CN114342169A - 用于车辆的车身底部 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆的车身底部,该用于车辆的车身底部包括:托盘构件,该托盘构件被紧固到底盘框架的下部,并且包括接纳部,该接纳部接纳电池模块,并且具有带有开放下表面的结构;以及覆盖构件,该覆盖构件覆盖接纳部的开放下表面,其中覆盖构件包括制冷剂流过的流体通道。该车身底部可以确保足够的空间来接纳电池模块,消除了在制造车辆之后单独组装电池托盘的过程,并且有效地冷却所接纳的电池模块。
Description
技术领域
本申请要求基于2019年8月7日提交的韩国专利申请第10-2019-0096006号的优先权,并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入到本文中。
本发明涉及一种用于车辆的车身底部,更特别地,涉及一种被直接紧固到车身框架的下部并且能够在其中存储电池模块的车身底部。
背景技术
随着由于化石燃料枯竭而导致能源价格上涨,并且人们对环境污染的关注增加,对环境友好型替代能源的需求也在增加。特别地,使用化石燃料的常规汽车会排放污染物,这是环境污染的主要原因。
近年来,能够减少环境污染的环境友好型汽车作为替代常规的仅使用化石燃料的车辆的一种手段正引起关注。环境友好型车辆包括从二次电池获得驱动动力的情况,例如混合动力或电动车辆。
混合动力或电动车辆具有如下结构,在该结构中,包括多个二次电池的电池组或电池模块被安装在车身上。为了增加车辆的行驶距离或动力,需要相对大容量的电池组。然而,为了将大容量电池模块安装在车身上,存在需要足够的安装空间的问题。
韩国专利公开第10-2019-0029954号公开了一种用于电动车辆的车身底部,在该车身底部中可以安装电池组。在上述文献中,中央地板面板被组装在由车辆的侧梁内面板和侧梁外面板组成的两个侧梁之间,并且通过被安装在侧密封件的内部的安装构件来在中央地板面板的下方确保电池组存储空间。然而,即使根据上述文献,在交付车辆之后,也不容易根据需要替换全部或部分的二次电池。
此外,韩国专利注册第10-1565980号公开了一种用于电动车辆的地板面板组件。然而,上述文献公开了通过空气冷却方法冷却电池模块的内容,并且该冷却方法的局限性在于,当驾驶车辆时,不能有效地降低电池模块的温度。此外,在采用上述文献中的空气冷却的冷却方法的情况下,需要单独的空间来形成空气流动路径。
发明内容
【技术问题】
本发明旨在解决上述问题,并且本发明的目的是提供一种用于车辆的车身底部,该车身底部能够将电池模块直接紧固到车身框架。
【技术解决方案】
根据本发明的用于车辆的车身底部包括:托盘构件,该托盘构件被紧固到车身框架的下部,并且包括接纳部,该接纳部在容纳电池模块的同时具有带有开放下表面的结构;和覆盖构件,该覆盖构件覆盖接纳部的开放下表面。这里,覆盖构件包括制冷剂流动通过的流动路径。
根据本发明的实施例,覆盖构件具有在板形面板的一个或两个表面上形成有不规则部的结构,并且覆盖构件的不规则部在板形面板的表面上沿着流动路径形成有突起或凹部。
根据本发明的实施例,突起或凹部以规则的间隔布置,并且包括在同一平面上的弯曲区域。
根据本发明的实施例,突起或凹部以规则的间隔布置,并且包括被定向在一个方向上的图案化区域。
根据本发明的实施例,本发明的覆盖构件包括:冷却层,在该冷却层中形成有流动路径,制冷剂流动通过流动路径;以及覆盖层,该覆盖层保护冷却层的下表面。
此外,根据本发明的实施例,在覆盖构件中,在冷却层和覆盖层上形成有不规则部,冷却层的不规则部具有在板形面板的表面上沿着流动路径形成突起的形式,
覆盖层的不规则部具有在板形面板的表面上形成凹部以对应于冷却层的突起的形式,并且冷却层和覆盖层具有冷却层的突起被插入覆盖层的凹部中以紧密接触的结构。
根据本发明的实施例,冷却层由金属材料形成,并且覆盖层由塑料材料形成。
根据本发明的实施例,车身底部还包括防振层,该防振层介于冷却层与覆盖层之间。防振层可以由纤维层形成,例如无纺布或树脂泡沫层。
根据本发明的实施例,覆盖构件具有单层板形面板结构,并且流动路径可以被形成在板形面板的一个表面上或者凹入板形面板的内部。
根据本发明的实施例,覆盖构件包括用于打开和关闭接纳部的开放表面的一部分或全部的区域。
根据本发明的实施例,接纳部具有:外壁构件,该外壁构件包围待容纳的电池模块的侧表面;以及分隔壁构件,该分隔壁构件将接纳部的内部分成多个隔室。
根据本发明的实施例,接纳部包括:外壁构件,该外壁构件包围待容纳的电池模块的侧表面;以及分隔壁构件,该分隔壁构件将接纳部的内部分成多个隔室。这里,每一个隔室具有接纳单独的电池模块的结构。
