CN114633612A - 电池安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池安装结构，其包括：侧梁、安装支架、连接构件以及电池组件，安装支架连接到所述侧梁，所述安装支架通过外力能够变形；连接构件接合到所述安装支架并与所述侧梁间隔开预定距离；电池组件包括接合到所述连接构件的侧凸缘，所述电池组件配置为容纳有高压电池。

Description

电池安装结构
技术领域
本发明涉及一种用于环保车辆的电池的安装结构。
背景技术
环保车辆(例如电动车辆或混合动力车辆)必须设置有用于驱动车辆的电机和用于向电机供电的高压电池。
近年来，由于为了增加电池电容量而增加了电池的尺寸，所以高压电池安装在车辆的地板平板上，而不是传统地设置在行李箱中。具体地，其中包括电池的电池外壳接合到车身的地板下方板的下表面，并通过螺栓安装到每个侧梁。
作为在车辆的纵向方向上沿着车辆的下部的侧边延伸的构件，侧梁用于在车辆受到侧面碰撞的情况下通过变形来吸收或减轻碰撞冲击。相应地，当冲击力施加到车辆的侧面时，冲击力通过侧梁或车身传递到电池。因此，在侧面碰撞的情况下，需要保护电池的装置。
为了保护电池，增强结构被应用到侧梁。尽管增强结构可以保护电池，但存在的问题在于：由于附加的增强构件，车辆的总重量和成本不可避免地增加，并且行驶范围减少。
韩国未审查专利申请公开号10-2012-0033181描述了与本发明主题相关的信息。
公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明背景技术的理解，因此其可以包含的信息并不构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明涉及一种用于环保车辆的电池的安装结构。特定实施方案涉及一种电池安装结构，其设计成在侧面碰撞的情况下保护接合到地板平板的下部的电池。
本发明的实施方案可以解决与现有技术相关的问题。本发明的实施方案提供一种这样的电池安装结构，其能够有效地保护电池而无需过度增强侧梁。
本发明的另一个实施方案提供一种能够减少车辆的重量和成本的电池安装结构。
本发明的又一个实施方案提供一种能够增加车辆行驶范围的电池安装结构。
本发明实施方案不限于上述实施方案，本发明所属领域的技术人员将从以下优选实施方案的描述中清楚地理解以上未提及的本发明的其他实施方案。
本发明实施方案提供一种电池安装结构，其包括：侧梁、安装支架、连接构件以及电池组件，所述安装支架连接到所述侧梁，并且通过外力能够变形；所述连接构件接合到所述安装支架并与所述侧梁间隔开预定距离；所述电池组件包括接合到所述连接构件的侧凸缘，并且容纳有高压电池。
下面讨论本发明的其它方面和优选的具体实施方案。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明实施方案的上述和其它特征在以下进行讨论。
附图说明
现在将参照所附附图中示出的某些示例性实施方案详细地描述本发明实施方案的以上和其它特征，下文中给出的所述附图仅作为实例，因而对本发明是非限制性的，并且其中：
图1是示出高压电池安装到车辆的地板下方板的示例；
图2是在车辆的横向方向上的车辆截面图，其包括根据本发明实施方案的电池安装结构；
图3是图2中方框区域的放大示意图；
图4是包括根据本发明实施方案的电池安装结构的车辆的立体图；
图5是示出在连接构件中的接合孔中形成的扩展部分的示意图；
图6A和图6B是示意性地示出电池组件、连接构件和侧梁之间的高度差的示意图；以及
图7是示出在侧面碰撞的情况下根据本发明实施方案的电池安装结构的操作的示意图。
应当了解，所附附图并非一定按比例地绘制，而仅显示了说明本发明实施方案的基本原理的各种优选特征的适当简化的画法。本发明实施方案所公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明实施方案的相同或等同的部分。
具体实施方式
