CN114069133A - 一种基于负泊松比的双重减震电动车电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于负泊松比的双重减震电动车电池，涉及汽车技术领域，采用了两级减震措施，第一级缓震为负泊松比结构填充带来的吸震效果，第二级缓震措施在于电池的四周加装减震机构，双重减震使得减震效果更为突出，以使得动力电池在受到冲击后仍能安全运行，防止电池包和电池模组受损，有利于延长动力电池寿命，增强电动车安全性。

Description

一种基于负泊松比的双重减震电动车电池
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于负泊松比的双重减震电动车电池。
背景技术
随着社会逐步发展，人们对环保的认知也在逐步深化。新能源汽车逐渐成为人们的主要交通工具，电动车使用率也有较大提升。随着电动车使用率逐步提升，电动车安全防护也逐渐受到重视。对于电动车来说，最重要的是保护电池包，这是电动车的动力源，如果没有了电池，电动车就无法正常运转。因此，电池的减震保护尤为重要。
在行驶过程中，由于路面不平或操作技术原因，电动车易出现颠簸，导致震荡；而当车辆前舱遭遇碰撞时，会产生较大的冲击力，会影响电池包的稳定性，引起电池包和电池模组受损，严重时可能发生危险。
发明内容
本发明针对上述新能源汽车动力电池抗震性的问题，提供一种基于负泊松比的双重减震电动车电池，采用了两级减震措施，第一级缓震为负泊松比结构填充带来的吸震效果，第二级缓震措施在于电池的四周加装减震机构，双重减震使得减震效果更为突出，以使得动力电池在受到冲击后仍能安全运行，防止电池包和电池模组受损，有利于延长动力电池寿命，增强电动车安全性。
为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于负泊松比的双重减震电动车电池，包括电池本体、负泊松比材料填充层、减震机构、电池壳体、盖板、缓冲垫；所述电池本体装在电池壳体内，所述电池本体的四周和底部加装减震机构，所述减震机构直接焊接在电池壳体上；所述电池壳体内部四壁和底部有负泊松比材料填充层，所述电池壳体顶部设有卡环，所述盖板设置在电池壳体顶部通过所述卡环限制位置，所述盖板外侧套有橡胶垫圈，所述电池本体顶部与所述盖板之间放置有缓冲垫。
以上所述结构中，所述电池壳体和负泊松比材料填充层通过胶粘连接，负泊松比材料填充层内部由负泊松结构组成；
所述减震机构包括挡板、支杆、套筒、横梁、水平弹簧、垂直弹簧、定位块；所述挡板的中部设有一个圆形铰链，两个倾斜放置的支杆顶端通过圆形铰链与挡板连接，两个支杆呈对称布置，所述每个支杆的底端分别连接有套筒，所述套筒的内部存在孔洞，所述套筒内部有横梁通过，所述横梁的左右两端设置有定位块，所述两个定位块对称设置；所述定位块和套筒之间套有水平弹簧，，所述定位块的顶部与所述垂直弹簧底部固连，所述垂直弹簧顶部与挡板固连接；所述电池本体通过挡板与减震机构接触。
所述定位块为左右对称布置，所述支杆为左右对称布置，所述套筒为左右对称布置，所述水平弹簧为左右对称布置，所述垂直弹簧为左右对称布置；
所述挡板与支杆通过圆柱铰链连接、套筒与支杆通过圆柱铰链连接；
所述套筒与定位块之间通过弹簧连接，所述挡板和定位块通过弹簧连接，所有弹簧两端均通过焊接的方式固定；
所述盖板外侧套有橡胶垫圈，从而实现箱体的密封；所述缓冲垫为与电池壳体内部同样大小的平整板块，四个角与电池壳体底板通过胶水固连。
有益效果：本发明提供了一种基于负泊松比的双重减震电动车电池，与现有技术相比，具有以下效果：
1 .采用吸能效果好的负泊松比材料作为填充，不仅能在电池壳体产生剧烈晃动时通过其吸能效果进行减震，同时能在壳体遭受到破坏性变形时一定程度上减小破坏造成的形变；
2 . 减震方案采用了两级减震措施，第一级缓震为负泊松比结构填充带来的吸震效果，第二级缓震为电池内部加装的减震机构，双重减震使得减震效果更为突出；
3 . 电池本体顶部设有橡胶缓冲垫，所述橡胶缓冲垫为与电池壳体内部同样大小的平整板块，有效实现垂直方向减震；
4 . 减震机构在受到冲击后，通过在定位块与套筒之间的水平弹簧，达到第一层缓冲作用，通过在挡板和定位块之间设置垂直弹簧，达到第二层缓冲作用，大大提高了减震效果。
附图说明
图1是本发明实施例的电池箱内部结构图；
图中：1橡胶垫圈、2卡环、3负泊松比材料填充层、4减震装置、5电池壳体、6缓冲垫、7电池本体、8盖板。
图2是本发明实施例的减震机构结构示意图；
图中：41挡板、42定位块、43横梁、44套筒、45水平弹簧、46垂直弹簧、47支杆。
图3为负泊松比晶胞结构图；
