CN113212139A - 电池包结构及电池包结构的成型方法 - Google Patents

电池包结构及电池包结构的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电池包结构和电池包结构的成型方法，其中电池包结构包括：电池包和消音安装结构；消音安装结构形成有上端开口的消音槽，所述消音槽的底壁设有消音孔，所述消音安装结构的上端抵接于所述电池包的下端面，以封闭所述消音槽形成共振腔。本发明提供的电池包结构和电池包结构的成型方法，旨在通过对电池包箱体结构的改进来隔绝外界噪音，从而解决在行车过程中，外界的噪音经过车身底盘传至乘员舱，使得驾乘体验欠佳的问题。

Description

电池包结构及电池包结构的成型方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种电池包结构及电池包结构的成型方法。
背景技术
新能源汽车在工作时，主要的噪声来源为路噪、风噪、零部件工作噪声，其中在车辆中高速行驶时，路噪和风噪为乘员舱内可感知噪音的主要来源。现有的降低乘员舱路噪和风噪的手段普遍为填充隔音棉或吸音材料，想获得更优的隔音效果，必须增加隔音材料的填充量，或者选用吸音效果更佳的材料，这样就造成了选型困难、成本增加等问题，通过采取上述填充隔音材料的措施只能被动阻隔噪声，无法主动减少行驶过程中产生的各类噪声。
目前市场上大部分纯电动乘用车的动力电池包，均安装于乘员舱下方、车身底盘处，且电池包布置的空间可占据车身底盘大部分空间。考虑通过对电池包箱体结构的改进，从而降低外界通过车身底盘传递至乘员舱的噪音。
发明内容
本发明公开一种电池包结构及电池包结构的成型方法，旨在解决现有技术中，在行车过程中，外界的噪音经过车身底盘传至乘员舱，使得驾乘体验欠佳的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电池包结构，包括：
电池包；以及，
消音安装结构，形成有上端开口的消音槽，所述消音槽的底壁设有消音孔，所述消音安装结构的上端抵接于所述电池包的下端面，以封闭所述消音槽形成共振腔。
可选地，所述消音安装结构包括：
密封环，安装至所述电池包下端面上；以及，
消音板，安装至所述密封环的下端面；
其中，所述密封环设于所述消音板的周缘，以与所述消音板共同形成所述消音槽；
所述消音孔设于所述消音板。
可选地，所述电池包包括电池包本体以及设于所述电池包本体下端面上的环形连接板；
所述密封环安装至所述环形连接板上。
可选地，所述环形连接板、所述密封环以及所述消音板之间设置有可拆卸连接结构。
可选地，所述环形连接板的下端形成有弯折边，所述弯折边上贯设有多个连接孔；
所述密封环上对应多个所述连接孔设置有过孔
所述消音板上对应多个所述连接孔设有多个螺纹孔；
所述电池包结构还包括多个连接螺栓，多个所述连接螺栓的螺纹段对应穿设于多个所述连接孔以及所述过孔中，且对应螺纹连接至多个所述螺纹孔内，以形成所述可拆卸连接结构。
可选地，所述电池包本体包括：
下箱体，形成有一上端开口的容置腔；以及，
上盖板，安装至所述下箱体的上端，呈遮蔽所述容置腔的开口设置；
其中，所述密封环安装至所述下箱体的下端面上。
本发明还提供一种电池包结构的成型方法，所述电池包结构包括电池包以及设于所述电池包的下端面上的消音安装结构，所述消音安装结构上形成有共振腔，所述共振腔的底壁面设有消音孔；
所述电池包结构的成型方法包括以下步骤：
确定所述消音安装结构的共振消音频率；
根据所述共振消音频率选择所述共振腔的型腔参数以及所述消音孔的设置参数。
可选地，所述确定所述消音安装结构的共振消音频率的步骤包括：
获得电池包使用环境中的噪声频段；
确定所述噪声频段中峰值最高的频率为共振消音频率。
可选地，所述型腔参数包括型腔的长度参数、宽度参数和高度参数；和/或，
所述消音孔的设置参数包括孔径参数、孔长参数和数量参数。
可选地，所述根据所述共振消音频率确定所述共振腔的型腔参数以及所述消音孔的设置参数，满足下列计算公式：
Figure BDA0003029490630000031
其中，f为共振腔的共振频率，c0为声速，n为共振腔开口数量、d为共振腔开口直径、l为开口深度、S为共振腔容积、H为共振腔的深度。
本发明提供的技术方案中，电池包结构包括电池包和消音安装结构；消音安装结构，形成有上端开口的消音槽，消音槽的底壁设有消音孔，消音安装结构的上端抵接于电池包的下端面，以封闭消音槽形成共振腔。通过在电池包上进行降噪设计，解决从车身底盘传至乘员舱的噪声隔绝问题。此外，本发明提供的电池包结构的成型方法，通过将亥姆霍兹共振原理与电池包结构设计相结合，通过将电池包下箱体设计为穿孔板结构，利用共振吸声原理，能够在车辆高速行驶过程中，降低从车身底盘处传至乘员舱的噪声。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的原理图；