根据本发明的实施例,外壁构件具有基于平面截面结构覆盖四个表面的矩形结构。此外,外壁构件包括:第一前后方向外壁构件和第二前后方向外壁构件,该第一前后方向外壁构件和该第二前后方向外壁构件被布置成垂直于车辆的前后方向;以及第一左右方向外壁构件和第二左右方向外壁构件,该第一左右方向外壁构件和该第二左右方向外壁构件被布置成垂直于车辆的左右方向。此外,根据本发明的实施例,第一左右方向外壁构件和第二左右方向外壁构件中的至少一个具有能够改变其在车辆的前后方向上的位置的结构。
根据本发明的实施例,外壁构件具有基于平面截面结构覆盖三个表面的结构。此外,外壁构件包括:第一前后方向外壁构件和第二前后方向外壁构件,该第一前后方向外壁构件和该第二前后方向外壁构件被布置成垂直于车辆的前后方向;以及第一左右方向外壁构件,该第一左右方向外壁构件被布置成垂直于车辆的左右方向。此外,根据本发明的实施例,第一左右方向外壁构件具有能够改变其在车辆的前后方向上的位置的结构。
根据本发明的实施例,覆盖构件是弯曲面板的形式,并且覆盖接纳部的下侧和开放表面。
此外,本发明提供了一种电池组,并且在该电池组中,电池模块可以被容纳在所述用于车辆的车身底部。
此外,本发明提供了一种包括所述电池组的车辆,并且该车辆可以是混合动力车辆或电动车辆。
【有利效果】
根据本发明的用于车辆的车身底部可以充分确保用于容纳电池模块的空间,可以省略在制造车辆之后单独组装电池托盘的过程,并且可以有效地冷却所容纳的电池模块。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的用于车辆的车身底部的联接结构的分解透视图。
图2和图3是分别从下方和上方观察的根据本发明的实施例的用于车辆的车身底部的覆盖构件的示意图。
图4是根据本发明的另一个实施例的用于车辆的车身底部的覆盖构件的示意图。
图5和图6是分别示出根据本发明的实施例的用于车辆的车身底部的覆盖构件的截面的截面图。
图7是示出根据本发明的实施例的电池模块的主要构造的示意图。
图8是示出根据本发明的实施例的用于车辆的车身底部的托盘构件的透视图。
图9是示出根据本发明的实施例的电池模块被安装在用于车辆的车身底部的托盘构件上的状态的示意图。
图10是示出根据本发明的实施例的用于车辆的车身底部的视图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本发明的具体实施例。本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应被解释为限于普通术语或字典术语,并且发明人可以适当地定义术语的概念,以便最好地描述其发明。术语和词语应该被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。
因此,说明书中描述的实施例和附图中描述的构造仅是本发明的最优选实施例,并不代表本发明的所有技术思想。应当理解,在提交本申请时,可以有各种等同方案和变化来代替它们。
此外,在本发明中,车身的纵向方向被定义为“前后方向”,车身的宽度方向被定义为“左右方向”,并且车身的高度被定义为“上下方向”。纵向方向、宽度方向和高度方向是基于一般车辆的形状来定义的。
在下文中,将参考附图详细描述本发明。
本发明涉及一种用于车辆的车身底部,该用于车辆的车身底部包括:托盘构件,该托盘构件被紧固到车身框架的下部,并且包括接纳部,该接纳部具有在容纳电池的同时下表面开放的结构;以及覆盖构件,该覆盖构件覆盖接纳单元的开放下表面,其中覆盖构件包括流动路径,制冷剂流动通过该流动路径。
车身底部具有被直接紧固到车身框架的下部的结构。在本发明中,“直接紧固”是指不使用单独的中间材料或零件用于紧固的紧固。例如,车身底部可以通过焊接或螺栓连接被直接紧固到车身框架的下部。常规上,从外部组装电池组,在该电池组中,电池模块被容纳在托盘构件中,并且通过附加的组装过程将组装好的电池组联接到车身的下部。具体而言,在相关技术中,电池组和车辆是单独制造的,并且被组装在车辆的车身底部的一个表面上的电池组是在单独的过程中安装的。
当单独制造的电池组被安装在车辆上时,使用单独的固定构件用于将电池组安装在车身上。在这种情况下,需要用于安装固定构件的空间,并且零件数量和组装过程增加。此外,由于需要用于容纳电池模块的单独的电池组覆盖物和托盘,空间效率降低并且重量增加。特别地,存在车身框架与下托盘之间的刚性重叠的问题,这在稳健设计中是低效的。
本发明提供一种包括电池模块接纳部的车身底部。车身底部是构成车辆的车身的元件。具体而言,车身底部构成车身的底表面,并且同时构成电池模块接纳部的一个表面。通过这种方式,本发明减少了零件数量和组装过程,提高了空间效率,并防止了重叠的稳健性。
