CN114261268A - 一种新能源车车身与电池包集成结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源车车身与电池包集成结构，包括下车体，下车体内集成设有电池安装空腔，电池安装空腔前部设有前舱总成，电池安装空腔的后部设有后地板总成，电池安装空腔的两侧分别设有左门槛和右门槛，电池安装空腔的底部设有底板总成，电池安装空腔上端设有上盖总成；左门槛、右门槛、前舱总成后部结构和后地板前部结构的侧面均设置密封面结构，左门槛、右门槛、前舱总成后部结构和后地板前部结构对应的密封面结构连续接触设置，连续的密封面结构围绕电池安装空腔一周形成一圈水平密封面；上盖板与水平密封面之间设于密封胶条。本发明的好处是提升结构效率，实现减重降本；提升整车续航里程；降低车高；提升车体弯曲和扭转刚度性能。

Description

一种新能源车车身与电池包集成结构

技术领域

本申请涉及新能源车技术领域，尤其涉及一种新能源车车身与电池包集成结构。

背景技术

当前，纯电动车电池包总成和车身分属两个不同的整车子模块。如专利号CN202110084978和专利号CN2020116360977公开的发明专利，电池模组及附件安装在电池箱体内构成电池包总成，电池包总成通过螺栓固定在车身地板下方。现有技术中，出于电池防护考虑，模组与电池箱体四周以及电池包总成与车体四周除固定点外都留有安全空间。这种电池包内以及整车结构上的预留的安全空间减少了电池模组的有效布置空间，导致人机布置困难，车身高度增加。此外电池包箱体侧面结构主要作用为电池模组防护、密封功能，与用于起固定，侧面防护的车身门槛结构在功能上重叠，结构上存有冗余，不利于整车减重降本。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明公开了一种新能源车车身与电池包集成结构，将当前常规的电池包箱体与车身集成为一体式结构，摒弃了传统电池包箱体结构，提升结构效率，减少零件数量，实现减重降本；增加电池模组安装空间，提升整车续航里程；降低整车高度，提升车内人机布置空间，降低车高。

本发明的另一个目的是提升车体弯曲和扭转刚度性能。

一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，包括下车体，下车体内集成设有电池安装空腔，电池安装空腔前部设有前舱总成，电池安装空腔的后部设有后地板总成，电池安装空腔的两侧分别设有左门槛和右门槛，电池安装空腔的底部设有底板总成，电池安装空腔上端设有上盖总成；左门槛、右门槛、前舱总成后部结构和后地板前部结构的侧面均设置密封面结构，左门槛、右门槛、前舱总成后部结构和后地板前部结构对应的密封面结构连续接触设置，连续的密封面结构围绕电池安装空腔一周形成一圈水平密封面；上盖板与水平密封面之间设于密封胶条。通过集成化设计，将当前常规的电池包箱体与车身集成为一体式结构，摒弃了传统电池包箱体结构，电芯或电池模组直接装入车身中，提升结构效率，减少零件数量，实现减重降本；增加电池模组安装空间，提升整车续航里程；降低整车高度，提升车内人机布置空间，降低车高；同时提升车体弯曲和扭转刚度性能。密封面结构平整，降低密封风险，能确保用于安装模组的中地板箱体区域密封性能达到要求。

作为优选，密封面结构的形状为长条形，密封面结构对应所在的左门槛或右门槛或前舱总成后部结构或后地板前部结构一体设置。保证密封面结构的强度，提高密封面结构和上盖总成配合的可靠性。

作为优选，上盖总成包括从前到后依次设置的前盖板、中盖板和后盖板，前盖板、中盖板和后盖板固定连接；上盖总成和密封面结构可拆卸连接。上盖总成和密封面结构通过螺栓固定，用于电池安装箱体上部开口密封，取代了传统的电池包上盖板结构，可实现维修拆卸。

作为优选，中盖板对应前盖板和后盖板的两端分别设有跨接左门槛和右门槛的加强横梁，加强横梁的横截面形状为“T”字形，中盖板在两根加强横梁之间的结构为双层结构，双层结构之间设有层状空隙，层状空隙内设有连接双层结构的连接筋。两根加强横梁的设置加强了中盖板的抗弯强度，加强横梁能够作为电池安装箱体的支撑，提高下车体的承载能力；双层结构的中盖板中部区域具有较强的结构强度，提高电池模组的安装安全性。