下文将参考所附附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。本发明实施方案中描述的具体结构或功能仅用于说明目的。根据本发明的概念的实施方案可以以各种形式实现，应当理解，它们不应被解释为限于本说明书中描述的实施方案，而是包括本发明的精神和范围中包括的所有修改、等效方式或替换。
应当理解，虽然在这里可能使用术语“第一”、“第二”等以描述各个元件，但是这些元件不应由这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件进行区分。例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
应当理解，当一个元件被称为“接合”或“连接”到另一个元件时，它可以直接接合或连接到另一个元件或者在它们之间可以存在中间元件。与此相反，应当理解，当一个元件被称为“直接接合”或“直接连接”到另一个元件时，不存在中间元件。其他用于说明元件之间关系的表达方式，例如“介于”、“直接介于”或“相邻”、“直接相邻”应该以相同的方式解释。
在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的组件。与此同时，本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还应理解，当在本说明书中使用“包括”、“包括”、“具有”等术语时，指明存在所述组件、步骤、操作和/或元件，但是不排除其存在或加入一个或更多个其他组件、步骤、操作和/或元件。
如图1所示，其中包括电池的电池外壳2设置在地板下方板4的下方，并且电池外壳2通过螺栓经由安装部分12a和12b固定到侧梁6。
进行车辆的侧面柱碰试验以模拟侧面碰撞情况，并通过使车辆与固定柱P碰撞来评估碰撞性能。在侧面碰撞的情况下，由于侧面碰撞引起的冲击力被直接传递到电池外壳2，因此很难避免由侧面碰撞而引起的电池破损和由电池破损而产生的火灾风险。因此，为了通过减小由侧面碰撞而引起的侧梁的变形从而保护电池，将附加的增强构件应用到侧梁。
图1是在横向方向上电池安装到车辆上的部分的截面图。在图1中，车辆直接与固定柱P碰撞的一侧由(A)表示，车辆的另一侧由(B)表示。
安装部分12b位于车辆的与固定柱P碰撞的一侧(A)相反的一侧(B)处，被构造成具有抗变形结构，即，被构造成不能够被推动或变形。因此，目前的技术旨在通过减小由于碰撞引起的侧梁变形以保护电池，重点是增强侧梁本身。
由于这种结构提供的变形空间有限，因此需要对侧梁进行过度的增强。这往往会增加车辆的总重量和成本并减少行驶范围。
本发明实施方案提供了一种结构，其中车辆的相对侧B的安装部分12b在侧面碰撞的情况下被推动，从而确保额外的变形空间。因此，可以提供强度增强的最佳结构。
下面将参考所附附图对本发明的实施方案进行具体描述。
图2是沿着包括根据本发明实施方案的电池安装结构的车辆的横向方向得到的截面图。图3是图2中方框区域的放大示意图。图4是包括根据本发明实施方案的电池安装结构的车辆的立体图。
参考图2到图4，根据本发明实施方案的电池安装结构包括电池组件20、连接构件40和安装支架60。
电池组件20包括电池和电池外壳22。电池容纳在电池外壳22中并由此受到保护。
电池外壳22在其两个横向侧处设置有从电池外壳22的两个横向侧突出的侧凸缘24。侧凸缘24在车辆的纵向方向上沿着电池外壳22延伸，并且电池组件20经由侧凸缘24安装在车辆上。
每个侧凸缘24具有多个安装孔26。为了连接电池组件20，每个侧凸缘24设置有安装孔26，安装孔26穿过侧凸缘24形成。安装孔26在侧凸缘24的纵向方向上以一定间隔布置。
连接构件40连接到电池组件20并且与侧梁100间隔开预定距离S。在本发明的实施方案中，连接构件40包括一对竖直元件41、一对水平元件43以及闭合空间45。竖直元件41基本上竖直地定向为彼此面对，水平元件43将一对竖直元件41彼此连接并且基本上横向地定向。通过一对竖直元件41和一对水平元件43之间的连接，在连接构件40内限定闭合空间45。
