CN114368270B - 电池安装结构和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池安装结构和汽车，包括：托盘，托盘具有安装区域和连接区域，托盘的安装区域用于安装动力电池包；悬置组件，悬置组件与托盘的连接区域连接，用于将动力电池包与车架柔性连接。上述电池安装结构，通过托盘的安装区域安装动力电池包，连接可靠，且安装结构简单，减少了重量。悬置组件与托盘的连接区域连接，通过悬置组件的抗扭转性，实现动力电池与车架柔性连接，能够避免汽车行驶时动力电池因车架的扭曲变形而损坏，同时也能缓冲动力源对车身的振动激励，从源头上减小汽车振动和噪音的产生，改善驾乘舒适性。

Description

电池安装结构和汽车

技术领域

本发明涉及汽车结构技术领域，特别是涉及电池安装结构和汽车。

背景技术

在汽车领域，电动车包括电动商用车和电动乘用车，都是以磷酸铁锂或三元锂电池等电芯组成的动力电池包为动力能源，用动力电池包、电机、变速箱、传动轴组成的电力驱动系统替代以燃油发动机、变速箱和传动轴等组成的燃油驱动系统。汽车动力电池包作为电动汽车的动力能源，是电动汽车的重要核心组成部件，汽车动力电池的使用性能的好坏将直接影响行驶中的电动汽车的动力性能与安全性能。

电动汽车的电池重量体积较大，动力电池包的固定和连接机构直接影响汽车动力电池的使用性能，为了减小汽车动力总成对车身的振动激励，需要汽车的动力电池包安装结构具备较好的柔性、抗扭转性，避免车辆行驶过程中的振动对动力电池的损伤和破坏，改善整车的NVH性能(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)，且结构设计需轻量化，既要保证安装结构的强度，又能将电池包的重量均匀分布到车架。

通常电动汽车的电池安装包直接固定在车架上，安装固定结构采用钢板横梁结构，柔性差，动力电池容易因车架的扭曲变形而损坏。

发明内容

基于此，有必要针对电动汽车的电池安装问题，提供一种轻量化、连接可靠、抗扭转性好的电池安装结构。

一种电池安装结构，所述电池安装结构包括：

托盘，所述托盘具有安装区域和连接区域，所述托盘的安装区域用于安装动力电池包；

悬置组件，所述悬置组件与所述托盘的连接区域连接，用于将动力电池包与车架柔性连接。

在其中一个实施例中，所述悬置组件包括悬置支架、悬置连接件及悬置底座，所述悬置支架与所述托盘连接，所述悬置底座与所述悬置支架连接，所述悬置支架具有形变能力，用以抵抗车架的扭曲变形，所述悬置连接件与所述悬置底座连接，所述悬置连接件用于与车架连接。

在其中一个实施例中，所述悬置支架设有拱形加强筋，所述悬置支架的四周设有第一翻边。

在其中一个实施例中，所述悬置底座包括连接孔、第一凸台、第二凸台及支撑脚，所述第一凸台设置于所述悬置底座的远离所述悬置支架的一侧，所述第二凸台、所述支撑脚设置于所述悬置底座的靠近所述悬置支架的一侧，所述连接孔贯穿所述第一凸台和所述第二凸台，所述支撑脚与所述悬置支架连接。

在其中一个实施例中，所述悬置连接件设有头部、连接部，所述悬置连接件的头部设有限位面，所述第二凸台与所述支撑脚圆滑过渡连接，所述第二凸台设有限位配合面，所述悬置连接件的连接部通过所述连接孔与所述悬置底座连接，并所述悬置连接件的头部与第二凸台抵接，所述限位面与所述限位配合面抵接配合。

在其中一个实施例中，所述托盘包括第一边梁、角板、第二边梁、第一中间梁及第二中间梁，所述第一边梁与所述角板的一端固定连接，所述角板的另一端与所述第二边梁固定连接，所述第一边梁、所述角板及所述第二边梁围成一框架，所述第一中间梁、所述第二中间梁均设置于所述框架内，所述第一中间梁、所述第二中间梁均与所述框架固定连接，所述第二中间梁垂直于所述第一中间梁，所述连接区域位于所述第一边梁上，所述悬置组件与所述第一边梁连接。