作为优选，加强横梁的上端设有沿加强横梁轴线凸出设置的搭接部，搭接部下侧和加强横梁端面形成台阶面，台阶面配合左门槛或右门槛。搭接部和加强横梁形成的台阶面能够和左门槛或右门槛搭接配合，使加强横梁除了提高强度的作用外还具有支撑能力，能够作为支撑保护电池模组。

作为优选，前盖板和后盖板上分别设有加固凸筋，前盖板和后盖板对应的加固凸筋内侧分别设有若干加强筋；加固凸筋和前盖板的边沿形成第一安装环边，加固凸筋和后盖板的边沿形成第二安装环边，第一安装环边和第二安装环边上分别设有若干个用于安装螺栓的安装孔。通过加固凸筋和加强筋提高前盖板和后盖板的强度和刚度，保证安装孔所在安装环边的连接性能。

作为优选，左门槛和右门槛内部分别设有管路安装空间，管路安装空间包括安装圆孔和安装长槽，安装长槽的横截面形状为带开口的圆弧形，左门槛和右门槛上设有配合安装长孔开口的内陷部。对于原先位于电池包和车身之间的各类管路，高压线可通过管路安装空间进行布置固定，不影响管路和线路的固定；内陷部包括两个倾斜相交的平面，提高了门槛的抗弯强度，并且方便线缆的隐藏设置。

作为优选，底板总成位于左门槛和右门槛相对侧面的下端，底板总成包括平板和位于平板上的垂直左门槛和右门槛设置的加强梁。通过加强梁来提高底板强度，加强梁还能完成电池模组的分区限位，保障电池模组的安装可靠性。

作为优选，加强梁的底部设有安装边，安装边和加强梁形成倒“T”形的横截面形状。。

作为优选，左门槛、右门槛和底板总成通过搅拌摩擦焊连接，中地板总成、前舱总成及后地板总成通过摩擦搅拌焊或CMT焊接固定。连续的焊接保证了用于安装电池的箱体结构的强度和密封性能；且相比常规的电池包与车身的螺接方式，取消了电池箱体侧面框架及车身安装支架，连续的焊接也有利于提升箱体结构的耐久性和整车扭转性能。

作为优选，前盖板和后盖板采用钣金结构。减少碰撞时零件变形程度，避免侵入模组。

作为优选，左门槛、右门槛、底板及中盖板均为具有封闭断面的型材铝合金结构。封闭断面能提升碰撞吸能能力，降低车体重量，同时可大幅降低零件工装成本。

本发明具有如下有益效果：

1、提升结构效率，减少零件数量，实现减重降本；

2、增加电池模组安装空间，提升整车续航里程；

3、降低整车高度，提升车内人机布置空间，降低车高；

4、能够提升车体弯曲和扭转刚度性能。

附图说明

图1是本发明的结构爆炸图。

图2是本发明中电池安装空腔的结构示意图。

图3是本发明的横向剖面示意图。

图4是本发明的组合后的结构示意图。

图5是图1中A处的放大示意图。

图6是图3中B处的放大示意图。

图中：1下车体、2电池模组、3上盖总成、4水平密封面、5管路安装空间、10前舱总成、20中地板总成、40后地板总成、11前舱总成后部结构、12扭力盒、21左门槛、22底板总成、23右门槛、31前盖板、32中盖板、33后盖板、321加强横梁、322双层结构、323层状间隙、324延展面、325搭接部、331加固凸筋、332第一安装环边、333加强筋、334第二安装环边、41后地板前部结构、42后纵梁、43密封面结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步的描述。

