CN113964439A - 车辆的动力电池包与车身集成结构及车辆 - Google Patents

车辆的动力电池包与车身集成结构及车辆 Download PDF

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韩海滨
陶乃束
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Abstract

本申请涉及一种车辆的动力电池包与车身集成结构及车辆。该动力电池包与车身集成结构包括地板框架以及装配于所述地板框架的动力电池包；其中，所述动力电池包包括具有内部容纳空间的电池箱体及设于所述内部容纳空间的电芯，所述电池箱体沿车辆的高度方向具有顶板和底板，所述电芯设于所述顶板与所述底板之间；其中，所述地板框架设有开口，所述电池箱体装设于所述地板框架的所述开口处，使得所述顶板形成所述车辆的车身地板。本申请实施例提供的方案，能够减少电池箱体与车身之间的结构冗余，减轻整车重量。

Description

车辆的动力电池包与车身集成结构及车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术，尤其涉及车辆的动力电池包与车身集成结构及车辆。
背景技术
随着新能源技术的发展，电动汽车逐渐得到普及，由于电动汽车的自重是影响电动汽车续航里程的主要因素，因此，电动汽车的轻量化逐渐被越来越多汽车企业和用户所关注。
动力电池包是电动汽车的主要组成部分，相关技术中，电动汽车的动力电池包一般具有完整的上壳体和下壳体，两者组成封闭的电池箱体结构，再作为独立的整体作为整车的附件安装于整车，这样的结构导致电池箱体与车身之间存在结构冗余。
发明内容
为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种动力电池包与车身集成结构及车辆，能够降低电池箱体与车身之间的结构冗余，从而降低整车重量与成本。
本申请第一方面提供一种车辆的动力电池包与车身集成结构，包括：
地板框架以及装配于所述地板框架的动力电池包；
其中，所述动力电池包包括具有内部容纳空间的电池箱体及设于所述内部容纳空间的电芯，所述电池箱体沿车辆的高度方向具有顶板和底板，所述电芯设于所述顶板与所述底板之间；
其中，所述地板框架设有开口，所述电池箱体装设于所述地板框架的所述开口处，使得所述顶板形成所述车辆的车身地板。
在其中一个实施方式中，所述电池箱体沿所述高度方向包括彼此相对固定的上箱体和下箱体，所述上箱体具有所述顶板，所述下箱体具有所述底板，所述上箱体和所述下箱体共同限定出所述内部容纳空间；
所述下箱体固定安装于所述地板框架。
在其中一个实施方式中，所述上箱体与下箱体通过同一紧固件共同固定安装于所述地板框架；或
所述上箱体固定安装于所述下箱体，且与所述地板框架相抵接；或
所述上箱体固定安装于所述下箱体，且与所述地板框架不接触。
在其中一个实施方式中，沿所述高度方向所述顶板至少部分伸入所述开口内。
在其中一个实施方式中，所述顶板背离所述电芯的一侧设有用于安装所述车辆的乘员舱内构件的安装凸起。
在其中一个实施方式中，所述顶板设有在所述车辆的宽度方向两侧之间延伸的加强梁；
所述加强梁设于所述顶板背离所述电芯的一侧，所述加强梁上设有至少一个用于安装车身内预设构件的安装凸起。
在其中一个实施方式中，所述下箱体具有自外周壁沿水平方向延伸出的突缘，所述突缘设有多个间隔布置的连接部；
所述地板框架包括位于所述车辆的宽度方向两侧的安装梁，所述两侧的安装梁之间形成所述开口，所述安装梁的底部形成有连接面，所述下箱体在所述连接部处通过紧固件固定安装于所述地板框架，所述连接部贴紧于所述连接面。
在其中一个实施方式中，所述地板框架为钣金拼焊成型件、型材成型件、复合材料成型件或铸铝成型件；和/或，
所述下箱体为型材成型件或者铸铝成型件；和/或，
所述上箱体为钣金拼焊成型件、复合材料成型件或者铸铝成型件。
在其中一个实施方式中，所述顶板和所述底板由不同材料制成，所述顶板的材料强度高于所述底板的材料强度；和/或，
所述顶板的结构强度高于所述底板的结构强度，包括：所述顶板的厚度大于所述底板的厚度，和/或，所述顶板形成有加强结构。本申请第二方面提供一种车辆，包括：包括如上所述的动力电池包与车身集成结构。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