根据本发明的用于车辆的车身底部包括托盘构件和覆盖构件。
在一个示例中,覆盖构件具有如下结构,在该结构中,在板形面板的一个或两个表面上形成不规则部。覆盖构件的不规则部被形成在板形面板的表面上,并且具有沿着流动路径形成突起或凹部的结构。覆盖构件具有通过形成不平坦结构来增加刚性的效果。此外,通过将覆盖构件的不规则部和用于冷却电池模块的流动路径的形状集成,能够最小化形成覆盖构件所需的体积。
在一个示例中,突起或凹部以规则的间隔布置,并且包括在同一平面上的弯曲区域。突起或凹部可以通过包括弯曲区域来增加对在未指定或各种方向上施加的撞击的抵抗性。
在另一个示例中,突起或凹部以规则的间隔布置,并且包括被定向在一个方向上的图案化区域。突起包括被定向在一个方向上的图案,从而增加车身的刚性。例如,突起或凹部包括被定向在前后方向上或在宽度方向上的图案化区域,并且在这种情况下,可以增加对垂直于突起或凹部的图案方向施加的力的抵抗性。
例如,根据本发明的覆盖构件的不规则部包括如下图案,在该图案中,被定向在一个方向上的不平坦结构被重复,并且被定向在每一个方向上的不规则部的端部可以具有通过弯曲的不平坦结构连接的形状。
在这一方面,图1是根据本发明的实施例的车身底部的分解透视图,并且示出了车身底部的联接结构。
参考图1,根据本发明的用于车辆的车身底部包括:托盘构件300,该托盘构件300被紧固到车身框架的下部,并且容纳电池模块;电池模块210,该电池模块210被容纳在托盘构件300的接纳部中;以及覆盖构件100,该覆盖构件100覆盖托盘构件300的接纳部。基于车身,托盘构件300位于用于车辆的车身底部的最上部处,并且覆盖构件100位于用于车辆的车身底部的最下部。
根据需要,一个或多个电气设备230被安装在电池模块210的一个表面上。电气设备230包括:电池管理系统(BMS),该电池管理系统(BMS)与电池模块210相邻地安装,并且监测和控制电池模块210的操作;电池断开单元(BDU),该电池断开单元(BDU)与电池模块210和BMS相邻地安装,并且控制电池模块210的电连接;保险丝,该保险丝位于电池模块210与BMS之间,并且提供过电流阻断功能;汇流条,该汇流条被连接到电池模块210的模块端子,以电连接电池模块210;以及LV电线,该LV电线电连接电气设备。
BMS还可以包括诸如电流传感器或继电器的部件。电流传感器是感测电池组的充电/放电电流的部件,并且继电器是开关部件,该开关部件选择性地打开和关闭电池组的充电/放电电流所流经的充电/放电路径,并且可以在与BMS交换信息的同时受控制。
此外,热界面材料(TIM)231可以介于电池模块210与覆盖构件100之间。TIM 231包括具有优异导热性的材料,并且可以使用导热垫或导热树脂。TIM 231填充由于电池模块210与覆盖构件100之间的接触表面的表面粗糙度而导致的空的空间,以减小电池模块210与覆盖构件100之间的接触热阻。从电池模块210产生的热量可以朝向下方的覆盖构件100快速排放。
TIM 231与电池模块210和覆盖构件100的一个表面直接接触,并且可以具有与被容纳在托盘构件300中的电池模块210的面积对应的尺寸。TIM 231可以具有被分离以对应于每一个电池模块的结构,但是不限于此。
此外,电池模块210可以通过预定方法被紧固到托盘构件300,并且使用例如安装螺栓220和安装螺母(未示出)来机械紧固。上述结构可以被统称为包括电池模块210和电气设备230的电池组200,并且可以进一步包括用于固定电池模块210的安装螺栓220。
如上文所描述,根据本发明的用于车辆的车身底部可以包括电池模块210以及被安装在电池模块210的一个表面上的电气设备230。此外,托盘构件300同时用作常规电池模块的下托盘和车辆的底部覆盖物。
在本发明中,覆盖构件包括制冷剂移动通过的流动路径。
电池模块在操作期间会产生大量热量,冷却对于维持电池性能和安全性至关重要。电池模块的冷却可以通过在电池模块的一个表面上形成空气流动路径或者附连用于热辐射的冷却板来执行。然而,当通过形成空气流动路径来执行电池模块的冷却时,存在的问题在于,冷却效率低于使用冷却板执行冷却时的冷却效率,并且特别地,应当确保单独的空间来形成流动路径。当通过将冷却板附连到电池模块的一个表面来执行电池模块的冷却时,需要用于形成单独的冷却板的空间。此外,冷却板应位于电池模块的下方。这是因为,当冷却板位于电池模块的上方时,如果冷却板损坏,制冷剂可能会从冷却板泄漏,并且在接触电池的端子的同时导致短路。
