CN114802483A - 一种电池包和车身一体化结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池包和车身一体化结构，包括车身组件，所述车身组件包括底板、多个门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁，且形成安装槽；以及安装组件，包括托盘，所述托盘设置在所述底板的下方；电池模组，固定在所述托盘上，且位于所述车身组件上形成的安装槽内。本申请通过一体化的车身将原本结构相近、功能类似的结构进行整合，实现了模块化的安装，性能得到有效提升，同时通过电池模组与门槛边梁之间的间隙又增加了控制模组等其余系统布置的空间，使得车身更为一体化、集中化。

Description

一种电池包和车身一体化结构

技术领域

本发明涉及车辆制造领域，尤其是涉及一种电池包和车身一体化结构。

背景技术

目前主流的电动车电池包集成方案主要有两种，一种为电芯组装成模组，模组装配到电池箱形成电池包，行业内一般称为大模组方案；另一种为电芯直接安装在电池箱中形成电池，行业内一般称为无模组方案CTP；两种方案都是先形成电池包，然后安装在车身下部承载车身结构或底盘车架上非承载式车身结构。

如图1所示，其具体介绍了大模组方案的组成，主要包括白车身与电池包，白车身与电池包是两个完全独立的系统，白车身的地板上开设有安装槽，电池包是安装在安装槽内，在安装时，电池包需要与安装槽的上内壁之间保证≥10mm的安全间隙，加上电池上盖的料厚、结构特征约5～8mm高度，动力电池模组与白车身之间会有＞25mm的间隙，对整车的高度控制非常不利。

由上述可知，两套独立的系统在相互安装时，不光需考虑安装空间的问题，还需要满足各自功能、性能的要求，导致重心上升，不利于整车的轻量化工作。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提供了一种电池包和车身一体化结构，以解决现有技术中因电池包与车身非一体化而导致重心上升以及性能低下的技术问题。

一种电池包和车身一体化结构，包括车身组件，所述车身组件包括底板、多个门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁，且形成安装槽；以及

安装组件，包括托盘，所述托盘设置在所述底板的下方；

电池模组，固定在所述托盘上，且位于所述车身组件上形成的安装槽内。

首先使电池模组固定在托盘上，组成该结构中的电池包，与现有技术中的电池包相比，该电池包减少了外壳，再将该电池包与车身组件相连，电池包上裸露的电池模组放置在由底板、多个门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁的安装槽内，同时使托盘与门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁相连，从而完成整体的组装；上述电池模组和车身组件通过安装组件直接一体化装配，可将原本结构相近、功能类似的结构进行整合，即可实现模块化安装，在增加模组布置空间、轻量化的同时，还实现了电池包与车身的一体化，性能得到了有效提升。

优选地，所述托盘分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁可拆卸连接。

通过可拆卸的连接方式方便后期对托盘进行拆卸与安装，从而完成对电池模组的检修与更换。

优选地，所述门槛边梁的数量为两个；

两个所述门槛边梁分别设置在所述底板的两侧，所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁分别设置在所述底板的另两侧；所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁围绕所述底板形成所述安装槽。

通过底板与门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁组成一个带有安装槽的车身底盘，且门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁均以底板为基准向下凸出，使得形成的安装槽实际位于底板的下方，因此，安装组件与电池模组是位于底板的下方，同时通过托盘与向下凸出的门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁分别可拆卸连接来将电池模组固定在安装槽内，从而实现了电池模组与车身底盘的一体化。

优选地，所述安装组件还包括多个连接边梁，所述连接边梁设置在所述托盘的边缘处；

所述连接边梁分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁可拆卸连接。

由于门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁的形状不一，因此通过连接边梁去适配高度不同的门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁，使得托盘与车身底盘之间连接更稳固。

优选地，与所述门槛边梁连接的连接边梁的厚度，其与所述前围板下横梁以及与所述后地板前横梁连接的连接边梁的厚度呈现差异或一致。

由于门槛边梁的横截面与前围板下横梁以及后地板前横梁的横截面形状存在差异，因此改变与其对应的连接边梁的厚度来使得连接边梁更适配门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁，确保托盘与车身底盘之间的贴合面平整，使连接更为稳固，同时增加了密封性。

优选地，所述电池模组与两侧的门槛边梁之间留有间隙，所述电池模组与所述前围板下横梁之间以及所述电池模组与所述后地板前横梁之间留有间隙。

留有的间隙可以安装控制模组等其他部件；前围板下横梁靠近汽车的前舱处，因此来优选将控制模组安装在电池模组与后地板前横梁之间的间隙内，倘若在发生碰撞时，可以有效保护控制模组，不会造成汽车短路或者断电。

优选地，位于所述电池模组与所述前围板下横梁之间的间隙以及所述电池模组与所述后地板前横梁之间的间隙内分别设有固定在所述托盘上的限制横梁，所述电池模组依附在所述限制横梁上。