连接构件40在车辆的纵向方向上平行于侧凸缘24延伸。与侧凸缘24重叠，连接构件40通过螺栓(未示出)接合到侧凸缘24。连接构件40具有穿过连接构件40形成的多个接合孔47。接合孔47彼此间隔开预定距离，用于与相应的安装孔26连接。多个安装孔26与多个接合孔47对齐，并且紧固元件通过安装孔26和闭合空间45中的接合孔47紧固，从而将连接构件40接合到侧凸缘24。
如图5所示，在本发明的实施方案中，每个接合孔47具有扩展部分49。扩展部分49具有钥匙孔的形状，其一部分径向向外扩展。具体地，扩展部分49朝向与连接构件40相邻或紧挨着设置的侧梁100扩展，或者在车辆的横向向外方向上扩展。然后，电池组件20可以朝向与碰撞侧的侧梁相对的侧梁被推动并移位。
连接构件40接合到安装支架60。安装支架60接合到侧梁100。特别地，安装支架60可以接合到侧梁100的下部。侧梁100包括外部构件110和内部构件130。在非限制性示例中，安装支架60接合到侧梁100的内部构件130的下表面。安装支架60可以直接接合到侧梁100，或者可以经由附加的安装构件80接合到侧梁100。安装支架60将连接构件40接合到侧梁100，使得在连接构件40和侧梁100之间保持预定距离S。
安装支架60可变形地构造。换句话说，安装支架60被构造成在碰撞的情况下可变形。在本发明的实施方案中，安装支架60包括第一构件62和第二构件64。第一构件62和第二构件64从附接到侧梁100的安装支架60分支并从此延伸。第一构件62和第二构件64在其中共同限定空间66，并且第一构件62和第二构件64附接到连接构件40。第一构件62在接合到侧梁100的安装支架60处弯曲并且附接到连接构件40的竖直元件41。第二构件64在接合到侧梁100的安装支架60处弯曲并且附接到连接构件40的水平元件43。尽管安装支架60、第一构件62和第二构件64分别由不同的附图标记表示，但它们可以一体地形成。
参考图6A和图6B，根据本发明的实施方案，在侧梁100和连接构件40之间可以存在高度差h。具体地，侧梁100的下表面和连接构件40的下表面可以设置为在竖直高度上彼此不同。在本发明的一些实施方案中，连接构件40的下表面在竖直方向上可以定位为高于侧梁100的下表面。在本发明的一些实施方案中，连接构件40的下表面在竖直方向上可以定位为低于侧梁100的下表面。考虑到电池组件20或侧凸缘24与侧梁100之间存在高度差，本发明的实施方案设计成使得电池组件20或侧凸缘24与侧梁100经由安装支架60而彼此连接，从而使安装支架60在碰撞的情况下容易变形。
将参照图7描述根据本发明实施方案的电池安装结构的操作。
图7中最左边的图示展示了根据本发明实施方案的碰撞前的电池安装结构，特别是与碰撞侧相对的非碰撞侧。
当碰撞发生在与图7所示的一侧相反的一侧时(即，在与电池安装结构的非碰撞侧相反的一侧)，电池组件20在图中箭头所示的方向上受到向左的力并被推动。与此同时，接合到电池组件20的侧凸缘24的连接构件40也被向左推动。因此，连接构件40和侧梁100之间的距离S减小，并且连接构件40移动靠近侧梁100的内部构件130。随着连接构件40被推动，安装支架60变形。如果碰撞力更大，则连接构件40到达侧梁100，电池组件20进一步被朝向非碰撞侧推动。此时，螺栓进入扩展部分49，电池组件20与连接构件40分离。
由于根据本发明实施方案的电池安装结构设计成使得电池被推动或分离以在侧面碰撞的情况下确保额外的碰撞缓冲空间，从而可以最大限度地提高碰撞性能。
因此，根据本发明的实施方案，由于额外的碰撞缓冲空间，可以优化侧梁的增强，并因此可以最大限度地减少重量和成本。
从上面的描述中可以明显看出，本发明的实施方案提供一种电池安装结构，其能够有效地保护电池而无需过度增强侧梁。
此外，本发明的实施方案提供一种能够实现车辆的轻量化和成本降低的电池安装结构。
此外，本发明的实施方案提供一种能够增加车辆行驶范围的电池安装结构。