一些实施例中，电池箱体设于地板框架的开口处，电池箱体的顶板构成车身的地板。这样设置，无需在电池箱体的顶板之外另外设置车身地板，因而避免了电池箱体的顶板与车身地板之间的结构冗余。此外，将电池箱体与车身的地板框架直接固定，无需在地板框架之外另外设置用于安装电池箱体的纵梁或横梁，在保证电池箱体与车身之间的连接强度的同时，避免了电池箱体与车身纵横梁之间的结构冗余。因此，本申请实施例能够降低电池箱体与车身之间的结构冗余，从而降低整车重量与成本。
另外，电池箱体的顶板构成车身的地板，使得动力电池包作为整车结构件的一部分，可提高动力电池包与整车结构的集成度。并且，通过降低电池箱体与车身之间的结构冗余，可节约车辆高度方向上的空间，在整车尺寸不变的情况下，能增加动力电池包的内部容纳空间，布置更大容量的电芯，从而增加车辆续航里程。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的动力电池包的结构示意图；
图2是本申请实施例示出的地板框架的结构示意图；
图3是本申请实施例示出的动力电池包与地板框架组装后的结构示意图。
附图标记：动力电池包10；电池箱体11；上箱体111；下箱体112；顶板12；加强梁13；安装凸起14；车身20；地板框架21；开口22。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
请一并参见图1至图3，本申请一实施例提供一种车辆的动力电池包与车身集成结构，包括地板框架21以及装配于地板框架21的动力电池包10；其中，动力电池包10包括具有内部容纳空间的电池箱体11及设于内部容纳空间的电芯，电池箱体11沿车辆的高度方向具有顶板12和底板(未示出)，电芯设于顶板12与底板之间；其中，地板框架21设有开口22，电池箱体11装设于地板框架21的开口22处，使得顶板12形成车辆的车身地板。
本实施例中，电池箱体11设于地板框架21的开口22处，电池箱体11的顶板12构成车身20的地板。这样设置，无需在电池箱体的顶板之外另外设置车身地板，因而避免了电池箱体的顶板与车身地板之间的结构冗余。此外，将电池箱体11与车身20的地板框架21直接固定，无需在地板框架之外另外设置用于安装电池箱体的纵梁或横梁，在保证电池箱体11与车身20之间的连接强度的同时，避免了电池箱体与车身纵横梁之间的结构冗余。因此，本申请实施例能够降低电池箱体与车身之间的结构冗余，从而降低整车重量与成本。
另外，电池箱体11的顶板12构成车身20的地板，使得动力电池包10作为整车结构件的一部分，可提高动力电池包10与整车结构的集成度。并且，通过降低电池箱体与车身之间的结构冗余，可节约车辆高度方向上的空间，在整车尺寸不变的情况下，能增加动力电池包10的内部容纳空间，布置更大容量的电芯，从而增加车辆续航里程。
在一些实施例中，电池箱体11沿车辆高度方向包括彼此相对固定的上箱体111和下箱体112，上箱体111具有顶板12，下箱体112具有底板，上箱体111和下箱体112共同限定出内部容纳空间。电池箱体11经由下箱体112固定安装于地板框架21。这样设置后，拆卸下箱体112可实现对动力电池包10内部结构件及功能器件的维护，维护更加便捷；另外，由于电池箱体11的下箱体112和地板框架21直接固定，动力电池包10整体在车身的安装稳定性更好，可以提升整车结构强度和安全性。
另外，本实施例的技术方案对相关技术中的动力电池包的结构和车身结构改动较小的情况下可实现动力电池包和车身的集成度的提升，可充分利用原有的车身结构和动力电池包的结构，能够在对现有工艺和产线变动较小的情况下实施本申请实施例。
一些实施例中，上箱体111与下箱体112通过同一紧固件(例如螺栓、螺钉、销等)共同固定安装于地板框架21。这样的设置，通过拆装同一紧固件能同时实现对上箱体111和下箱体112的拆装，拆装更容易，维护更便捷。
一些实施例中，上箱体111固定安装于下箱体112，且与地板框架21相抵接。这样设置后，上箱体111可稳定于下箱体112和地板框架21之间，进而保证上箱体111的顶板12和地板框架21之间的位置稳定。