限制横梁可以进一步加固电池模组，同时又可将安装在间隙内的控制模组与电池模组隔开。

优选地，位于所述电池模组与所述后地板前横梁之间的限制横梁的高度，其与位于所述电池模组与所述前围板下横梁之间的限制横梁的高度持平或者呈错位设置。

由于电池模组是更靠近前围板下横梁的，因此为了托盘的前后平衡，可以通过改变限制横梁的位置来改变重心，从而使得托盘上的电池模组前后趋于平衡，可以大大减少对整个车身底盘平衡度的影响。

优选地，所述连接边梁分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁通过螺栓连接。

一方面螺栓可以方便拧下，从而方便后期的检修；另一方面则是当螺栓变形或者丢失后，还可以方便更换，成本更低。

优选地，所述连接边梁分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁的连接处设置密封部件。

通过密封部件可以将还留有的缝隙进行完全密封，从而减少灰尘等杂质由很小的缝隙内进入到安装槽内来侵蚀电池模组。

综上，当安装托盘的同时将固定在安装托盘上的电池模组放置在底板与门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁组成的安装槽内，同时通过螺栓将连接边梁分别与门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁相连，从而实现了电池模组与车身的一体化；通过一体化的车身将原本结构相近、功能类似的结构进行整合，实现了模块化的安装，性能得到有效提升，同时通过电池模组与后地板前横梁之间的间隙又增加了控制模组等其余系统布置的空间，使得车身更为一体化、集中化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明背景技术提供的老结构车身的结构示意图；

图2为本发明提供的车身一体化结构拆分的示意图；

图3为本发明提供的车身组件的结构示意图；

图4为图3中A-A处的剖视图；

图5为图3中B-B处的剖视图；

图6为图3中C-C处的剖视图。

以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、车身组件；101、底板；102、门槛边梁；103、前围板下横梁；104、后地板前横梁；2、安装组件；201、托盘；202、连接边梁；203、限制横梁； 3、安装槽；4、电池模组；5、螺栓；6、密封部件。

具体实施方式

为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

参考图2-图6，本发明提供的一个实施方式中，提供了一种电池包和车身一体化结构，包括车身组件1，车身组件包括底板101、多个门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104，且形成安装槽3；以及安装组件2，包括托盘201，托盘201设置在底板101的下方；电池模组4，固定在托盘 201上，且位于车身组件1上形成的安装槽3内。

在上述实施例的基础之上，本申请的其他一些实施例还可以是在上述具体实施例的基础上，所进行的以下一项或者多项组合的进一步增加或者限定。

托盘201分别与门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104 可拆卸连接。

门槛边梁102的数量为两个；两个门槛边梁102分别设置在底板101的两侧，前围板下横梁103以及后地板前横梁104分别设置在底板101的另两侧；门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104围绕底板101 形成安装槽3；

安装组件2还包括多个连接边梁202，连接边梁202设置在托盘201的边缘处；连接边梁202分别与门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104可拆卸连接。

与门槛边梁102连接的连接边梁202的厚度，其大于与前围板下横梁103 以及与后地板前横梁104连接的连接边梁202的厚度。

电池模组4与两侧的门槛边梁102之间留有间隙，电池模组4与前围板下横梁103之间以及电池模组4与后地板前横梁104之间留有间隙。

位于电池模组4与前围板下横梁103之间的间隙以及电池模组4与后地板前横梁104之间的间隙内分别设有固定在托盘201上的限制横梁203，电池模组4依附在限制横梁203上。

位于电池模组4与后地板前横梁104之间的限制横梁203的高度，其与位于电池模组4与前围板下横梁103之间的限制横梁203的高度持平或者呈错位设置。

连接边梁202分别与门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104通过螺栓5连接。

连接边梁202分别与门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104的连接处设置密封部件6。

请参考图3-图6，在本发明提供的一些实施方案中，该车身一体化结构包括底板101，其中底板101为矩形结构，位于该底板101长边的两侧分别设置有一个门槛边梁102，位于该底板101短边的两侧分别设置有前围板下横梁103以及后地板前横梁104；且两个门槛边梁102与前围板下横梁103 以及后地板前横梁104是基于底板101向下凸出，使得底板101与门槛边梁 102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104形成一个位于底板101底部的安装槽3。

该车身一体化结构还包括托盘201与设置在托盘201上的连接边梁202，其中托盘201同样为矩形结构，连接边梁202的数量为四个，分别设置在托盘201表面且靠近四个边缘处，其中两个连接边梁202分别与门槛边梁102 可拆卸连接，另外两个连接边梁202分别与前围板下横梁103以及后地板前横梁104可拆卸连接；在托盘201上固定有裸露的电池模组4，当进行安装时，首先将电池模组4放置在安装槽3内，再将连接边梁202与门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104相连；