因此,在本发明中,通过将制冷剂流过的流动路径与覆盖构件集成,由于安装冷却板而造成的空间浪费被最小化,并且可以在车身的最下部进行冷却。此外,通过形成包括流动路径的覆盖构件,覆盖构件被设置在电池模块的下方,由此,该覆盖构件与电池模块的接触力被电池模块的载荷加强,从而提高冷却效率。
在一个实施例中,本发明的覆盖构件包括:冷却层,在该冷却层中形成有流动路径,制冷剂流动通过该流动路径;和覆盖层,该覆盖层保护冷却层的下表面。在这种情况下,在覆盖构件中,冷却层和覆盖层形成有不规则部,冷却层的不规则部具有在板形面板的表面上沿着流动路径形成突起的形状,并且覆盖层的不规则部具有在板形面板的表面上形成凹部以对应于冷却层的突起的形状。此外,冷却层和覆盖层可以具有如下结构,在该结构中,冷却层的突起被插入覆盖层的凹部中以紧密接触。如上文所描述,覆盖构件具有通过形成不规则部来补充刚性的结构。在本发明中,通过将覆盖构件的不规则部和流动路径的布置集成,可以同时提高冷却和空间效率。
当覆盖构件具有冷却层和覆盖层被层叠的结构时,这些层中的每一层可以由不同的材料形成。具体地,冷却层由金属材料形成,覆盖层由塑料材料形成。形成冷却层的金属材料不受特别限制,只要它是具有导热性的金属材料即可,但是可以是例如选自铜、铝、铁及其合金中的至少一种。覆盖层的材料不受特别限制,只要它是具有一定刚性水平的塑料材料即可,但是例如,可以使用包括PP、PE和PET中的至少一种的塑料材料,并且如果需要,分散纤维等可以被包含在该层中。
本发明可以进一步包括位于冷却层与覆盖层之间的防振层。防振层用于在驾驶车辆时阻挡来自车身的下部的振动和噪音。防振层可以由例如无纺布层、树脂纤维层、树脂层和泡沫层中的一个或多个形成。
在另一个实施例中,覆盖构件具有单层板形面板结构,并且流动路径可以被形成在板形面板的一个表面上或者凹入在板形面板的内部。当流动路径被附连到板形面板的一个表面时,流动路径被形成在板形面板的一个表面上。在这种情况下,基于流动路径的截面,流动路径具有被附连到覆盖构件的表面或部分地凹入覆盖构件的内部的形状,并且突起沿着流动路径被形成在覆盖构件中。流动路径凹入板形面板的内部的形式是流动路径凹入覆盖构件中的情况。在这种情况下,基于流动路径的截面,流动路径部分或全部地嵌入覆盖构件中,并且突起沿着流动路径被形成在覆盖构件的一个或两个表面上。
当本发明的覆盖构件具有单层板形面板结构时,覆盖构件可以由金属材料形成。金属材料不受特别限制,只要它是具有优异导热性的金属材料即可,但是可以是例如选自铜、铝、铁及其合金中的至少一种。
此外,覆盖构件可以包括用于打开和关闭被形成在托盘构件上的接纳部的开放表面的一部分或全部的区域。覆盖构件用于覆盖接纳部的开放表面,并且具有在必要时可以被打开的结构。在使用电池模块的过程中,存在需要修理或替换的情况。此时,通过仅移除覆盖构件,能够修理或更换电池模块。覆盖构件被可拆卸地附连到托盘构件,并且具有例如螺栓连接的结构。
图2和图3是分别从下方和上方观察的根据本发明的实施例的用于车辆的车身底部的覆盖构件的示意图。
图2是从下方观察的覆盖构件的示意图。覆盖构件100具有板形面板结构以及其中形成有流动路径的结构,并且不规则部111被形成在覆盖构件100的表面上。用于中间紧固的中央固定点112被形成在覆盖构件100的不规则部111中的特定区域中,并且用于紧固的螺栓通孔113被形成在覆盖构件100的边缘处。
具体而言,覆盖构件100具有板形结构,该板形结构具有覆盖接纳部的开放表面的尺寸,并且用于联接的螺栓通孔111被形成为在覆盖构件100的外周上以规则的间隔彼此隔开。此外,覆盖构件100的外周可以具有不规则部,该不规则部具有与外壁构件的端部的不平坦形状相对应的形状。通过在覆盖构件100的外周和外壁构件的端部上形成不规则部,当覆盖构件100的外周和外壁构件的端部通过不规则部准确接合时,覆盖构件100与外壁构件之间的联接力可以被加强,并且可以防止覆盖构件100由于外部振动或冲击而分离。
此外,不规则部111被形成在覆盖构件100的外表面上。不规则部111被形成在覆盖构件100的表面上,并且沿着流动路径凹陷。不规则部111具有在与电池模块接触的方向上从外表面突出或凹陷的形状。因此,覆盖构件100可以更有效且安全地保护电池模块免受各种操作环境中从外部施加的物理冲击或应力。
此外,覆盖构件100的一个侧表面被竖直弯曲。竖直弯曲的覆盖构件100可以覆盖开放表面和/或侧表面。通过使用如上所描述的L形覆盖构件100,可以减少位于托盘构件的前后方向上的外壁构件的数量。此外,覆盖构件100简化了零件数量和组装过程,并且可以形成抵抗外部撞击的结构。