已经参考优选实施方案详细描述本发明。然而，本领域技术人员将理解可以在这些实施方案中做出改变而不偏离本发明的原理和精神，本发明的范围在所附权利要求及其等价形式中限定。

Claims (20)

1.一种电池安装结构，其包括：
侧梁；
安装支架，其连接到所述侧梁，所述安装支架通过外力能够变形；
连接构件，其接合到所述安装支架并与所述侧梁间隔开预定距离；以及
电池组件，其包括接合到所述连接构件的侧凸缘，所述电池组件配置为容纳有高压电池。
2.根据权利要求1所述的电池安装结构，其中，所述连接构件在其中限定有闭合空间。
3.根据权利要求1所述的电池安装结构，其中，所述侧凸缘包括穿过侧凸缘而形成的安装孔。
4.根据权利要求3所述的电池安装结构，其中，
所述连接构件包括竖直地穿过所述连接构件而形成的接合孔，
所述侧凸缘和所述连接构件利用穿过所述安装孔和所述接合孔的紧固元件而彼此接合。
5.根据权利要求4所述的电池安装结构，其中，所述接合孔包括从接合孔径向向外延伸的扩展部分。
6.根据权利要求1所述的电池安装结构，进一步包括将所述安装支架连接到所述侧梁的安装构件。
7.一种电池安装结构，其包括：
侧梁；
连接构件，其与所述侧梁间隔开预定距离；
安装支架，其连接到所述侧梁并且接合到所述连接构件，所述安装支架从所述侧梁朝向所述连接构件弯曲一定角度，并且通过外力能够变形；以及
电池组件，其包括接合到所述连接构件的侧凸缘，所述电池组件配置为容纳有高压电池。
8.根据权利要求7所述的电池安装结构，其中，所述安装支架包括第一构件和第二构件，并且所述第一构件和所述第二构件从所述安装支架分支并弯曲。
9.根据权利要求8所述的电池安装结构，其中，所述第一构件在所述安装支架的连接到所述侧梁的部分处弯曲，并且接合到所述连接构件的竖直表面。
10.根据权利要求8所述的电池安装结构，其中，所述第二构件在所述安装支架的连接到所述侧梁的部分处弯曲，并且接合到所述连接构件的水平表面。
11.一种车辆，其包括：
地板下方板；
侧梁，其在所述车辆的纵向方向上延伸；
安装支架，其连接到所述侧梁，所述安装支架通过外力能够变形；
连接构件，其接合到所述安装支架并与所述侧梁间隔开预定距离；
电池外壳，其设置在所述地板下方板的下方，所述电池外壳包括接合到所述连接构件的侧凸缘；以及
高压电池，其安置在所述电池外壳中。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述连接构件在其中限定有闭合空间。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述侧凸缘包括穿过侧凸缘而形成的安装孔。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，
所述连接构件包括竖直地穿过所述连接构件而形成的接合孔，
所述侧凸缘和所述连接构件利用穿过所述安装孔和所述接合孔的紧固元件而彼此接合。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述接合孔包括从接合孔径向向外延伸的扩展部分。
16.根据权利要求11所述的车辆，进一步包括将所述安装支架连接到所述侧梁的安装构件。
17.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述安装支架从所述侧梁朝向所述连接构件弯曲一定角度。
18.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述安装支架包括第一构件和第二构件，并且所述第一构件和所述第二构件从所述安装支架分支并弯曲。
19.根据权利要求18所述的车辆，其中，所述第一构件在所述安装支架的连接到所述侧梁的部分处弯曲，并且接合到所述连接构件的竖直表面。
20.根据权利要求18所述的车辆，其中，所述第二构件在所述安装支架的连接到所述侧梁的部分处弯曲，并且接合到所述连接构件的水平表面。
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