一些实施例中，上箱体111固定安装于下箱体112，且与地板框架21不接触。这样设置后，由于上箱体111支撑于下箱体112且与地板框架21之间没有连接力约束，上箱体111的顶板12承受载荷时，上箱体111的压力可传递至下箱体112，使得上箱体111和下箱体112彼此之间的结合稳定性更好，进而能保证上箱体111和下箱体112之间具有更好的密封性。
一些实施例中，沿车身20的高度方向，上箱体111的顶板12至少部分伸入开口22内且与地板框架21相抵接。这样可以充分利用车辆的高度空间，使得结构更为紧凑，提升了整车的空间利用率，而且，由于顶板12在开口22内和地板框架21相抵接，地板框架21对顶板12在水平方向上具有位置限定作用，提升了顶板12和地板框架21之间的连接配合的稳定性。
在其中一个实施例中，下箱体112具有自外周壁沿水平方向延伸出的突缘，突缘设有多个间隔布置的连接部(例如为连接孔或槽)；地板框架21包括位于车辆的宽度方向两侧的安装梁，两侧的安装梁之间形成开口22，安装梁的底部形成有连接面，下箱体112在连接部处通过紧固件固定安装于地板框架后，突缘的连接部贴紧于地板框架21的连接面。这样，可以保证电池箱体11对乘员舱的封闭效果。可以理解的，一些实施例中，突缘的连接部和地板框架21的连接面之间可以通过密封件或密封胶密封连接，从而提升电池箱体11对乘员舱的密封效果。
在一些实施例中，顶板12设有在车辆的宽度方向两侧之间延伸的加强梁13；加强梁13可设于顶板12背离电芯的一侧。通过设置加强梁13，使得顶板12能够作为车身结构件具有更好的载荷承受性能。另外，加强梁13提高了顶板12的沿车辆宽度方向两侧的结构强度，在车辆遭到侧碰时，加强梁13能够为车辆提供沿宽度方向的抵抗能力，降低电池箱体11及车身20被破坏的风险。
在一些实施例中，顶板12背离电芯的一侧设有至少一个用于安装乘员舱内构件的安装凸起14。通过设置安装凸起14，可以将乘员舱内内的构件(例如座椅、地毯、或线束等)直接固定于顶板12，简化了车身20的结构，减少了车身结构件的数量，降低了整车重量。
一些实施例中，乘员舱内构件至少包括座椅构件，安装凸起14至少包括座椅安装梁。一些实施例中，安装凸起14可以和顶板12一体成型，也可以通过拼焊或组装的方式固定于顶板12。
一些实施例中，顶板12上还可以设置用于固定乘员舱内地毯构件和/或线束构件的安装凸起14，可以理解的，本实施例对顶板12上设置的安装凸起14的结构及类型不作限定。
一些实施例中，安装凸起14可设于顶板12的加强梁13上，由于加强梁13的加强作用，可以提高乘员舱内构件的安装稳定性，也能避免构件(例如座椅)收到较大外力时，对顶板12造成破坏，进而提升了动力电池包10的稳定性。
本实施例中，为提高顶板12的结构强度及载荷承受能力，可以使顶板12和底板由不同材料制成，顶板12的材料强度高于底板的材料强度；或者，顶板12的结构强度高于底板的结构强度，例如，可以将顶板12的厚度设置为大于底板的厚度，也可以在顶板12形成加强结构，这样可以承受更大的载荷，避免作为地板后因受到外力导致容易产生形变，同时，由于底板具有较低的材料强度或结构强度，能够控制成本。
一些实施例中，地板框架21包括对应于车身前乘员舱设置的前安装部以及对应于车身后乘员舱设置的后安装部，顶板12的前后两侧分别对应于前安装部和后安装部设置，以形成对应于车身前乘员舱的地板和对应于车身后乘员舱的地板。这样的结构，使得车身内不同区域的地板均由上箱体111的顶板12构成，提升了整车的结构一致性及可靠性。
在一些实施例中，地板框架21为钣金拼焊成型件、型材成型件、复合材料成型件或铸铝成型件，这样，由于地板框架21为一体成型结构，其与电池箱体11相接合的部位能形成平整的平面结构，通过该平面结构能通过面接触的方式实现与电池箱体11的凸起结构的密封连接，连接稳定性更好。
一些实施例中，下箱体112为型材成型件或者铸铝成型件；或者，上箱体111为钣金拼焊成型件、复合材料成型件或者铸铝成型件。这样，当下箱体112和上箱体111与地板框架21连接时，连接部位的受力更均匀、不仅动力电池包的稳定性更好，而且，由顶板12形成的地板的结构强度也更好。
以上介绍了本申请实施例提供的动力电池于车身集成结构，相应的，本申请实施例还提供一种车辆，包括上述实施例的动力电池包与车身集成结构。可以理解的，本申请实施例的车辆可以是电动汽车，也可是混合动力汽车。