竖直弯曲的覆盖构件100的一个侧表面被再次竖直弯曲,以形成与托盘构件300的联接表面,并且用于将螺栓紧固到车身框架的孔被形成在该联接表面上。竖直弯曲侧的中央部分可以具有朝向外部突出的结构,以便提高与托盘构件300的结合力和刚性,并且突出部分的宽度可以与彼此隔开的电池模块组件之间的距离相同。
此外,覆盖构件100具有中央固定点112,该中央固定点112被形成在中央部分中的接触托盘构件的分隔壁构件的部分处,使得能够通过螺栓等与分隔壁构件进行额外的联接。
图3是从上方观察的覆盖构件的示意图。参照图3,制冷剂流入或流出流动路径所通过的入口端口121和出口端口122被形成在覆盖构件100的一侧。形成有被连接到入口端口121和出口端口122的制冷剂流动路径,使得通过入口端口121引入的制冷剂通过热交换来冷却电池模块。此外,能够调节制冷剂流量的阀可以被安装在入口端口121和出口端口122处。此外,参考图3,入口端口121和出口端口122位于覆盖构件的在一个方向上的端部处。因此,入口端口121和出口端口122可以穿过的通孔被形成在托盘构件的一侧,并且入口端口121和出口端口122通过该通孔被连接到外部制冷剂存储空间。
在本发明中,作为制冷剂,可以使用容易在流动路径中流动并且具有优异冷却性质的流体,并且可以使用水、防冻剂、气体制冷剂或空气,但是由于高潜热而能够最大化冷却效率的水是最优选的。
制冷剂流动路径具有如下结构,在该结构中,通过采用蛇形发夹环结构使温度分布均匀,若干直的和弯曲的部段共存。
图4是根据本发明的另一个实施例的用于车辆的车身底部的覆盖构件的示意图。图4是从下方观察的覆盖构件的示意图。覆盖构件100具有板形面板结构以及其中形成有流动路径的结构,并且不规则部111被形成在覆盖构件100的表面上。被形成在覆盖构件100的表面上的不规则部111具有在左右方向上延伸的直线图案被重复的形状,该形状在形成有流动路径的区域中沿着直线图案形成。用于中间紧固的中央固定点112被形成在覆盖构件100的不规则部111中的特定区域中,并且用于紧固的螺栓通孔113被形成在覆盖构件100的边缘处。
图5和图6是分别示出根据本发明的实施例的用于车辆的车身底部的覆盖构件的截面的截面图。
作为示例,参考图5中公开的覆盖构件的截面,覆盖构件100具有其中冷却层103和覆盖层104形成有不规则部的结构。在冷却层103中形成有流动路径101,并且突起沿着流动路径101被形成在表面上。覆盖层104具有如下形状,在该形状中,凹部在板形面板表面上被形成为对应于冷却层103的突起,并且覆盖层104具有其中冷却层103的突起被插入覆盖层104的凹部中以紧密接触的结构。冷却层103可以由铝合金形成,并且覆盖层104可以由塑料材料形成。
作为另一个示例,参考图6中公开的覆盖构件的截面,覆盖构件100具有单层板形面板结构,并且流动路径102形成在该面板结构中。流动路径102以部分凹陷的形式位于板形面板结构的内部。板形面板可以由铝合金等形成。
可以为每一个电池模块提供用于形成覆盖构件100的流动路径101和102的一个区域,但是为了简化零件数量和组装过程,优选的是将覆盖构件100制造成覆盖所有电池模块的一体式类型。
在本发明中,接纳部具有外壁构件和分隔壁构件,该外壁构件包围待容纳的电池模块的侧表面,该分隔壁构件将接纳部的内部分成多个隔室。单独的电池模块被容纳在由分隔壁构件划分的每一个分部区域中。外壁构件划分容纳电池模块的区域,并且当容纳两个或更多个电池模块时,分隔壁构件划分接纳部的内部。此外,外壁构件和分隔壁构件用于从侧表面固定所容纳的电池模块。
在一个示例中,外壁构件具有基于平面截面结构覆盖四个表面的矩形结构。在这种情况下,外壁构件包括:第一前后方向外壁构件和第二前后方向外壁构件,该第一前后方向外壁构件和该第二前后方向外壁构件被布置成垂直于车辆的前后方向;以及第一左右方向外壁构件和第二左右方向外壁构件,该第一左右方向外壁构件和该第二左右方向外壁构件被布置成垂直于车辆的左右方向。此外,第一左右方向外壁构件和第二左右方向外壁构件中的至少一个可以具有能够改变其在车辆前后方向上的位置的结构。通过将第一左右方向外壁构件和第二左右方向外壁构件中的至少一个形成为能够改变其在车辆前后方向上的位置的结构,可以根据电池模块的插入尺寸或数量而灵活地调节接纳部的面积。
在又一个示例中,外壁构件形成基于平面截面结构包围三个表面的结构。具体而言,外壁构件形成“c”形结构,在该“c”形结构中,三个表面被连续包裹,并且另一个表面开放。在这种情况下,外壁构件包括:第一前后方向外壁构件和第二前后方向外壁构件,该第一前后方向外壁构件和该第二前后方向外壁构件被布置成垂直于车辆的前后方向;以及第一左右方向外壁构件,该第一左右方向外壁构件被布置成垂直于车辆的左右方向。此外,第一左右方向外壁构件可以具有能够改变其在车辆的前后方向上的位置的结构。通过将第一左右方向外壁构件形成为能够改变其在车辆的前后方向上的位置的结构,可以根据电池模块的插入尺寸或数量而灵活地调节接纳部的面积。
