CN115275484B - 一种轻量化ctp电池托盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻量化CTP电池托盘，包括呈环形结构的支撑框架和设置在所述支撑框架内环区域中的底板，所示支撑框架上包含有朝向内环区域凸出的支撑部，所述支撑部包含有用于承托电池组的支撑平面，所述底板间距设置在所述支撑平面的下方，能够通过支撑框架对电池组进行直接支撑，提供电池组缓冲空间的同时，同时使得底板不受承载力。
Description
技术领域
本发明属于新能源电池领域，特别涉及一种轻量化CTP电池托盘。
背景技术
新能源汽车的电池组一般通过托盘连接于车架底盘上，电池组通过托盘的底板进行支撑承托，一方面，当底板受到外力撞击或挤压时，底板受力直接作用于电池组，电池组缺少过渡和缓冲空间，另一方面，底板作为电池组的整体承载体，对底板的承载力要求较高。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种轻量化CTP电池托盘，能够通过支撑框架对电池组进行直接支撑，提供电池组缓冲空间的同时，同时使得底板不受承载力。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种轻量化CTP电池托盘，包括呈环形结构的支撑框架和设置在所述支撑框架内环区域中的底板，所示支撑框架上包含有朝向内环区域凸出的支撑部，所述支撑部包含有用于承托电池组的支撑平面，所述底板间距设置在所述支撑平面的下方。
进一步的，所述支撑框架为矩形框架，且包括位于横向上的横支撑梁和位于纵向上的纵支撑梁，所述横支撑梁与纵支撑梁首尾拼接设置。
进一步的，所述横支撑梁、纵支撑梁上沿长度方向均贯通开设有至少一条散热通槽，至少所述散热通槽的两端为散热口。
进一步的，所述横支撑梁与纵支撑梁的拼接面间距设置并构成拼接缝，所述拼接缝内设置有防陷塞块，且所述防陷塞块分别贴合于横支撑梁、纵支撑梁的拼接面。
进一步的，所述横支撑梁或纵支撑梁朝向于拼接缝凸出设置有垫台，所述垫台支撑和定位防陷塞块在垂直于支撑平面方向上的位置。
进一步的，所述支撑梁或纵支撑梁的拼接面在法向上凹设有限位凹槽，所述定位凹槽限位防陷塞块在拼接面上的位置。
进一步的，所述防陷塞块为梯形块状结构，所述防陷塞块的小端面对应于限位凹槽，所述防陷塞块的大端面贴合于另一拼接面。
进一步的，所述横支撑梁与纵支撑梁的对接处设置有剪切失效触发组件，所述剪切失效触发组件检测拼接面的剪切失效状态。
进一步的，所述剪切失效触发组件包括应力检测元件，所述横支撑梁和纵支撑梁上均贯通开设有垂直于拼接面的安装穿孔，两个安装穿孔同轴且外径相等，所述应力检测元件设置在安装穿孔内；所述应力检测元件检测拼接面处两个安装穿孔在竖向上的剪切力。
进一步的，两个所述安装穿孔内同轴穿设有支撑套筒，所述应力检测元件设置在支撑套筒内。
进一步的，所述支撑套筒的内壁上间距设置有两个支撑棱条，且两个所述支撑棱条分布设置在过轴竖向面的两侧，所述应力检测元件为应变片，所述应力检测元件呈弧形贴合设置在支撑套筒的内壁面上，且所述应力检测元件的两个棱边抵压在两个支撑棱条上；所述应力检测元件通过支撑套筒的形变检测两个安装穿孔的相对应力变化。
有益效果：本发明能够通过支撑框架对电池组进行直接支撑，而使得电池组与底板之间预留一定的间距，提供电池组缓冲空间的同时，也能够使得底板不受承载力，底板仅做防护和封闭作用，可大幅度降低底板使用的材料强度，降低成本，同时通过支撑框架对电池组进行支撑，承载力更强。
附图说明
附图1为本发明的整体结构与电池组的装配示意图；
附图2为本发明的支撑框架的结构装配示意图；
附图3为本发明的局部A的结构放大示意图；
附图4为本发明的局部B的结构放大示意图；
附图5为本发明的横支撑梁的截面结构示意图；
附图6为本发明中局部B中包含剪切失效触发组件的结构示意图；
附图7为本发明中剪切失效触发组件与横支撑梁、纵支撑梁的爆炸示意图；