如图1到图6所示，一种新能源车车身与电池包集成结构，包括下车体1，下车体1内集成设有电池安装空腔，电池安装空腔用于设置电池模组2。电池安装空腔前部设有前舱总成10，电池安装空腔的后部设有后地板总成40，电池安装空腔的两侧分别设有左门槛21和右门槛23，电池安装空腔的底部设有底板总成22，电池安装空腔上端设有上盖总成3。下车体1采用钢-铝混合结构，左门槛21、右门槛23和底板总成22组成中地板总成20，前舱总成10，中地板总成20、后地板总成40和上盖总成3组成了下车体1；底板总成22位于左门槛21和右门槛23相对侧面的下端，底板总成22包括平板和位于平板上的垂直左门槛21和右门槛23设置的加强梁。加强梁的底部设有安装边，安装边和加强梁形成倒“T”形的横截面形状，平板和加强梁通过挤压工艺一体成型，设有加强梁的平板和未设置加强梁的平板通过摩擦搅拌焊焊接成底板总成，能够极大的降低重量和模具成本。加强横梁在平板上形成一个个间隔的槽体，槽体对应单个电池模组设置，通过槽体实现电池模组在平面上的限位，上盖总成和底板总成的夹紧设置完成了电池模组在纵向上的限位，从而完成电池的稳定设置，为了提高电池设置的稳定性还可以将电池和底板总成采用螺钉加固。左门槛21和右门槛23内部分别设有管路安装空间，管路安装空间5包括安装圆孔和安装长槽，安装长槽的横截面形状为带开口的圆弧形，左门槛21和右门槛23上均设有配合安装长孔开口的内陷部。电芯模组和外部零件连接的导向也可以从管路安装空间内经过。左门槛21和右门槛23的前端分别设有扭力盒12，左门槛21和右门槛23的后端分别设有后纵梁42，扭力盒12和后纵梁42均采用高压铸铝结构。左门槛21、右门槛23和底板总成22通过搅拌摩擦焊连接。中地板总成20、前舱总成后部结构11和后地板前部结构41形成具有密封性能的电池安装箱体，电池安装箱体下端密封，电池安装箱体上部开口。中地板总成20、前舱总成10及后地板总成40通过摩擦搅拌焊或CMT焊接固定。连续的焊接保证了电池安装箱体结构的强度和密封性能；且相比常规的电池包与车身的螺接方式，取消了电池包安装边梁及车身安装支架，也有利于提升箱体结构的耐久性和整车扭转性能。

上盖板总成3包括从前到后依次设置的前盖板31，中盖板32和后盖板33；前盖板31和后盖板33采用钣金结构。左门槛21、右门槛23、底板总成22及中盖板32均为具有封闭断面的型材铝合金结构。封闭断面能提升碰撞吸能能力，降低车体重量，同时可大幅降低零件工装成本。前盖板31、中盖板32和后盖板33通过螺栓固定连接；前盖板31、中盖板32和后盖板33两两之间分别设有密封胶条。中盖板32对应前盖板31和后盖板33的两端分别设有跨接左门槛21和右门槛23的加强横梁321，加强横梁321的横截面形状为“T”字形，中盖板32在两根加强横梁321之间的结构为双层结构322，双层结构322之间设有层状空隙323，层状空隙323内设有连接双层结构的连接筋。中盖板32采用一体挤出工艺成型，把传统车身结构的座椅横梁直接集成，能够承载座椅安装需求，而且能够完成侧碰传力。加强横梁321的上端设有沿加强横梁321轴线凸出设置的搭接部325，搭接部325下侧和加强横梁321端面形成台阶面，台阶面配合左门槛21或右门槛23。前盖板31和后盖板33上分别设有加固凸筋331，前盖板31和后盖板33对应的加固凸筋331内侧分别设有若干个加强筋333；加固凸筋331和加强筋333能够增强板面刚度，防止一些NHV问题和人脚踩踏变形问题。加固凸筋331和前盖板31的边沿形成第一安装环边332，加固凸筋331和后盖板33的边沿形成第二安装环边334，第一安装环边332和第二安装环边334上分别设有若干个用于安装螺栓的安装孔。安装孔沿第一安装环边332或第二安装环边334等间隔均匀设置。中盖板32在加强横梁321下端的外部设置延展面324，通过延展面324完成中盖板32与前盖板31、后盖板33的连接。上盖总成3通过两根加强横梁321的设置加强了中盖板32的抗弯强度，加强横梁321能够作为下车体1的支撑，提高下车体1的承载能力，加强横梁还可以完全等效为传统结构上的座椅横梁，能够承载座椅安装需求，而且能够完成侧碰传力。双层结构322的中盖板32中部区域具有较强的结构强度。