在一个示例中,当外壁构件具有其中基于平面截面结构包围三个表面的结构时,覆盖构件具有弯曲面板形状。由此,覆盖构件形成覆盖接纳部的下表面和开放侧表面的结构。
图7是示出根据本发明的实施例的电池模块的主要构造的示意图。
参考图7,电池模块210包括壳体,在该壳体中组装有多个分开的电池模块,并且每一个电池模块可以包括二次电池(未示出)。特别地,二次电池可以是袋型二次电池,并且袋型二次电池可以包括电极组件、电解质溶液和袋壳体。
这里,电极组件是电极和分隔件的组件,并且可以被构造成其中一个或多个正电极板和一个或多个负电极板在分隔件介于其间的情况下被设置的形式。此外,电极组件的每一个电极板设置有电极接线片,并且一个或多个电极接线片可以被连接到电极引线。此外,电极引线介于袋壳体之间,并且一端暴露于外部,并且暴露部分可以用作二次电池的电极端子。袋壳体可以在内部空间中包含电解质溶液以及电极组件。此外,袋壳体可以被构造成边缘部分通过诸如热熔的方法被密封的形式。袋壳体可以由上袋和下袋组成,并且每一个袋包括外部绝缘层、金属层和内部粘合层,使得内部粘合层可以彼此熔合。
这种二次电池的构造对于本发明所属领域的技术人员来说是显而易见的,因此将省略其更详细的描述。此外,在提交本发明时已知的各种二次电池可以用于根据本发明的电池模块中。
电池模块210可以包括多个二次电池。具体而言,多个二次电池(例如袋型二次电池)可以以宽表面彼此面对的形式被竖直或水平地堆叠,从而形成二次电池层压体。为了有助于堆叠,这种二次电池可以包括包围二次电池边沿的方环形状的盒,或者可以以二次电池被堆叠在模块壳体211中的状态来安装。在这种情况下,就确保用于二次电池的空间而言,更优选使用模块壳体。
模块壳体211可以由具有高机械强度和优异导热性的金属材料形成,并且模块壳体211的形状不受特别限制,但是它可以被形成为方形柱管形式的单框架,并且在将U形框架结合到二次电池层压体的两侧之后,U形框架可以与单独的板状框架连接。用于安装二次电池的凹槽可以被形成在模块壳体211的内部。这种模块壳体可以通过保持二次电池来防止其流动。
电池模块通过将覆盖物安装在模块壳体211的开放的前部和后部上而完成。还可以设置空气在电池模块的内部与外部之间流动通过的导管以及被连接到二次电池的电极引线以感测二次电池的电压的感测组件等。感测组件可以包括多个汇流条、连接器、线束、印刷电路板等,这些部件分别单独地连接到袋型二次电池。
在本发明中,一个或多个电池模块210被安装在稍后描述的托盘构件300上。电池模块210包括壳体,在该壳体中,多个电池模块210形成一个组。也就是说,根据电池组所需的输出和容量,多个电池模块210可以串联和/或并联连接。
图8是示出根据本发明的实施例的托盘构件300的结构的透视图,图9是示出根据本发明的实施例的电池模块210被联接在托盘构件300上的状态的透视图。
参照图8和图9,托盘构件300包括:外壁构件320和340,该外壁构件320和340包围接纳部310的侧表面,该接纳部310是电池模块容纳空间;以及分隔壁构件330,该分隔壁构件330在前后方向上和左右方向上延伸,以便将接纳部310分成多个隔间。此外,垂直于前后方向定位的外壁构件340被形成为侧覆盖物的形式,并且如果需要,可以在前后方向上移动。此外,外壁构件320和340从托盘构件300的底部形成三个或四个壁,并且形成插入部310,电池模块210被插入到该插入部310中。
托盘构件300具有一定面积的底表面,并且电池模块被安装在托盘构件300的底表面上。底表面形成有多个不平坦部分或肋311,使得电池模块不会由于外部冲击或振动而移动,并且维持稳定的安装状态。
外壁构件320和340从托盘构件300的底表面突出到预定高度,并且突出到与电池模块210的高度对应的长度。结果,外壁构件320和340通过沿着电池模块210的前侧和后侧或者左侧和右侧延伸而具有包围电池模块210的形状。被形成为沿着电池模块210的左侧和右侧延伸的外壁构件320具有用于紧固到车身的框架的螺栓插入凹槽321。
不规则部被形成在外壁构件320的端部处,以增强与车身框架的联接力。更详细地,形成有螺栓插入凹槽321的部分突出,并且未形成有螺栓插入凹槽321的部分可以具有凹陷结构。
分隔壁构件330被安装托盘构件300上,电池模块210被紧固到托盘构件300,并且插入部310被分开,以紧固以预定数量的电池模块为单位的多个电池模块210。分隔壁构件330具有在托盘构件300的前后和左右方向上延伸的形状。