附图8为本发明中支撑套筒和应力检测元件的装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图5所示，一种轻量化CTP电池托盘，包括呈环形结构的支撑框架1和设置在所述支撑框架1内环区域中的底板2，所示支撑框架1上包含有朝向内环区域凸出的支撑部3，支撑部3为凸台状结构，所述支撑部3包含有用于承托电池组10的支撑平面，所述支撑平面与支撑框架1的上表面间距设置，支撑平面相对于支撑框架为凹槽式结构，所述支撑部3上凹设有安装用于安装底板2的安装凹槽20，所述底板2间距设置在所述支撑平面的下方。本发明能够通过支撑框架1对电池组10进行直接支撑，而使得电池组与底板2之间预留一定的间距，提供电池组缓冲空间的同时，也能够使得底板2不受承载力，底板仅做防护和封闭作用，可大幅度降低底板使用的材料强度，降低成本，同时通过支撑框架对电池组进行支撑，承载力更强。
所述支撑框架1为矩形框架，且包括位于横向上的横支撑梁4和位于纵向上的纵支撑梁5，所述横支撑梁4与纵支撑梁5首尾拼接设置，横支撑两4与纵支撑梁5之间通过焊接进行连接，提升其整体性和稳定性，优选摩擦焊方式，提升牢固性和承载性能。
所述横支撑梁4、纵支撑梁5上沿长度方向均贯通开设有至少一条散热通槽6，至少所述散热通槽6的两端为散热口，所述横支撑梁4、纵支撑梁5均为包含内腔结构的型材，所述横支撑梁4、纵支撑梁5通过壁体与支撑框架的内框区域中的电池组进行热传导，通过所述横支撑梁4、纵支撑梁5能够对内框区域进行一定程度的散热。
如附图2至附图4所示，所述横支撑梁4与纵支撑梁5的拼接面间距设置并构成拼接缝，所述拼接缝内设置有防陷塞块7，且所述防陷塞块7分别贴合于横支撑梁4、纵支撑梁5的拼接面。边框连接的时候，通过搅拌焊接，焊接时，搅拌焊针有一个向下的力，大概4000KN，通过设计独立的防陷塞块7，起到支撑作用，避免横支撑梁4与纵支撑梁5的边缘处的型材压塌；而且通过防陷塞块7能够增加焊接面积，提升焊接后的连接强度。
所述横支撑梁4或纵支撑梁4朝向于拼接缝凸出设置有垫台8，所述垫台8支撑和定位防陷塞块7在垂直于支撑平面方向上的位置，所述支撑梁4或纵支撑梁5的拼接面在法向上凹设有限位凹槽9，所述定位凹槽9限位防陷塞块7在拼接面上的位置，通过垫台8和定位凹槽9对防陷塞块的竖向和横向进行定位和固定，防止其在焊接时窜动，也无需特定夹具，便于焊接操作。
所述防陷塞块7为梯形块状结构或楔形块结构，所述防陷塞块7的小端面对应于限位凹槽9，所述防陷塞块7的大端面贴合于另一拼接面，梯形结构或楔形块保证两侧均有较大的焊接面，且保证防陷塞块位置稳定。
所述横支撑梁4的上表面设置有横挡梁11，两组所述横挡梁11之间构成用于容纳电池组10的容纳腔。所述横挡梁11包括呈空腔结构的外壳体12和若干设置在所述外壳体12内腔中的加强筋13，用于增加横挡梁的强度。
所述支撑框架1和横挡梁均包含内空腔，能够大幅降低整体的重量。
所述支撑框架1的底部且位于底板2的下方设置有底护板14，所述底护板为碳纤维板，其热膨胀系数低，尺寸稳定、耐高温、耐腐蚀、耐冲击，且对整体减重。
如附图6至附图8所示，所述横支撑梁4与纵支撑梁5的对接处设置有剪切失效触发组件，所述剪切失效触发组件检测拼接面的剪切失效状态。由于电池托盘随汽车车体在频繁震动作用下，焊接处最易出现疲劳裂缝或者脱离，通过剪切失效触发组件对支撑框架1的四角焊接处进行失效监测。
所述剪切失效触发组件包括应力检测元件21，所述横支撑梁4和纵支撑梁5上均贯通开设有垂直于拼接面的安装穿孔22，两个安装穿孔22同轴且外径相等，所述应力检测元件21设置在安装穿孔内；所述应力检测元件21检测拼接面处两个安装穿孔22在竖向上的剪切力，当焊接面上出现上下位置的剪切时，两个安装穿孔22发生相对微小的位置变化，能作用在应力检测元件21上。
两个所述安装穿孔22内同轴穿设有支撑套筒23，且所述支撑套筒23的外壁贴合于安装穿孔22的内孔壁，所述应力检测元件21设置在支撑套筒23内，支撑套筒23一方面用于安装应力检测元件，另一方面用于对横支撑两和纵支撑梁进行横向支撑，当焊接处开裂失效时，能够提升应急安全性能，支撑套筒23为金属材质，其两端分别焊接在横支撑梁、纵支撑梁上。
