制作，存在的问题是：成型工艺成本较高，很难再有减重降成本的空间，难以满足辅助汽车发动机底盘系统功能的要求。
发明内容
本发明针对解决现有技术的弊端，提供一种提高机械性能、简化工艺过程、可辅助汽车安全部件功效的高机械性能的电池盒下壳体。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种高机械性能的电池盒下壳体，包括底部托板、位于底部托板左右两侧的侧边梁和位于底部托板前后的前横梁、后横梁，所述侧边梁为高强度钢板经辊压、焊接制成，侧边梁的截形呈到T形，侧边梁由内侧梁、中部梁、外侧梁三个部分组成，内侧梁、中部梁、外侧梁均为矩形截面的空腔结构，其中外侧梁的上下表面沿其长向设有波浪形的吸能结构，所述中部梁的空腔内设有加强梁。
上述高机械性能的电池盒下壳体，所述加强梁的截形为大端开口的梯形，加强梁的闭合面与中部梁靠近外侧梁的内壁焊合，加强梁开口面设有加强梁法兰边，两法兰边与中部梁靠近内侧梁的内壁焊合。
上述高机械性能的电池盒下壳体，两侧边梁之间设有两条中间横梁，中间横梁的两端经固定在侧边梁上的中间横梁固定件与侧边梁连接。
上述高机械性能的电池盒下壳体，前横梁、后横梁由高强度钢板经辊压、焊接制成，前横梁、后横梁均为矩形截面的空腔结构。
上述高机械性能的电池盒下壳体，底部托板靠近后横梁的处设有两条底部加强梁，底部加强梁与底部托板焊合，底部加强梁的两端分别与两条侧边梁焊合。
上述高机械性能的电池盒下壳体，后横梁处焊合三块后支架，后支架设有顶部翻边与底部翻边，底部翻边与后横梁底部焊合。
上述高机械性能的电池盒下壳体，所述前横梁连接向前部延伸的前端托盘。
上述高机械性能的电池盒下壳体，所述外侧梁与中部梁连接部位设有外侧梁法兰边。
上述高机械性能的电池盒下壳体，加强梁与中部梁通过塞焊方式连接，在中部梁靠近内侧梁的壁上开有长圆孔形的塞焊孔。
上述高机械性能的电池盒下壳体，前横梁、后横梁两端分别长出两条中部梁20-30mm，外侧梁两端短于中部梁30-40mm。
相比现有技术本发明的主要优点如下：1、选用高强度钢或超高强度钢材料，以辊压、焊接的工艺制作，在提高电池盒下壳体的同时，有利于结构优化和减重，给电池盒减重降成本带来了可挖掘的空间；2、根据侧边梁的受力特点灵活设计侧边梁结构，通过加强梁的设计，提升中部梁的强度；3、外侧梁的上下表面沿其长向设置波浪形的吸能结构，使外侧梁在起到连接车身作用外，还有一项重要的作用，即在汽车在发生碰撞时，尽可能多的吸收侧部能量，以降低对电池盒内部模组的损坏程度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是侧边梁的结构示意图；
图3是侧边梁另一实施例的结构示意图；
图4是图1中A处的局部放大视图；
图5是后支架的结构示意图；
图6是中部梁上塞焊孔的示意图。
图中各标号清单为：1、前端托盘，2、前横梁，3、底部托板，4、侧边梁，4-1、外侧梁,4-1-1、吸能结构，4-1-2、外侧梁法兰边，4-2、中部梁,4-2-1、塞焊孔，4-3、内侧梁，4-4、加强梁，4-4-1、加强梁法兰边，5、中间横梁固定件，6、中间横梁，7、底部加强梁，8、后支架，9、后横梁。
具体实施方式
参看图1-图3和图4，本发明包括底部托板3、位于底部托板左右两侧的侧边梁4和位于底部托板前后的前横梁2、后横梁9。侧边梁、前横梁、后横梁均采用高强度钢或超高强度钢经过辊压成型加工后再经过拼焊制备，具有较高的机械吸能。两条侧边梁为对称件，侧边梁4的截形呈到T形状。侧边梁由内侧梁4-3、中部梁4-2、外侧梁4-1三个部分组成，内侧梁、中部梁、外侧梁均为矩形截面的空腔结构。内侧梁用于连接底部托板，中部梁是承力的主体，提升电池盒下壳体侧面边部的整体强度。本发明在中部梁的空腔内设有加强梁4-4，加强梁的截形为大端开口的梯形，加强梁的闭合面与中部梁靠近外侧梁的内壁焊合，加强梁开口面设有加强梁法兰边4-4-1，两法兰边与中部梁靠近内侧梁的内壁焊合。加强梁与中部梁通过塞焊方式连接，在中部梁靠近内侧梁的壁上开有长圆孔形的塞焊孔4-2-1。本发明所述外侧梁除用于连接车身外，还有一项重要的作用，即在汽车在发生碰撞时，尽可能多的吸收侧部能量，以降低对电池盒内部模组的损坏程度。外侧梁的上下表面设有吸能结构4-4-1，吸能结构为沿其长向的波浪板。该结构可诱导外侧梁在发生碰撞时溃缩变形，达到更好的吸能效果。在外侧梁上安装有套筒，电池盒与整车通过套筒螺栓连接，套筒经焊接与外侧梁连接。图2所示实施例，外侧梁为开口结构，外侧梁与中部梁连接部位设有用于焊接外侧梁法兰边4-1-2。图3所示实施例，外侧梁为闭合结构，外侧梁的内表面与中部梁焊接。