图2为本发明的结构设置图；
图3为本发明一实施例所述电池包结构的立体结构示意简图；
图4为图3中所述电池包结构的立体拆解结构示意简图；
图5为本发明一实施例所述电池包结构的成型方法的步骤示意图。
附图标号说明
标号 名称 标号 名称
1000 电池包结构 200 消音安装结构
100 电池包 210 消音槽
110 电池包本体 220 密封环
120 环形连接板 230 消音板
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
新能源汽车在工作时，主要的噪声来源为路噪、风噪、零部件工作噪声，其中在车辆中高速行驶时，路噪和风噪为乘员舱内可感知噪音的主要来源。现有的降低乘员舱路噪和风噪的手段普遍为填充隔音棉或吸音材料，想获得更优的隔音效果，必须增加隔音材料的填充量，或者选用吸音效果更佳的材料，这样就造成了选型困难、成本增加等问题，通过采取上述填充隔音材料的措施只能被动阻隔噪声，无法主动减少行驶过程中产生的各类噪声。目前市场上大部分纯电动乘用车的动力电池包，均安装于乘员舱下方、车身底盘处，且电池包布置的空间可占据车身底盘大部分空间。考虑通过对电池包箱体结构的改进，从而隔绝外界通过车身底盘传递至乘员舱的噪音。
鉴于此，本发明提供一种电池包结构1000及电池包结构1000的成型方法。本说明书附图中，图1为本发明的原理图；图2为本发明的结构设置图；图3为本发明一实施例所述电池包结构的立体结构示意简图；图4为图3中所述电池包结构的立体拆解结构示意简图；图5为本发明一实施例所述电池包结构的成型方法的步骤示意图。具体地，电池包结构1000包括电池包100和消音安装结构200，消音安装结构200形成有上端开口的消音槽210，消音槽210的底壁设有消音孔，消音安装结构200的上端抵接于电池包100的下端面，以封闭消音槽210形成共振腔。
本发明提供的技术方案中，电池包结构1000包括电池包100和消音安装结构200；消音安装结构200，形成有上端开口的消音槽210，消音槽210的底壁设有消音孔，消音安装结构200的上端抵接于电池包100的下端面，以封闭消音槽210形成共振腔。通过在电池包100上进行降噪设计，解决从车身底盘传至乘员舱的噪声隔绝问题。
需要说明的是，为起到主动阻绝噪声的效果，在不偏离本发明实质性内容的基础上，消音安装结构200的设置方式较多，只要能起到主动阻断噪音传播的效果即可。在本发明提供的技术方案中，消音安装结构200包括密封环220及消音板230；密封环220安装至电池包100下端面上，消音板230安装至密封环220的下端面，其中，密封环220设于消音板230的周缘，以与消音板230共同形成消音槽210，消音孔设于消音板230。
需要说明的是，本发明的技术方案中，主要采用了亥姆霍兹共振原理，亥姆霍兹共振指的是空气在一个腔中的共振现象，例如在一个空瓶子的瓶口吹气引起的共振。将亥姆霍兹共振原理与电池包设计相结合，通过将电池包下箱体设计为消音板230结构，利用共振吸声原理，能够在车辆高速行驶过程中，降低从车身底盘处传至乘员舱的噪声。
进一步需要说明的是，电池包包括电池包本体110以及设于电池包本体110下端面上的环形连接板120，密封环220安装至环形连接板120上。环形连接板120可使得密封环220的安装更加稳定，进而使得降噪效果更好。
更进一步地，电池包本体110包括下箱体及上盖板；下箱体形成有一上端开口的容置腔，上盖板安装至下箱体的上端，呈遮蔽容置腔的开口设置；其中，密封环220安装至下箱体的下端面上。这样可进一步阻绝噪声传播，提升降噪效果，优化驾乘体验。
本发明还提供一种电池包结构的成型方法，所述电池包结构包括电池包以及设于所述电池包的下端面上的消音安装结构，消音安装结构上形成有共振腔，共振腔的底壁面设有消音孔；
电池包结构的成型方法包括以下步骤：
S10、确定消音安装结构的共振消音频率；
S20、根据共振消音频率选择共振腔的型腔参数以及消音孔的设置参数。
具体地，步骤S10、所述确定消音安装结构的共振消音频率的步骤包括：
S100、获得电池包使用环境中的噪声频段；
S110、确定噪声频段中峰值最高的频率为共振消音频率。
更具体地，型腔参数包括型腔的长度参数、宽度参数和高度参数；和/或，
所述消音孔的设置参数包括孔径参数、孔长参数和数量参数。
并且，根据共振消音频率确定共振腔的型腔参数以及消音孔的设置参数，满足下列计算公式：
Figure BDA0003029490630000061
其中，f为共振腔的共振频率，c0为声速，n为共振腔开口数量、d为共振腔开口直径、l为开口深度、S为共振腔容积、H为共振腔的深度。
以下阐述本发明涉及的公式推导过程：
根据亥姆霍兹共振吸声原理：