如附图8所述，所述支撑套筒23的内壁上间距设置有两个支撑棱条24，且两个所述支撑棱条24分布设置在过轴竖向面的两侧，所述应力检测元件21为应变片，所述应力检测元件21呈弧形贴合设置在支撑套筒23的内壁面上，且所述应力检测元件21的两个棱边抵压在两个支撑棱条24上，所述应力检测元件21位于支撑套筒23的上半部区域；所述应力检测元件21通过支撑套筒23的形变检测两个安装穿孔22的相对应力变化，当焊接处出现上下方向上的剪切力变化时，能够直接作用于检测套筒23和应力检测元件21，且由于应力检测元件于检测套筒为面接触，即使局部的剪切力变化也能够得到触发反馈。
所述横支撑梁和纵支撑梁的焊接面位于散热通道6的内环侧，在横支撑梁4的壁体上开设有插孔25，用于对焊接后的焊接面进行安装穿孔的开设以及支撑套筒23的安装。其中，防陷塞块7上也开设有供支撑套筒23穿过的穿孔，且与安装穿孔22共轴且孔径相同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种轻量化CTP电池托盘，其特征在于：包括呈环形结构的支撑框架（1）和设置在所述支撑框架（1）内环区域中的底板（2），所示支撑框架（1）上包含有朝向内环区域凸出的支撑部（3），所述支撑部（3）包含有用于承托电池组（10）的支撑平面，所述底板（2）间距设置在所述支撑平面的下方；
所述支撑框架（1）为矩形框架，且包括位于横向上的横支撑梁（4）和位于纵向上的纵支撑梁（5），所述横支撑梁（4）与纵支撑梁（5）首尾拼接设置；
所述横支撑梁（4）、纵支撑梁（5）上沿长度方向均贯通开设有至少一条散热通槽（6），至少所述散热通槽（6）的两端为散热口；
所述横支撑梁（4）与纵支撑梁（5）的拼接面间距设置并构成拼接缝，所述拼接缝内设置有防陷塞块（7），且所述防陷塞块（7）分别贴合于横支撑梁（4）、纵支撑梁（5）的拼接面；
所述横支撑梁（4）或纵支撑梁（5）朝向于拼接缝凸出设置有垫台（8），所述垫台（8）支撑和定位防陷塞块（7）在垂直于支撑平面方向上的位置；所述支撑梁（4）或纵支撑梁（5）的拼接面在法向上凹设有限位凹槽（9），所述限位凹槽（9）限位防陷塞块（7）在拼接面上的位置；
所述横支撑梁（4）与纵支撑梁（5）的对接处设置有剪切失效触发组件，所述剪切失效触发组件检测拼接面的剪切失效状态。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化CTP电池托盘，其特征在于：所述防陷塞块（7）为梯形块状结构，所述防陷塞块（7）的小端面对应于限位凹槽（9），所述防陷塞块（7）的大端面贴合于另一拼接面。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化CTP电池托盘，其特征在于：所述剪切失效触发组件包括应力检测元件（21），所述横支撑梁（4）和纵支撑梁（5）上均贯通开设有垂直于拼接面的安装穿孔（22），两个安装穿孔（22）同轴且外径相等，所述应力检测元件（21）设置在安装穿孔内；所述应力检测元件（21）检测拼接面处两个安装穿孔（22）在竖向上的剪切力。
4.根据权利要求3所述的一种轻量化CTP电池托盘，其特征在于：两个所述安装穿孔（22）内同轴穿设有支撑套筒（23），所述应力检测元件（21）设置在支撑套筒（23）内。
5.根据权利要求4所述的一种轻量化CTP电池托盘，其特征在于：所述支撑套筒（23）的内壁上间距设置有两个支撑棱条（24），且两个所述支撑棱条（24）分布设置在过轴竖向面的两侧，所述应力检测元件（21）为应变片，所述应力检测元件（21）呈弧形贴合设置在支撑套筒（23）的内壁面上，且所述应力检测元件（21）的两个棱边抵压在两个支撑棱条（24）上；所述应力检测元件（21）通过支撑套筒（23）的形变检测两个安装穿孔（22）的相对应力变化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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