图4为负泊松比二维排布图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示，一种基于负泊松比的双重减震电动车电池，包括电池本体、负泊松比材料填充层、减震装置、电池壳体、盖板、缓冲垫；电池本体在电池壳体内，电池本体左右以及前后和底部有平直的挡板，通过挡板与减震机构接触，挡板的底部的中间设置有钢制圆柱铰链，两侧存在倾斜放置的支杆并与钢制圆柱铰链固连，支杆对称布置且可以绕铰链转动，支杆的底端通过套筒上部的钢制圆柱铰链连接，并可以绕铰链转动，套筒的内部钻有通孔，横梁贯穿通孔并与套筒间隙配合，横梁的左右两端与定位块焊接，定位块和套筒之间的横梁上套有水平弹簧，定位块为左右对称布置，定位块的底部焊接在电池壳体壁面上，定位块的上部焊接有垂直弹簧，弹簧上部通过焊接与挡板固连。
电池壳体由内设置有负泊松比材料填充层，两者之间通过胶粘连接，在受到冲击时，由于负泊松比材料填充层的孔状结构及负泊松比特性，能够很好的抵抗来自外界的冲击。图3和图4为本发明所选用的负泊松比结构及其二维排布图。
所述定位块为左右对称布置，所述支杆为左右对称布置，所述套筒为左右对称布置，所述水平弹簧为左右对称布置，所述垂直弹簧为左右对称布置。
所述挡板与支杆通过圆柱铰链连接、套筒与支杆通过圆柱铰链连接。
所述套筒与定位块之间通过弹簧连接，在受到冲击时达到一级缓冲作用，所述挡板和定位块通过弹簧连接，所有弹簧两端均通过焊接的方式固定，在受到冲击时达到二级缓冲作用。
在电池壳体顶部设有卡环，盖板通过卡环限制位置，盖板外侧套有橡胶垫圈，从而实现箱体的密封，电池本体顶部放置有缓冲垫，所述缓冲垫为与电池壳体内部同样大小的平整板块，四个角与电池壳体底板通过胶水固连，实现垂直方向的减震；
当车身由于道路颠簸、急加减速而剧烈晃动时，电池箱体内两级吸震结构将较好的起到缓震作用。由于负泊松比材料优良的吸能效果，在电池箱体受到撞击、挤压时，能够一定程度上保护箱体内的电池模组，有效地降低了电池的冲击，保证了电池的正常工作。
以上内容为本发明的优选实施方式，且在本技术领域内的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，可以做出适当改进，这些改进也应视作本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，包括电池本体、负泊松比材料填充层、减震机构、电池壳体、盖板、缓冲垫；所述电池本体装在电池壳体内，所述电池本体的四周和底部加装减震机构，所述减震机构固定连接在电池壳体上；所述电池壳体内部四壁和底部有负泊松比材料填充层，所述电池壳体顶部设有卡环，所述盖板设置在所述电池壳体顶部通过所述卡环限制位置，所述盖板外侧套有橡胶垫圈，所述电池本体顶部与所述盖板之间放置有缓冲垫。
2.根据权利要求1所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所述电池壳体和负泊松比材料填充层通过胶粘连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所述负泊松比材料填充层由负泊松结构组成。
4.根据权利要求1所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所述减震机构包括挡板、支杆、套筒、横梁、水平弹簧、垂直弹簧、定位块；所述挡板的中部设有圆形铰链，两个倾斜放置的支杆顶端通过圆形铰链与挡板连接，两个支杆呈对称布置，所述每个支杆的底端分别连接有套筒，所述套筒的内部存在孔洞，所述套筒内部有横梁通过，所述横梁的左右两端设置有定位块，所述两个定位块对称设置；所述定位块和套筒之间套有水平弹簧，所述定位块与挡板之间设置有垂直弹簧。
5.根据权利要求4所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所述定位块为左右对称布置，所述套筒为左右对称布置，所述水平弹簧为左右对称布置，所述垂直弹簧为左右对称布置。
6.根据权利要求4所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所有弹簧两端均通过焊接的方式固定。
7.根据权利要求1所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所述盖板外侧套有橡胶垫圈，从而实现箱体的密封。
8.根据权利要求1所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所述缓冲垫为与电池壳体内部同样大小的平整板块。
9.根据权利要求1或8所述的基于负泊松比的双重减震电动车电池，其特征在于，所述缓冲垫四个角与电池壳体底板通过胶水固连。
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