左门槛21、右门槛23、前舱总成后部结构11和后地板前部结构41的侧面均设置密封面结构43，密封面结构43水平并垂直左门槛21的侧面，密封面结构平整，降低密封风险，能确保用于安装模组的中地板箱体区域密封性能达到要求。左门槛21、右门槛23、前舱总成后部结构11和后地板前部结构41对应的密封面结构连续接触设置，密封面结构43的形状为长条形，密封面结构43沿长度方向贴合电池安装空腔的侧壁，密封面结构43对应所在的左门槛21或右门槛23或前舱总成后部结构11或后地板前部结构41一体设置。连续的密封面结构43围绕电池安装空腔一周形成一圈水平密封面4；上盖板与水平密封面4之间设有密封胶条，起到可靠的密封性能。上盖总成3和密封面结构43通过螺栓可拆卸连接。

本申请通过集成化设计，将当前常规的电池包箱体与车身集成为一体式结构，摒弃了传统电池包箱体结构，电芯或电池模组2直接装入车身中，提升结构效率，减少零件数量，实现减重降本；增加电池模组2安装空间，提升整车续航里程；降低整车高度，提升车内人机布置空间，降低车高；同时提升车体弯曲和扭转刚度性能。

Claims (9)

1.一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，包括下车体，下车体内集成设有电池安装空腔，电池安装空腔前部设有前舱总成，电池安装空腔的后部设有后地板总成，电池安装空腔的两侧分别设有左门槛和右门槛，电池安装空腔的底部设有底板总成，电池安装空腔上端设有上盖总成；所述左门槛、右门槛、前舱总成后部结构和后地板前部结构的侧面均设置密封面结构，左门槛、右门槛、前舱总成后部结构和后地板前部结构对应的密封面结构连续接触设置，连续的密封面结构围绕电池安装空腔一周形成一圈水平密封面；上盖总成与水平密封面之间设有密封胶条。

2.根据权利要求1所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述密封面结构的形状为长条形，密封面结构对应所在的左门槛或右门槛或前舱总成后部结构或后地板前部结构一体设置。

3.根据权利要求1所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述上盖总成包括从前到后依次设置的前盖板、中盖板和后盖板，前盖板、中盖板和后盖板固定连接；上盖总成和密封面结构可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述中盖板对应前盖板和后盖板的两端分别设有跨接左门槛和右门槛的加强横梁，加强横梁的横截面形状为“T”字形，中盖板在两根加强横梁之间的结构为双层结构，双层结构之间设有层状空隙，层状空隙内设有连接双层结构的连接筋。

5.根据权利要求4所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述加强横梁的上端设有沿加强横梁轴线凸出设置的搭接部，搭接部下侧和加强横梁端面形成台阶面，台阶面配合左门槛或右门槛。

6.根据权利要求3或4或5所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述前盖板和后盖板上分别设有加固凸筋，前盖板和后盖板对应的加固凸筋内侧分别设有若干加强筋；加固凸筋和前盖板的边沿形成第一安装环边，加固凸筋和后盖板的边沿形成第二安装环边，第一安装环边和第二安装环边上分别设有若干个用于安装螺栓的安装孔。

7.根据权利要求1所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述左门槛和右门槛内部分别设有管路安装空间，管路安装空间包括安装圆孔和安装长槽，安装长槽的横截面形状为带开口的圆弧形，左门槛和右门槛上设有配合安装长孔开口的内陷部。

8.根据权利要求1所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述底板总成位于左门槛和右门槛相对侧面的下端，底板总成包括平板和位于平板上的垂直左门槛和右门槛设置的加强梁。

9.根据权利要求8所述的一种新能源车车身与电池包集成结构，其特征是，所述加强梁的底部设有安装边，安装边和加强梁形成倒“T”形的横截面形状。

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