CN113972426B - 一种新能源汽车电池保护罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源汽车电池防护技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池保护罩，包括电池箱和与汽车底盘固定连接的保护箱，保护箱包括侧板和底板，底板上设置滑柱，底板上方设置缓冲板，缓冲板与底板之间竖直设置第一弹簧，缓冲板上方水平设置承托板，承托板缓冲板与承托板之间竖直设置多个连接柱，侧板内设置空腔，空腔内盛装有非牛顿流体，侧板端面上设置第二通孔和减震筒，减震筒上设置推杆，推杆的外端固定连接推板，推板与电池箱的侧壁外表面接触。本方案的一种新能源汽车电池保护罩具有对电池的多重缓冲减震作用和在汽车碰撞事故中有效保护新能源汽车的动力电池。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池防护技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池保护罩。
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，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术及新结构的汽车。
现有的新能源汽车多是完全使用电池作为能量源驱动汽车行驶，相比于传统汽车，电动汽车在碰撞中的特殊性体现在高能量、大质量的动力电池在碰撞中受到挤压损伤时可能会引起起火、爆炸；在电动汽车的电池安装中，电池一般安装在汽车的底盘上，电池箱在安装过程中需要考虑到电池的使用寿命，通常需要采用一定的减震手段对电池箱进行防护，由于汽车在发生碰撞时，车身框架产生变形后，很容易造成车身框架对动力电池的由侧面挤压，以至发生内部短路甚至起火爆炸的危险。
现在的电池箱的避免撞击的方法，通常是增加电池箱外壳自身的强度，但是材料的强度本身使用上限的，而且强度越高，成本也就越昂贵，此外电池箱由于在使用时都是固定在底盘上，这就导致在车身受到撞击产生变形后，很大可能上会造成电池箱的变形，进而发生危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车电池保护罩，以对电动车的电池进行减震和防止汽车发生碰撞事故时电池侧面受挤压和撞击而产生电池爆炸的危险。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：
一种新能源汽车电池保护罩，包括上端开口的保护箱和位于保护箱内用于容纳电池组的电池箱，所述保护箱包括竖直设置的侧板和与所述侧板可拆卸连接的水平设置的底板，所述保护箱的上端与汽车底盘固定连接；
所述底板的四角处竖直固定连接滑柱，保护箱内水平设置缓冲板，所述缓冲板上设置与所述滑柱滑动配合的第一通孔，滑柱上端可拆卸连接防止缓冲板向上移动脱离滑柱的限位板，缓冲板与底板之间竖直设置第一弹簧，第一弹簧的两端分别与底板和缓冲板接触，缓冲板上表面沿车体长度方向贯穿设置多个相互平行的第一T型槽；
缓冲板上方水平设置承托板，所述承托板的下表面沿车体宽度方向贯穿设置多个相互平行的第二T型槽，缓冲板与承托板之间竖直设置多个连接柱，所述连接柱的上端设置为与所述第二T型槽滑动连接的第二T型杆，所述连接柱的下端设置为与所述第一T型槽滑动连接的第一T型杆；
所述电池箱设置于所述承托板上与承托板可拆卸连接；