该动力电池包与车身集成结构包括：地板框架21以及装配于地板框架21的动力电池包10；其中，动力电池包10包括具有内部容纳空间的电池箱体11及设于内部容纳空间的电芯，电池箱体11沿车辆的高度方向具有顶板12和底板，电芯设于顶板12与底板之间；其中，地板框架21设有开口22，电池箱体11装设于地板框架21的开口22处，使得顶板12形成车辆的车身地板。
本实施例提供的车辆，能够降低电池箱体与车身之间的结构冗余，从而降低整车重量与成本，节约车辆高度方向上的空间；通过将动力电池包10作为整车结构件的一部分，可提高动力电池包10与整车结构的集成度。
上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种车辆的动力电池包与车身集成结构，其特征在于，包括：
地板框架以及装配于所述地板框架的动力电池包；
其中，所述动力电池包包括具有内部容纳空间的电池箱体及设于所述内部容纳空间的电芯，所述电池箱体沿车辆的高度方向具有顶板和底板，所述电芯设于所述顶板与所述底板之间；
其中，所述地板框架设有开口，所述电池箱体装设于所述地板框架的所述开口处，使得所述顶板形成所述车辆的车身地板。
2.根据权利要求1所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
所述电池箱体沿所述高度方向包括彼此相对固定的上箱体和下箱体，所述上箱体具有所述顶板，所述下箱体具有所述底板，所述上箱体和所述下箱体共同限定出所述内部容纳空间；
所述下箱体固定安装于所述地板框架。
3.根据权利要求2所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
所述上箱体与下箱体通过同一紧固件共同固定安装于所述地板框架；或
所述上箱体固定安装于所述下箱体，且与所述地板框架相抵接；或
所述上箱体固定安装于所述下箱体，且与所述地板框架不接触。
4.根据权利要求3所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
沿所述高度方向，所述顶板至少部分伸入所述开口内。
5.根据权利要求2所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
所述顶板背离所述电芯的一侧设有用于安装所述车辆的乘员舱内构件的安装凸起。
6.根据权利要求2所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
所述顶板设有在所述车辆的宽度方向两侧之间延伸的加强梁；
所述加强梁设于所述顶板背离所述电芯的一侧，所述加强梁上设有至少一个用于安装车身内预设构件的安装凸起。
7.根据权利要求2至6任一项所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
所述下箱体具有自外周壁沿水平方向延伸出的突缘，所述突缘设有多个间隔布置的连接部；
所述地板框架包括位于所述车辆的宽度方向两侧的安装梁，所述两侧的安装梁之间形成所述开口，所述安装梁的底部形成有连接面，所述下箱体在所述连接部处通过紧固件固定安装于所述地板框架，所述连接部贴紧于所述连接面。
8.根据权利要求2-6任一项所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
所述地板框架为钣金拼焊成型件、型材成型件、复合材料成型件或铸铝成型件；和/或，
所述下箱体为型材成型件或者铸铝成型件；和/或，
所述上箱体为钣金拼焊成型件、复合材料成型件或者铸铝成型件。
9.根据权利要求2-6任一项所述的动力电池包与车身集成结构，其特征在于：
所述顶板和所述底板由不同材料制成，所述顶板的材料强度高于所述底板的材料强度；和/或，
所述顶板的结构强度高于所述底板的结构强度，包括：所述顶板的厚度大于所述底板的厚度，和/或，所述顶板形成有加强结构。
10.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的动力电池包与车身集成结构。
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