可以应用根据本发明的多个电池模块210。参考图8和图9,由于存在在前后方向上延伸的第一分隔壁构件331和在左右方向上延伸的第二分隔壁构件332,所以电池模块210被分成由两个电池模块组成的电池模块组件,并且安装有四个电池模块组件中的每一个。然而,对于分隔壁构件的数量、电池模块组件的数量、电池模块组件中所包括的电池模块的数量以及电池模块的布置没有特别的限制。例如,可以安装在前后方向延伸的两个或更多个第一分隔壁构件,可以安装在左右方向延伸的两个或更多个第二分隔壁构件,并且电池模块可以在左右方向平行地布置,或者在前后方向上平行地布置。
此外,参考图9,由于在电池模块210的侧表面之间形成有预定空间,所以诸如BMS和BDU的一些电气设备可以被设置在该空间中,从而提高空间利用效率。基于车身,从BMS和BDU延伸的电线和连接器被固定到电池模块的下部。此外,诸如汇流条或连接器的电气设备可以被安装在电池模块之间的空间中的分隔壁构件330的上端上。
同时,在托盘构件300中,位于前后方向上的外壁构件340被形成在电池模块210的一侧上,以固定和保护电池模块210。位于前后方向上的外壁构件340具有能够从托盘构件300拆卸的结构,用于与覆盖构件联接的安装表面341被弯曲,以被形成在位于前后方向的外壁构件340中,并且螺栓通孔被形成在安装表面341中,以实现螺栓联接。
此外,用于支撑外壁构件340的支撑部343在位于前后方向上的外壁构件340的中央中突出。支撑部343包括支撑件344和支撑板345,该支撑件344从位于前后方向上的外壁构件340的中央以斜角方向朝向托盘构件300延伸,该支撑板345被连接到支撑件344并且与托盘构件300接触。
在更具体的示例中,支撑件344和支撑板345形成凸缘结构。由于位于前后方向上的外壁构件340通过狭窄的安装表面341被联接到托盘构件300和覆盖构件,因此由于外部撞击而弯曲的部分可能容易在前后方向上弯曲并损坏,因此外壁构件340可以通过支撑部343被稳定地固定到车身框架。
更详细地,托盘构件300与支撑部接触的部分可以具有根据支撑部343的形状而凹陷的结构。参照图8和图9,构成支撑部343的支撑板345可以具有板形结构,并且托盘构件300接触支撑板345的部分与支撑板345在左右方向上的侧部相比是凹陷的。也就是说,支撑板345具有支撑部343被固定在托盘构件300的凹部之间的形状,并且通过这一点,能够防止位于前后方向上的外壁构件340的水平方向的流动。
此外,用于将电池模块固定到插入部310的安装支架(未示出)可以被安装在托盘构件300上。
如上文所描述,与单独制造然后通过将电池模块直接紧固到车身框架来组合电池组相比,根据本发明的用于车辆的车身底部表现出优异的性能。
如上文所描述,与单独制造然后通过将电池模块直接紧固到车身框架来组合电池组相比,根据本发明的用于车辆的车身底部表现出优异的性能。
总之,参考图10,在根据本发明的车身底部中,电池模块210被直接紧固到被形成在托盘构件300中的插入部310,包围电池模块210的侧部的外壁构件320和340以及分隔壁构件330被安装在该托盘构件300上,电气设备被安装在电池模块上,然后定位集成有冷却流动路径的覆盖构件100。因此,可以增加电池模块的占地面积比,可以提高电池模块安装过程的效率和安全性,并且通过根据需要打开和关闭覆盖构件,容易地修理或替换电池模块。
此外,本发明提供了一种包括车身底部的电池组,并且电池模块被容纳在该用于车辆的车身底部中。更具体地,该电池组包括用于车辆的车身底部,该用于车辆的车身底部包括:托盘构件,该托盘构件包括接纳部,该接纳部在车身框架的下方具有开放下表面;以及覆盖构件和电池模块,该覆盖构件覆盖接纳部的开放下表面,该电池模块被容纳在接纳部中。制冷剂流动通过的流动路径被形成在覆盖构件中。也就是说,在本发明中,由于电池模块被直接紧固到车身框架,所以车身框架和被容纳在其中的电池模块形成一个电池组。
此外,本发明提供了一种包括该电池组的车辆,该车辆包括在车身的下方的车身底部以及被容纳在接纳部中的电池模块。该车辆可以是混合动力车辆或电动车辆。
在上文中,已经示出并描述了本发明的优选实施例,但是本发明不限于上述特定的优选实施例,并且在不脱离权利要求中要求保护的本发明的主旨的情况下,本发明所属技术领域的任何普通技术人员都可以实施各种修改,并且这些改变将落入权利要求的描述的范围内。
另一方面,尽管在本说明书中已经使用了诸如上、下、前、后、左和右的指示方向的术语,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,这些术语是为了方便描述,并且可以根据观察者的观看位置或物体的位置而被不同地表达。