在其中一个实施例中，所述第一边梁设有第一减重孔、第二减重孔及第三减重孔中的任意一个或任意组合；和/或，所述第二边梁设有第四减重孔；和/或，所述第一中间梁、所述第二中间梁均设有第五减重孔。

在其中一个实施例中，还包括辅助件，所述第二中间梁穿过所述第一中间梁，并与所述第一中间梁通过所述辅助件固定连接。

在其中一个实施例中，所述角板设有加强筋，所述角板的四周设有第二翻边。

此外，本发明还提供一种汽车，包括如上述的电池安装结构。

上述电池安装结构，托盘具有安装区域和连接区域，通过托盘的安装区域安装动力电池包，连接可靠，且安装结构简单，减少了重量。悬置组件与托盘的连接区域连接，通过悬置组件的抗扭转性，实现动力电池与车架柔性连接，能够避免汽车行驶时动力电池因车架的扭曲变形而损坏，同时也能缓冲动力源对车身的振动激励，从源头上减小汽车振动和噪音的产生，改善驾乘舒适性。

上述汽车，通过上述电池安装结构将动力电池包与车架连接安装，连接可靠，且安装结构简单，容易安装，减轻了汽车重量。同时通过上述电池安装结构能缓冲动力源对车身的振动激励，从源头上减小汽车振动和噪音的产生，改善驾乘舒适性。

附图说明

图1为电池安装结构示意图；

图2为电池安装结构局部剖视图；

图3为电池安装结构俯视图；

图4为悬置支架结构示意图；

图5为悬置底座结构示意图；

图6为悬置底座另一视角的结构示意图；

图7为托盘结构示意图。

标号说明：

10、托盘；20、悬置支架；30、悬置连接件；40、悬置底座；

11、第一边梁；12、角板；13、第二边梁；14、第一中间梁；15、第二中间梁；16、辅助件；

111、第一减重孔；112、第二减重孔；113、第三减重孔；

131、第四减重孔；141、第五减重孔；

21、拱形加强筋；

31、限位面；

41、第一凸台；42、支撑脚；43、第二凸台；44、限位配合面。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的电池安装结构示意图，本发明一实施例提供了的电池安装结构，包括：托盘10，托盘10具有安装区域和连接区域，托盘10的安装区域用于安装动力电池包；悬置组件，悬置组件与托盘10的连接区域连接，用于将动力电池包与车架柔性连接。上述电池安装结构，托盘10具有安装区域和连接区域，通过托盘10的安装区域安装动力电池包，连接可靠，且安装结构简单，减少了重量。悬置组件与托盘10的连接区域连接，通过悬置组件的抗扭转性，实现动力电池与车架柔性连接，能够避免汽车行驶时动力电池因车架的扭曲变形而损坏，同时也能缓冲动力源对车身的振动激励，从源头上减小汽车振动和噪音的产生，改善驾乘舒适性。

结合图2和图3所示，图2示出了本发明一实施例中的电池安装结构局部剖视图，图3示出了本发明一实施例中的电池安装结构俯视图，图2为图3于E-E平面剖切所得局部剖视图。优选地，在其中一个实施例中，悬置组件包括悬置支架20、悬置连接件30及悬置底座40，悬置支架20与托盘10连接，悬置底座40与悬置支架20连接，悬置支架20具有形变能力，用以抵抗车架的扭曲变形，悬置连接件30与悬置底座40连接，悬置连接件30用于与车架连接。优选地，悬置支架20的两端与托盘10的连接区域连接，悬置支架20的中部与悬置底座40连接，动力电池包安装连接于托盘10的安装区域，通过悬置支架20与车架柔性连接，悬置底座40将悬置支架20与车架连接，当汽车行驶车架发生形变时，悬置支架20通过自身结构吸收形变，抵抗车架的扭曲变形对动力电池包的影响，避免动力电池包损坏。

优选地，悬置支架20的中部通过弯折与悬置支架20的两端连接，悬置支架20的两端与托盘10的连接区域连接，悬置支架20的中部与悬置底座40连接。悬置支架20的结构满足刚度、强度的条件下，具有变形空间，能够通过自身结构的弹性变形，缓冲吸收车架向动力电池包传递的振动和扭曲变形，实现动力电池包与车架的柔性连接。