可参见图1中a图，空腔中的声阻抗为：
Figure BDA0003029490630000062
Figure BDA0003029490630000063
其中：
ZV——声阻抗 CA——声顺(与电路中的电容似)；
KA——声劲(类似于弹簧的弹性系数) V——板后空腔体积
ρ0——空腔中的空气密度 c0——声速
由图1中b图，短管处的声阻抗为：
Zl＝jωMA (3)
Figure BDA0003029490630000071
其中：
Zl——声阻抗(与电路中的电感类似) MA——声质量
ρ0——空腔中的空气密度 l——短管的长度
S——短管的截面积。
空腔中具有空气，因此整个空腔便如同一个空气弹簧，空腔具有声顺CA(与电路中的电容类似)，因此声顺又可以称为声容，其与声劲KA(类似于弹簧的弹性系数K)成倒数关系；亥姆霍兹共振器短管处的空气柱便如同声质量MA；因此声质量-空气弹簧系统就组成了一个等效声学振动系统，其等效振动系统如图(b)所示的单自由度振动系统，该振动系统共振频率为：
Figure BDA0003029490630000072
联立(2)(4)(5)可得，亥姆霍兹共振器吸声频率为：
Figure BDA0003029490630000073
当入射的声音频率为f＝f0时，亥姆霍兹共振器发生共振，吸声系数达到最大值。
可参见图2，定义消音板结构参数：消音孔数n、消音板孔径d、消音板板厚l(定为1mm)；板后空腔参数：空腔长度L、空腔宽度B，空腔深度H由几何关系知圆柱形空腔截面面积为：
S＝B*L*H (7)
由(2)(4)(6)(7)，得穿孔板共振吸声结构共振频率为：
Figure BDA0003029490630000074
穿孔板共振吸声结构共振频率f即可确定。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池包结构，其特征在于，包括：
电池包；以及，
消音安装结构，形成有上端开口的消音槽，所述消音槽的底壁设有消音孔，所述消音安装结构的上端抵接于所述电池包的下端面，以封闭所述消音槽形成共振腔。
2.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于，所述消音安装结构包括：
密封环，安装至所述电池包下端面上；以及，
消音板，安装至所述密封环的下端面；
其中，所述密封环设于所述消音板的周缘，以与所述消音板共同形成所述消音槽；
所述消音孔设于所述消音板。
3.如权利要求2所述的电池包结构，其特征在于，所述电池包包括电池包本体以及设于所述电池包本体下端面上的环形连接板；
所述密封环安装至所述环形连接板上。
4.如权利要求3所述的电池包结构，其特征在于，所述环形连接板、所述密封环以及所述消音板之间设置有可拆卸连接结构。
5.如权利要求4所述的电池包结构，其特征在于，所述环形连接板的下端形成有弯折边，所述弯折边上贯设有多个连接孔；
所述密封环上对应多个所述连接孔设置有过孔
所述消音板上对应多个所述连接孔设有多个螺纹孔；
所述电池包结构还包括多个连接螺栓，多个所述连接螺栓的螺纹段对应穿设于多个所述连接孔以及所述过孔中，且对应螺纹连接至多个所述螺纹孔内，以形成所述可拆卸连接结构。
6.如权利要求3所述的电池包结构，其特征在于，所述电池包本体包括：
下箱体，形成有一上端开口的容置腔；以及，
上盖板，安装至所述下箱体的上端，呈遮蔽所述容置腔的开口设置；
其中，所述密封环安装至所述下箱体的下端面上。
7.一种电池包结构的成型方法，其特征在于，所述电池包结构包括电池包以及设于所述电池包的下端面上的消音安装结构，所述消音安装结构上形成有共振腔，所述共振腔的底壁面设有消音孔；
所述电池包结构的成型方法包括以下步骤：
确定所述消音安装结构的共振消音频率；
根据所述共振消音频率选择所述共振腔的型腔参数以及所述消音孔的设置参数。
8.如权利要求7所述的电池包结构的成型方法，其特征在于，所述确定所述消音安装结构的共振消音频率的步骤包括：
获得所述电池包使用环境中的噪声频段；
确定所述噪声频段中峰值最高的频率为共振消音频率。
9.如权利要求7所述的电池包结构的成型方法，其特征在于，所述型腔参数包括型腔的长度参数、宽度参数和高度参数；和/或，
所述消音孔的设置参数包括孔径参数、孔长参数和数量参数。
10.如权利要求9所述的电池包结构的成型方法，其特征在于，所述根据所述共振消音频率确定所述共振腔的型腔参数以及所述消音孔的设置参数，满足下列计算公式：
Figure FDA0003029490620000021
其中，f为共振腔的共振频率，c0为声速，n为共振腔开口数量、d为共振腔开口直径、l为开口深度、S为共振腔容积、H为共振腔的深度。
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