<附图标记描述>
100:覆盖构件
101、102:流动路径
103:冷却层
104:覆盖层
111:不规则部
112:中央固定点
113:螺栓通孔
121:入口端口
122:出口端口
200:电池组
210:电池模块
211:模块壳体
220:安装螺栓
230:电气设备
231:TIM
300:托盘构件
310:接纳部
311:肋
320、340:外壁构件
321:螺栓插入凹槽
330:分隔壁构件
331:第一分隔壁构件
332:第二分隔壁构件
341:安装表面
343:支撑部
344:支撑件
345:支撑板
Claims (17)
1.一种用于车辆的车身底部,包括:
托盘构件,所述托盘构件被紧固到车身框架的下部,并且包括接纳部,所述接纳部在容纳电池模块的同时具有带有开放下表面的结构;和
覆盖构件,所述覆盖构件覆盖所述接纳部的所述开放下表面,
其中所述覆盖构件包括流动路径,制冷剂流动通过所述流动路径。
2.根据权利要求1所述的车身底部,其中所述覆盖构件具有在板形面板的一个或两个表面上形成有不规则部的结构,并且
其中所述覆盖构件的所述不规则部在所述板形面板的所述表面上沿着所述流动路径形成有突起或凹部。
3.根据权利要求2所述的车身底部,其中所述突起或凹部以规则的间隔布置,并且包括在同一平面上的弯曲区域。
4.根据权利要求2所述的车身底部,其中所述突起或凹部以规则的间隔布置,并且包括被定向在一个方向上的图案化区域。
5.根据权利要求1所述的车身底部,其中所述覆盖构件包括:
冷却层,在所述冷却层上形成有流动路径,所述制冷剂流动通过所述流动路径;以及
覆盖层,所述覆盖层保护所述冷却层的下表面。
6.根据权利要求5所述的车身底部,其中在所述覆盖构件中,在所述冷却层和所述覆盖层上形成有不规则部,
其中所述冷却层的所述不规则部具有在板形面板的表面上沿着流动路径形成突起的形式,
其中所述覆盖层的所述不规则部具有在所述板形面板的所述表面上形成凹部以对应于所述冷却层的所述突起的形式,并且
其中所述冷却层和所述覆盖层具有所述冷却层的所述突起被插入所述覆盖层的所述凹部中以紧密接触的结构。
7.根据权利要求5所述的车身底部,其中,所述冷却层由金属材料形成,并且所述覆盖层由塑料材料形成。
8.根据权利要求5所述的车身底部,还包括防振层,所述防振层介于所述冷却层与所述覆盖层之间。
9.根据权利要求1所述的车身底部,其中所述覆盖构件具有单层板形面板结构,并且
其中所述流动路径被形成在所述板形面板的一侧上或者凹入所述板形面板中。
10.根据权利要求1所述的车身底部,其中所述覆盖构件包括用于打开和关闭所述接纳部的所述开放表面的一部分或全部的区域。
11.根据权利要求1所述的车身底部,其中所述接纳部包括:
外壁构件,所述外壁构件包围待容纳的电池模块的侧表面;和
分隔壁构件,所述分隔壁构件将所述接纳部的内部分成多个隔室,
其中每一个隔室具有接纳单独的电池模块的结构。
12.根据权利要求11所述的车身底部,其中所述外壁构件具有基于平面截面结构覆盖四个表面的矩形结构,
其中所述外壁构件包括:
第一前后方向外壁构件和第二前后方向外壁构件,所述第一前后方向外壁构件和所述第二前后方向外壁构件被布置成垂直于所述车辆的前后方向;和
第一左右方向外壁构件和第二左右方向外壁构件,所述第一左右方向外壁构件和所述第二左右方向外壁构件被布置成垂直于所述车辆的左右方向,并且
其中所述第一左右方向外壁构件和所述第二左右方向外壁构件中的至少一个具有能够改变其在所述车辆的所述前后方向上的位置的结构。
13.根据权利要求11所述的车身底部,其中所述外壁构件具有基于平面截面结构覆盖三个表面的结构,
其中所述外壁构件包括:
第一前后方向外壁构件和第二前后方向外壁构件,所述第一前后方向外壁构件和所述第二前后方向外壁构件被布置成垂直于所述车辆的前后方向;和
第一左右方向外壁构件,所述第一左右方向外壁构件被布置成垂直于所述车辆的左右方向,并且
其中所述第一左右方向外壁构件具有能够改变其在所述车辆的所述前后方向上的位置的结构。
14.根据权利要求13所述的车身底部,其中,所述覆盖构件是弯曲面板的形式,并且覆盖所述接纳部的下侧和开放表面。
15.一种电池组,在所述电池组中,电池模块被容纳在根据权利要求1至14中的任一项所述的用于车辆的车身底部中。
16.一种车辆,包括根据权利要求15所述的电池组。
17.根据权利要求16所述的车辆,其中,所述车辆是混合动力车辆或电动车辆。
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