可选地，悬置支架20为中部弯折形成的几字形钣金件，钣金件的两端与托盘10的连接区域连接，钣金件的中部与悬置底座40连接。悬置支架20在结构满足刚度、强度的条件下，能够通过自身结构的弹性变形，缓冲吸收车架向动力电池包传递的振动和扭曲变形，实现动力电池包与车架的柔性连接，抵抗车架的扭曲变形对动力电池包的影响，避免动力电池包损坏，确保连接有效。

可选地，悬置支架20为弹性材料，悬置支架20的两端与托盘10的连接区域连接，悬置支架20的中部与悬置底座40连接。通过弹性材料的变形吸能缓冲车架向动力电池包传递的振动和扭曲变形，实现动力电池包与车架的柔性连接，抵抗车架的扭曲变形对动力电池包的影响，避免动力电池包损坏，确保连接有效。

可选地，悬置支架20的两端通过均布的螺栓或铆钉与托盘10的连接区域连接，悬置支架20的中部通过均布的螺栓或铆钉与悬置底座40连接，安装区域与连接区域分别位于托盘10的两向背的侧面，动力电池包通过均布的螺栓或铆钉安装连接于托盘10的安装区域，实现动力电池包与车架的连接。悬置支架20具有形变能力，能够抵抗车架的扭曲变形，实现动力电池包与车架的柔性连接。

优选地，悬置组件为至少四个，托盘10的一对边上设有均匀分布的至少四个连接区域，每个连接区域连接有一个悬置组件，至少四个悬置组件均与车架柔性连接，同时使安装有动力电池包的托盘10受力均匀，提高连接稳定性。

结合图4所示，图3示出了本发明一实施例中的悬置支架20结构示意图，可选地，在其中一个实施例中，悬置支架20设有拱形加强筋21，悬置支架20的四周设有第一翻边。通过拱形加强筋21增强悬置支架20的结构强度刚度，拱形加强筋21设置于悬置支架20的中线上，使悬置支架20受力均匀。通过悬置支架20四周的翻边减小悬置支架20的应力集中，利于悬置支架20与托盘10安装区域的连接安装，增强连接稳定性。

结合图5、图6所示，图4示出了本发明一实施例中的悬置底座40结构示意图，图5示出了本发明一实施例中的悬置底座40另一视角的结构示意图。优选地，在其中一个实施例中，悬置底座40包括连接孔、第一凸台41、第二凸台43及支撑脚42，第一凸台41设置于悬置底座40的远离悬置支架20的一侧，第二凸台43、支撑脚42设置于悬置底座40的靠近悬置支架20的一侧，连接孔贯穿第一凸台41和第二凸台43，支撑脚42与悬置支架20连接。悬置连接件30通过连接孔与第一凸台41、第二凸台43连接，悬置连接件30靠近悬置支架20的一端与第二凸台43限位抵接，悬置连接件30远离悬置支架20的的一端与车架连接，实现悬置底座40与车架的连接。

可选地，支撑脚42为至少四个，至少四个支撑脚42均匀布置在悬置底座40上，悬置底座40通过至少四个支撑脚42与悬置支架20连接。可选地，至少四个支撑脚42为开设内螺纹孔的柱体，悬置底座40通过至少四个支撑脚42与悬置支架20螺纹连接，实现悬置支架20与车架的连接。

结合图2所示，在其中一个实施例中，悬置连接件30设有头部、连接部，悬置连接件30的头部设有限位面31，第二凸台43与支撑脚42圆滑过渡连接，第二凸台43设有限位配合面44，悬置连接件30的连接部通过连接孔与悬置底座40连接，并悬置连接件30的头部与第二凸台43抵接，限位面31与限位配合面44抵接配合。通过第二凸台43与支撑脚42圆滑过渡连接，使悬置底座40的受力均匀，减小应力集中，提高连接稳定性。悬置连接件30的头部与第二凸台43抵接的同时，通过悬置连接件30的头部的限位面31与第二凸台43的限位配合面44的限位抵接，限制悬置连接件30的转动，防止悬置连接件30脱离连接孔，确保悬置底座40与车架的可靠连接。