参看图1、图5，前横梁2、后横梁9由高强度钢板经辊压、焊接制成，前横梁、后横梁均为矩形截面的空腔结构。在前横梁中间位置开有矩形孔，用于装配电器元件，前横梁两端、后横梁两端都焊接横梁端盖，以封闭前、后横梁的两端头，避免碎石进入使整车产生异响。前横梁中部焊接向前部延伸的前端托盘1。前端托盘是通过冲压工艺成型，其主要作用的容纳相关电器控制元件。后横梁处焊合三块后支架8，后支架设有顶部翻边与底部翻边，底部翻边与后横梁底部焊合。底部翻边结构可增强后支架与后横梁的连接强度，同时减小焊缝处的承载力，有利于提高电池包下壳体的使用寿命。
参看图1，两条侧边梁之间设有两条中间横梁6，中间横梁的两端经焊接在侧边梁上的中间横梁固定件5与侧边梁连接。中间横梁经焊接与底部托板1连接。中间横梁的主要作用是支撑两条侧边梁，在发生侧面碰撞时可以抵抗变形，进一步保护电池包内部模组。在中间横梁和内侧梁上安装有拉铆螺母。中间横梁上的拉铆螺母用于模组的安装和固定；内侧梁上的拉铆螺母用于电池盒上壳的安装与固定。底部托板1为钢板冲压件，主要作用是容纳和支撑内部模组。在底部托板的底面上有底面压型筋，用于增强底部托板的自身刚性。底部托板靠近后横梁的处设有两条底部加强梁7，底部加强梁与底部托板焊合，底部加强梁的两端分别与两条侧边梁焊合。底部加强梁在底部加强梁的上加工压型结构，以增加底部加强梁自身刚性。底部加强梁作用是支撑底部托板，进而达到支撑模组的效果。
参看图1、图4，前横梁、后横梁两端要长出两条中部梁20-30mm，外侧梁两端短于中部梁30-40mm。上述结构是为前横梁、后横梁的横梁端盖焊接提供空间；避免前横梁、后横梁与横梁端盖的焊缝和外侧梁与中部梁的焊缝重合，影响焊接质量。

Claims (10)

1.一种高机械性能的电池盒下壳体，包括底部托板、位于底部托板左右两侧的侧边梁和位于底部托板前后的前横梁、后横梁，其特征在于：所述侧边梁(4)为高强度钢板经辊压、焊接制成，侧边梁的截形呈到T形，侧边梁由内侧梁(4-3)、中部梁(4-2)、外侧梁(4-1)三个部分组成，内侧梁、中部梁、外侧梁均为矩形截面的空腔结构，其中外侧梁的上下表面沿其长向设有波浪形的吸能结构(4-4-1)，所述中部梁的空腔内设有加强梁(4-4)。
2.根据权利要求1所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：所述加强梁的截形为大端开口的梯形，加强梁的闭合面与中部梁靠近外侧梁的内壁焊合，加强梁开口面设有加强梁法兰边(4-4-1)，两法兰边与中部梁靠近内侧梁的内壁焊合。
3.根据权利要求2所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：两侧边梁之间设有两条中间横梁(6)，中间横梁的两端经固定在侧边梁上的中间横梁固定件(5)与侧边梁连接。
4.根据权利要求3所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：前横梁(2)、后横梁(9)由高强度钢板经辊压、焊接制成，前横梁、后横梁均为矩形截面的空腔结构。
5.根据权利要求4所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：底部托板(3)靠近后横梁的处设有两条底部加强梁(7)，底部加强梁与底部托板焊合，底部加强梁的两端分别与两条侧边梁焊合。
6.根据权利要求5所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：后横梁处焊合三块后支架(8)，后支架设有顶部翻边与底部翻边，底部翻边与后横梁底部焊合。
7.根据权利要求6所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：所述前横梁连接向前部延伸的前端托盘(1)。
8.根据权利要求7所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：所述外侧梁与中部梁连接部位设有外侧梁法兰边(4-1-2)。
9.根据权利要求8所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：加强梁与中部梁通过塞焊方式连接，在中部梁靠近内侧梁的壁上开有长圆孔形的塞焊孔(4-2-1)。
10.根据权利要求9所述的高机械性能的电池盒下壳体，其特征在于：前横梁、后横梁两端分别长出两条中部梁20-30mm，外侧梁两端短于中部梁30-40mm。
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