所述侧板内设置空腔，所述空腔内盛装有非牛顿流体，所述朝向所述电池箱的侧板端面上设置将所述空腔与空腔外部空间连通的第二通孔，所述非牛顿流体具有受快速冲击时粘稠度增加无法流动的特性，第二通孔内密封滑动连接减震筒，所述减震筒两端封闭，空腔内水平设置第二弹簧，所述第二弹簧的一端与减震筒位于空腔内的一端固定连接，第二弹簧的另一端与侧板固定连接，所述减震筒靠近所述电池箱的一端与减震筒同轴设置推杆，所述推杆的一端位于所述减震筒的内腔内，推杆的另一端为外端位于减震筒外，推杆与减震筒密封滑动连接，减震筒内水平设置第三弹簧，所述第三弹簧的一端与推杆固定连接，第三弹簧的另一端与减震筒靠近第二弹簧的底部固定连接，推杆的外端竖直固定连接推板，所述推板与所述电池箱的侧壁外表面接触。
本方案一种新能源汽车电池保护罩的基础方案的原理和有益效果在于：
使用时将新能源汽车电池放在电池箱内与电池箱固定连接，由于缓冲板和承托板上分别设置有在水平方向上空间相互垂直的第一T型槽和第二T型槽，缓冲板与承托板通过连接柱滑动连接，因此电池箱可以相对于汽车底盘在前、后、左、右四个方向移动。
空腔中盛装有非牛顿流体并留有一定空间使得减震筒可以移动挤压非牛顿流体并深入空腔内，第二弹簧和位于空腔内的减震筒浸没在空腔内的非牛顿流体中，当新能源汽车行驶中产生颠簸或晃动时，第一弹簧对上下方向振动的电池箱进行减震缓冲，当汽车颠簸或晃动使电池箱向靠近某一减震筒方向移动时，电池箱的移动通过推杆作用在第三弹簧上使第三弹簧推动减震筒伸入空腔里挤压非牛顿流体和第二弹簧，新能源汽车正常行驶中由于路况变化发生不同方向上的颠簸和晃动时，在第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和非牛顿流体的作用下对电池进行汽车正常行驶中的减震，延长电池使用寿命。
当新能源汽车发生碰撞事故导致外物由保护箱外部快速撞击和挤压保护箱使得侧板产生变形时，空腔内受到快速冲击和挤压的非牛顿流体瞬间变硬形成一块硬板使得整个侧板的强度瞬间增加，有效防止侧板的继续变形挤压电池箱里的电池。
与现有的技术相比，本发明的基础方案至少具有以下有益效果：
1.本基础方案通过设置第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和粘稠度可变的非牛顿流体来对电池进行多方位的多重缓冲减震，有效减小新能源汽车正常行驶中的颠簸和晃动对电池造成的震动伤害。
2.本装置的侧板内的非牛顿流体在物体与侧板发生撞击瞬间变成坚硬固体充满侧板内腔，提高了整块侧板的强度使得侧板的抗冲击能力和抗变形能力提高，有效保护电池不被挤压。
进一步，所述减震筒包括同轴设置的外筒和内筒，所述内筒的两端开口，内筒的两端分别与外筒两端的内底面密封固定连接，所述推杆伸入减震筒的一端和所述第三弹簧均位于所述内筒内，所述内筒的侧壁上设置多个将内筒内腔与内筒外部空间连通的溢流孔，减震筒内盛装电流变液，所述电流变液具有当其所处环境的电场由弱变强时，电流变液的粘稠度越来越大直至变为固态、电流变液的粘稠度变化速率与电场变化速率正比的特性，减震筒内电流变液的盛装量为将所述内筒浸没并在减震筒内留有一定空间，所述减震筒的侧壁内与减震筒同轴设置金属筒，所述推杆内与推杆同轴设置电极棒，所述金属筒与新能源汽车电池的一电极电连接，所述电极棒与新能源汽车电池的另一电极电连接。
当推杆受电池箱的移动挤压伸入内筒内腔时，内筒内的电流变液受推杆挤压后通过溢流孔留到内筒外部使得推杆能继续伸入内筒内，当推杆伸入减震筒内的长度越长时，电极棒与金属片之间在减震筒直径方向上的投影重合面积越大，因此电极棒与金属片之间的电场强度越强，电流变液的粘稠度变得越来越大使得电流变液越难通过溢流孔流出内筒外，进而推杆继续移动伸入内筒内的阻力变得越来越大，这样通过设置多重和弹力变化的缓冲提高对电池的有效保护。
进一步，在减震筒上设置将减震筒内无电流变液的空间与减震筒外部空间连通的排气孔，减震筒外表面固定连接与所述排气孔连通的弹性气囊。
当推杆移动伸入减震筒内挤压电流变液和减震筒内的气体时，减震筒内的气体由排气道进入弹性气囊内暂存。
进一步，保护箱的底板上固定连接电动缸，所述侧板上设置与所述电动缸的伸缩杆配合的插孔，所述推板朝向所述电池箱的端面上设置压力传感器，所述压力传感器与所述电动缸电信连接用于控制所述电动缸动作。