可选地，悬置连接件30的连接部远离头部的一端设有锥形导向面，易于悬置连接件30与悬置底座40的连接孔的连接。

结合图7所示，图6示出了本发明一实施例中的托盘10结构示意图，在其中一个实施例中，托盘10包括第一边梁11、角板12、第二边梁13、第一中间梁14及第二中间梁15，第一边梁11与角板12的一端固定连接，角板12的另一端与第二边梁13固定连接，第一边梁11、角板12及第二边梁13围成一框架，第一中间梁14、第二中间梁15均设置于框架内，第一中间梁14、第二中间梁15均与框架固定连接，第二中间梁15垂直于第一中间梁14，连接区域位于第一边梁11上，悬置组件于连接区域处与第一边梁11连接。安装区域设置于第一边梁11、角板12及第二边梁13的靠近动力电池包的一侧，动力电池包于安装区域处与托盘10连接，由第一边梁11、角板12及第二边梁13围成的托盘10框架结构简单，简化了动力电池包与车架之间的安装结构，易于安装连接，且连接可靠，同时，框架结构减轻了托盘10的重量。通过第一中间梁14和第二中间增强托盘10框架的结构强度刚度，增大托盘10的承重面积，使托盘10受力均匀，提高连接稳定性。

可选的,第一边梁11的厚度大于角板12,角板12的厚度大于第二边梁,优化结构,保证结构强度刚度的同时,减轻托盘结构重量。

可选地，第一中间梁14、第二中间梁15为至少一个，至少一个第一中间梁14和第二中间梁15均设置于框架内，至少一个第一中间梁14和第二中间梁15均与框架固定连接，至少一个第二中间梁15垂直于至少一个第一中间梁14，进一步增强托盘10框架的结构强度刚度，提高连接稳定性。

可选地，第一中间梁14、第二中间梁15均与框架通过螺栓或铆钉固定连接，第二中间梁15垂直于第一中间梁14，并与第一中间梁14通过螺栓或铆钉固定连接，悬置组件于连接区域处与第一边梁11通过螺栓或铆钉固定连接，实现悬置组件与托盘10的连接，安装操作简便。

进一步地，在其中一个实施例中，第一边梁11设有第一减重孔111、第二减重孔112及第三减重孔113中的任意一个或任意组合；和/或，第二边梁13设有第四减重孔131；和/或，第一中间梁14、第二中间梁15均设有第五减重孔141。通过设置上述减重孔，使第一边梁11、角板12、第二边梁13、第一中间梁14及第二中间梁15的结构重量减轻。

更进一步地，第一减重孔111、第三减重孔113、第四减重孔131及第五减重孔141为腰形孔，第二减重孔112为圆孔，以减小应力集中。第一减重孔111的宽度大于第三减重孔113，第三减重孔113的宽度大于第四减重孔131，第四减重孔131的宽度大于第五减重孔141，以使第一边梁11、角板12、第二边梁13、第一中间梁14及第二中间梁15的结构在满足强度、刚度的同时，减轻了结构重量。可选地,第一中间梁14和第二中间15梁为矩形钢管,第四减重孔131、第五减重孔141分别设置于第一中间梁14、第二中间梁15的矩形钢管的矩形截面的短边所在的平面上，以优化结构，减轻重量。进一步地，第一中间梁14、第二中间梁15的矩形钢管的矩形截面的短边所在平面与托盘10所在平面平行，以保证托盘中部的垂直刚性足够。

可选地，托盘10的连接区域设置于一对相对的第一边梁11上，第一减重孔111、第二减重孔112及第三减重孔113均设置于连接区域上，第二减重孔112设置于第一减重孔111与第三减重孔113之间，第一减重孔111、第二减重孔112及第三减重孔113均设置于连接区域，使第一边梁11的受力分布均匀，提高托盘10的结构稳定性。

在其中一个实施例中，还包括辅助件16，第二中间梁15穿过第一中间梁14，并与第一中间梁14通过辅助件16固定连接。通过辅助件16限制第一中间梁14与第二中间梁15连接处的转动自由度，避免第一中间梁14与第二中间梁15发生相对位移，增强托盘10结构的连接稳定性。可选地，辅助件16为钣金件弯折形成的角铁或角钢，第二中间梁15穿过第一中间梁14，并与第一中间梁14通过角铁或角钢固定连接。通过角铁或角钢限制第一中间梁14与第二中间梁15连接处的转动自由度，简化了辅助件16的结构，易于安装。