上述是通过底板101代替原有电池包中的外壳，实现了电池模组4与车身原底板101之间的一体化。其中可拆卸连接的方式有多种，该方案中优选螺栓5连接，一方面是因为螺栓5可以方便拧下，方便后期的检修；另一方面则是当螺栓5变形或者丢失后，还可以方便更换，成本更低。

连接边梁202的横截面上还设有减重槽，同时门槛边梁102、前围板下横梁103以及后地板前横梁104的横街面均为中空状，具体可见图4-图6，通过减重槽或者中空状的设计可以减轻自身的重心，从而使整车更为轻量化。

其中与门槛边梁102相连的连接边梁202的厚度，要比与前围板下横梁 103或者后地板前横梁104相连的厚度要厚，这是基于门槛边梁102的横截面与围板下横梁以及后地板前横梁104的横截面所决定，具体可见图4-图6，门槛边梁102面向电池模组4的侧边处形成一让位槽，该让位槽是向下贯通的，这样才可将连接边梁202由下方与让位槽的上内壁相抵接，而前围板下横梁103或者后地板前横梁104上并没有开设让位槽，而是使连接边梁202与其下表面直接抵接，因此，需将与门槛边梁102相连的连接边梁202做加厚处理，从而保证托盘201的四边均处于同一高度。

在门槛边梁102上形成的让位槽内还开设一密封槽，而前围板下横梁 103以及后地板前横梁104的底端处则开设有密封槽，连接横梁上设有位于密封槽内的密封部件6，该密封部件6优选橡胶密封条，通过该橡胶密封条可以将托盘201与安装槽3之间的缝隙密封住，从而减少灰尘等杂质由很小的缝隙内进入到安装槽3内来侵蚀电池模组4。

电池模组4被安装在安装槽3内后，其两侧与门槛边梁102之间留有间隙，电池模组4同样与前围板下横梁103以及后地板前横梁104之间也留有间隙，在这些间隙内可以安装控制模组等，前围板下横梁103靠近汽车的前舱处，因此优先选择将控制模组安装在电池模组4与后地板前横梁104之间的间隙内，倘若在发生碰撞时，靠近车头处的间隙更容易变形，因此，将其放置在远离车头的间隙内可以有效保护控制模组，不会造成汽车短路或者断电。

在电池模组4分别与前围板下横梁103以及后地板前横梁104之间的间隙内还设有限制横梁203，限制横梁203固定在托盘201上并与电池模组4 的侧面相抵接，其中位于电池模组4与后地板前横梁104之间的限制横梁203 高度与位于电池模组4与前围板下横梁103之间的限制横梁203的高度相持平或者呈错位设置，通过限制横梁203可以将电池模组4与控制模组隔开；

由上述可知，电池模组4与前围板下横梁103之间的间隙随着电池模组 4的尺寸而变化，因此为了托盘201的前后平衡，可以通过改变限制横梁203 的位置来改变重心，从而使得托盘201整体前后趋于平衡，可以大大减少对整个车身底盘平衡度的影响。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池包和车身一体化结构，其特征在于，包括车身组件，所述车身组件包括底板、多个门槛边梁、前围板下横梁以及后地板前横梁，且形成安装槽；以及

安装组件，包括托盘，所述托盘设置在所述底板的下方；

电池模组，固定在所述托盘上，且位于所述车身组件上形成的安装槽内。

2.根据权利要求1所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，所述托盘分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，所述门槛边梁的数量为两个；

两个所述门槛边梁分别设置在所述底板的两侧，所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁分别设置在所述底板的另两侧；所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁围绕所述底板形成所述安装槽。

4.根据权利要求3所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，所述安装组件还包括多个连接边梁，所述连接边梁设置在所述托盘的边缘处；

所述连接边梁分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，与所述门槛边梁连接的连接边梁的厚度，其与所述前围板下横梁以及与所述后地板前横梁连接的连接边梁的厚度呈现差异或一致。

6.根据权利要求4所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，所述电池模组与两侧的门槛边梁之间留有间隙，所述电池模组与所述前围板下横梁之间以及所述电池模组与所述后地板前横梁之间留有间隙。

7.根据权利要求4所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，位于所述电池模组与所述前围板下横梁之间的间隙以及所述电池模组与所述后地板前横梁之间的间隙内分别设有固定在所述托盘上的限制横梁，所述电池模组依附在所述限制横梁上。

8.根据权利要求7所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，位于所述电池模组与所述后地板前横梁之间的限制横梁的高度，其与位于所述电池模组与所述前围板下横梁之间的限制横梁的高度持平或者呈错位设置。

9.根据权利要求5-8任一项所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，所述连接边梁分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁通过螺栓连接。

10.根据权利要求4任一项所述的电池包和车身一体化结构，其特征在于，所述连接边梁分别与所述门槛边梁、所述前围板下横梁以及所述后地板前横梁的连接处设置密封部件。

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