新能源汽车正常使用状况时，电动缸的伸缩杆伸出并插入插孔里，底板被固定在侧板上，当新能源汽车发生的碰撞过于激烈导致侧板变形过大时，侧板的变形过大使得推板与电池箱间的压力增大，当推板与电池箱间的压力增大到压力传感器设定的阈值时，压力传感器向电动缸传递信号使电动缸动作将伸缩杆收缩脱离插孔，底板连同电池箱掉落脱离新能源汽车，防止电池被挤压产生爆炸。
进一步，所述金属筒表面和所述电极棒表面均设置绝缘层。
进一步，在所述底板上设置凹槽，所述电动缸设置在所述凹槽内与底板固定连接，
进一步，为防止电池箱与推板硬接触，在推板朝向电池箱的端面上设置橡胶层。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图方向结构示意图。
图2为本发明实施例的俯视图。
图3为图1中A-A剖视图。
图4为图1中A部放大图。
图5为图1中B部放大图。
图6为俯视图方向底板布置图。
图7为俯视图方向缓冲板布置图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：汽车底盘10、侧板20、空腔201、非牛顿流体202、第二通孔203、第二弹簧204、底板30、滑柱301、缓冲板302、第一通孔303、限位板304、第一弹簧305、第一T型槽306、承托板307、第二T型槽308、连接柱309、第二T型杆3091、第一T型杆3092、凹槽3010、电池箱40、减震筒50、推杆501、第三弹簧502、外筒503、内筒504、溢流孔505、电流变液506、金属筒507、电极棒508、排气孔509、弹性气囊5010、插孔5011、推板60、电动缸70、伸缩杆701、压力传感器80。
实施例，一种新能源汽车电池保护罩，如图1、图2所示，包括上端开口的保护箱和位于保护箱内用于容纳电池组的电池箱40，电池箱40为与新能源汽车电池组向配合的方形体，保护箱呈与电池箱40相适应的方形体，保护箱的上端与汽车底盘10固定连接，保护箱包括竖直设置的侧板20和水平设置的底板30。如图6所示，靠近底板30的四角处分别设置凹槽3010，凹槽3010内固定连接电动缸70，电动缸70外接电源，电动缸70的伸缩杆701沿新能源汽车的宽度方向水平设置，在保护箱的侧板20上设置与电动缸70的伸缩杆701配合的插孔5011，电动缸70的伸缩杆701穿过底板30插入插孔5011内使得底板30与侧板20固定在侧板20上。
结合图2、图5、图6、图7，底板30的四角处均竖直固定连接滑柱301，保护箱内水平设置缓冲板302，缓冲板302设置于底板30上方，缓冲板302上设置与滑柱301滑动配合的第一通孔303，滑柱301上端设置有外螺纹，滑柱301上端螺纹连接有防止缓冲板302向上移动脱离滑柱301的限位板304，缓冲板302与底板30之间竖直设置多个第一弹簧305，第一弹簧305的两端分别与底板30和缓冲板302接触，缓冲板302上表面沿车体长度方向贯穿设置两个相互平行的第一T型槽306；
结合图1、图3、图5，缓冲板302上方水平设置承托板307，承托板307的下表面沿车体宽度方向贯穿设置两个相互平行的第二T型槽308，缓冲板302与承托板307之间竖直设置连接柱309，每个第一T型槽306里均设置2个连接柱309，连接柱309的上端设置为与第二T型槽308滑动连接的第二T型杆3091，连接柱309的下端设置为与第一T型槽306滑动连接的第一T型杆3092，电池箱40设置于承托板307上与承托板307螺栓连接，通过连接柱309的连接，承托板307连同电池箱40可相对缓冲板302在新能源汽车的长度和宽度方向移动但不能向上脱离缓冲板302。