在其中一个实施例中，角板12设有加强筋，角板12的四周设有第二翻边。通过加强筋增强角板12的结构强度刚度，加强筋设置于角板12的中线上，使角板12受力均匀。通过角板12四周的翻边减小角板12的应力集中，利于角板12与第一中间梁14、第二中间梁15的连接，增强连接稳定性。

此外，本发明还提供一种汽车，包括如上述的电池安装结构。

上述电池安装结构，托盘10具有安装区域和连接区域，通过托盘10的安装区域安装动力电池包，连接可靠，且安装结构简单，减少了重量。悬置组件与托盘10的连接区域连接，通过悬置组件的抗扭转性，实现动力电池与车架柔性连接，能够避免汽车行驶时动力电池因车架的扭曲变形而损坏，同时也能缓冲动力源对车身的振动激励，从源头上减小汽车振动和噪音的产生，改善驾乘舒适性。

上述汽车，通过上述电池安装结构将动力电池包与车架连接安装，连接可靠，且安装结构简单，容易安装，减轻了汽车重量。同时通过上述电池安装结构能缓冲动力源对车身的振动激励，从源头上减小汽车振动和噪音的产生，改善驾乘舒适性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种电池安装结构，其特征在于，所述电池安装结构包括：

托盘，所述托盘具有安装区域和连接区域，所述托盘的安装区域用于安装动力电池包；所述托盘包括第一边梁、角板、第二边梁、第一中间梁及第二中间梁，所述第一边梁与所述角板的一端固定连接，所述角板的另一端与所述第二边梁固定连接，所述第一边梁、所述角板及所述第二边梁围成一框架，所述第一中间梁、所述第二中间梁均设置于所述框架内，所述第一中间梁、所述第二中间梁均与所述框架固定连接，所述第二中间梁垂直于所述第一中间梁，所述连接区域位于所述第一边梁上；

悬置组件，所述悬置组件与所述托盘的连接区域连接，所述悬置组件与所述第一边梁连接，用于将动力电池包与车架柔性连接，所述悬置组件包括悬置支架、悬置连接件及悬置底座，所述悬置支架与所述托盘连接，所述悬置底座与所述悬置支架连接；

所述悬置支架的中部通过弯折与所述悬置支架的两端连接，所述悬置支架的两端与所述托盘的所述连接区域连接，所述悬置支架的中部与所述悬置底座连接，所述悬置连接件与所述悬置底座连接，所述悬置连接件用于与车架连接；

所述悬置底座包括连接孔、第一凸台、第二凸台及支撑脚，所述第一凸台设置于所悬置底座的远离所述悬置支架的一侧，所述第二凸台、所述支撑脚设置于所述悬置底座的靠近所述悬置支架的一侧，所述连接孔贯穿所述第一凸台和所述第二凸台，所述支撑脚与所述悬置支架连接；

所述悬置连接件设有头部、连接部，所述悬置连接件的头部设有限位面，所述第二凸台与所述支撑脚圆滑过渡连接，所述第二凸台设有限位配合面，所述悬置连接件的连接部通过所述连接孔与所述悬置底座连接，并所述悬置连接件的头部与第二凸台抵接，所述限位面与所述限位配合面抵接配合。

2.根据权利要求1所述的电池安装结构，其特征在于，所述悬置支架设有拱形加强筋，所述悬置支架的四周设有第一翻边。

3.根据权利要求1所述的电池安装结构，其特征在于，所述第一边梁设有第一减重孔、第二减重孔及第三减重孔中的任意一个或任意组合；和/或，

所述第二边梁设有第四减重孔；和/或，

所述第一中间梁、所述第二中间梁均设有第五减重孔。

4.根据权利要求1所述的电池安装结构，其特征在于，还包括辅助件，所述第二中间梁穿过所述第一中间梁，并与所述第一中间梁通过所述辅助件固定连接。

5.根据权利要求1所述的电池安装结构，其特征在于，所述角板设有加强筋，所述角板的四周设有第二翻边。

6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的电池安装结构。