结合图1、图4，侧板20内设置空腔201，空腔201内盛装有非牛顿流体202，非牛顿流体202具有受快速冲击时粘稠度增加无法流动的特性，当对非牛顿流体202缓慢施加外力时，非牛顿流体202具有液体的流动性，空腔201内没有完全充满非牛顿流体202，在空腔201内上方留有容非牛顿流体202在受外力缓慢挤压时可流动变形的空间。
结合图1、图4，朝向电池箱40的侧板20端面上设置将空腔201与空腔201外部空间连通的第二通孔203，第二通孔203内密封滑动连接圆筒形的减震筒50，减震筒50的两端封闭，减震筒50的一端位于空腔201内，减震筒50的另一端位于空腔201外，空腔201内水平设置第二弹簧204，第二弹簧204的一端与减震筒50位于空腔201内的一端固定连接，第二弹簧204的另一端与侧板20固定连接，第二弹簧204和减震筒50位于空腔201内的一端均浸没在非牛顿流体202里。
如图4所示，减震筒50包括同轴设置的外筒503和内筒504，内筒504的两端开口，内筒504的两端分别与外筒503两端的内底面密封固定连接，内筒504的侧壁上设置多个将内筒504内腔与内筒504外部空间连通的溢流孔505，减震筒50内盛装电流变液506，电流变液506是一种由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体，电流变液506具有当其所处的环境的电场由弱变强时，电流变液506的粘稠度越来越大直至变为固态、电流变液506的粘稠度变化速率与电场变化速率正比的特性，减震筒50内的电流变液506的盛装量为将内筒504浸没并在减震筒50内部上方留有一定的无电流变液506空间，减震筒50上设置将减震筒50内无电流变液506的空间与减震筒50外部空间连通的排气孔509，减震筒50外表面固定连接与排气孔509连通的弹性气囊5010。
减震筒50靠近电池箱40的一端与减震筒50同轴设置推杆501，推杆501的一端位于内筒504内，推杆501的另一端为外端位于减震筒50外，推杆501与减震筒50密封滑动连接，内筒504内水平设置第三弹簧502，第三弹簧502的一端与推杆501固定连接，第三弹簧502的另一端与减震筒50靠近第二弹簧204的底部固定连接，推杆501的外端竖直固定连接推板60，推板60与电池箱40的侧壁外表面接触，推板60朝向电池箱40的端面上设置橡胶层，推板60朝向电池箱40的端面上固定连接压力传感器80，电动缸70上设置有可接收压力传感器80的电信号并控制电动缸70动作的控制器，压力传感器80与电动缸70上的控制器电信连接。
如图4，外筒503的侧壁内与外筒503同轴设置金属筒507，推杆501内与推杆501同轴设置电极棒508，金属筒507和电极棒508均由导电金属制成，优选由铜制成，金属筒507的表面和电极棒508的表面均设置绝缘层，金属筒507与新能源汽车电池的一电极电连接，电极棒508与新能源汽车电池的另一电极电连接。
与现有的技术相比，本发明方案至少具有以下有益效果：
1.本基础方案通过设置第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、粘稠度可变的非牛顿流体和根据电场变化对推杆产生不同的移动阻力来对电池进行多方位的多重缓冲减震，有效减小新能源汽车正常行驶中的颠簸和晃动对电池造成的震动伤害。
2.本装置的侧板内的非牛顿流体在物体与侧板发生撞击瞬间变成坚硬固体充满侧板内腔，提高了整块侧板的强度使得侧板的抗冲击能力和抗变形能力提高，有效保护电池不被挤压。
3.本方案在新能源汽车发生激烈碰撞事故使得侧板产生较大变形挤压电池组时底板与保护箱脱离侧板脱离，进而使得电池组与车体脱离防止电池组进一步被挤压爆炸，提高安全性。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.一种新能源汽车电池保护罩，包括上端开口的保护箱和位于保护箱内用于容纳电池组的电池箱，所述保护箱包括竖直设置的侧板和与所述侧板可拆卸连接的水平设置的底板，所述保护箱的上端与汽车底盘固定连接，其特征在于：
所述底板的四角处竖直固定连接滑柱，保护箱内水平设置缓冲板，所述缓冲板上设置与所述滑柱滑动配合的第一通孔，滑柱上端可拆卸连接防止缓冲板向上移动脱离滑柱的限位板，缓冲板与底板之间竖直设置第一弹簧，第一弹簧的两端分别与底板和缓冲板接触，缓冲板上表面沿车体长度方向贯穿设置多个相互平行的第一T型槽；
缓冲板上方水平设置承托板，所述承托板的下表面沿车体宽度方向贯穿设置多个相互平行的第二T型槽，缓冲板与承托板之间竖直设置多个连接柱，所述连接柱的上端设置为与所述第二T型槽滑动连接的第二T型杆，所述连接柱的下端设置为与所述第一T型槽滑动连接的第一T型杆；
所述电池箱设置于所述承托板上与承托板可拆卸连接；
所述侧板内设置空腔，所述空腔内盛装有非牛顿流体，朝向所述电池箱的侧板端面上设置将所述空腔与空腔外部空间连通的第二通孔，所述非牛顿流体具有受快速冲击时粘稠度增加无法流动的特性，第二通孔内密封滑动连接减震筒，所述减震筒两端封闭，空腔内水平设置第二弹簧，所述第二弹簧的一端与减震筒位于空腔内的一端固定连接，第二弹簧的另一端与侧板固定连接，所述减震筒靠近所述电池箱的一端与减震筒同轴设置推杆，所述推杆的一端位于所述减震筒的内腔内，推杆的另一端为外端位于减震筒外，推杆与减震筒密封滑动连接，减震筒内水平设置第三弹簧，所述第三弹簧的一端与推杆固定连接，第三弹簧的另一端与减震筒靠近第二弹簧的底部固定连接，推杆的外端竖直固定连接推板，所述推板与所述电池箱的侧壁外表面接触。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池保护罩，其特征在于：所述减震筒包括同轴设置的外筒和内筒，所述内筒的两端开口，内筒的两端分别与外筒两端的内底面密封固定连接，所述推杆伸入减震筒的一端和所述第三弹簧均位于所述内筒内，所述内筒的侧壁上设置多个将内筒内腔与内筒外部空间连通的溢流孔，减震筒内盛装电流变液，所述电流变液具有当其所处环境的电场由弱变强时，电流变液的粘稠度越来越大直至变为固态、电流变液的粘稠度变化速率与电场变化速率正比的特性，减震筒内电流变液的盛装量为将所述内筒浸没并在减震筒内留有一定空间，所述外筒的侧壁内与外筒同轴设置金属筒，所述推杆内与推杆同轴设置电极棒，所述金属筒与新能源汽车电池的一电极电连接，所述电极棒与新能源汽车电池的另一电极电连接。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车电池保护罩，其特征在于：在减震筒上设置将减震筒内无电流变液的空间与减震筒外部空间连通的排气孔，减震筒外表面固定连接与所述排气孔连通的弹性气囊。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车电池保护罩，其特征在于：保护箱的底板上固定连接电动缸，所述侧板上设置与所述电动缸的伸缩杆配合的插孔，所述推板朝向所述电池箱的端面上设置压力传感器，所述压力传感器与所述电动缸电信连接用于控制所述电动缸动作。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车电池保护罩，其特征在于：所述金属筒表面和所述电极棒表面均设置绝缘层。
6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车电池保护罩，其特征在于：在所述底板上设置凹槽，所述电动缸设置在所述凹槽内与底板固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车电池保护罩，其特征在于：推板朝向电池箱的端面上设置橡胶层。
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