CN115366703A - 一种铝合金电池托盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车电池包技术领域，特别涉及一种铝合金电池托盘，包括底板、设置在所述底板沿周的侧板和将所述侧板所围的区域分隔成多个电池仓的隔板，所述底板与车身固定连接，底板的下表面设置多个与所述电池仓对应的凹陷部，所述凹陷部内浮动设置底护板，所述凹陷部内设置弹性件，所述弹性件的一端与所述底板固定连接，弹性件的另一端与所述底护板固定连接使得所述底护板与所述底板弹性连接。上述方案通过在底护板上设置浮动的底护板，可以有效缓冲底护板与障碍物间的撞击力以防止底护板的撞击点处的变形过大造成底板和电池仓内的电池组被挤压损坏。

Description

一种铝合金电池托盘

技术领域

本发明涉及电动汽车电池包技术领域，特别涉及一种铝合金电池托盘。

背景技术

电动汽车是新能源汽车的发展方向，其采用电池组包存储电能作为驱动汽车行驶的动力来源。为保证一定的总电量和输出电压要求，电动汽车需要设置一定数量的电池组，并通过铜排将各电池组连接起来形成电池包，为提高电池包的安全性和防撞性能，通常在汽车底盘上安装电池托盘，再将电池组放在电池托盘里，现有的电池托盘一般包括底板和设置在底板四周的侧板，底板和侧板共同限定出用于容纳电池组的容纳空间。在车辆行驶过程中车辆底部的电池托盘很容易与路面上的障碍物发生撞击造成电池托盘里的电池组损毁，因此为了能对电池组进行很好的保护，电池托盘除了满足具有足够的对电池包的承重能力之外，还要具备一定的防撞能力，现有技术中通常是靠增加电池托盘的厚度来提高防撞能力，但是这样会使得托盘整体重量增大导致车辆能耗增加。

为了在不减小电池托盘的承重能力的情况下达到减轻电池托盘重量的目的，现有技术中的电池托盘通常采用具有较高比强度的铝合金制作，但是由于铝合金的弹性模量通常约为大多数钢和合金钢弹性模量的三分之一，因此当在相同烈度的碰撞情况下，由铝合金制成的电池托盘将比相同尺寸和形状的钢材制成的电池托盘发生更大的变形，发生碰撞时由铝合金制成的电池托盘更容易在碰撞点处发生较大变形造成对电池托盘上方电池组的挤压，不能对电池托盘内的电池组起到很好的保护作用。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝合金电池托盘，在减小电池托盘的重量的同时可以提高电池托盘的抗变形能力以达到对电池包进行有效保护。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种铝合金电池托盘，包括底板、设置在所述底板沿周的侧板和将所述侧板所围的区域分隔成多个电池仓的隔板，所述底板与车身固定连接，底板的下表面设置多个与所述电池仓对应的凹陷部，所述凹陷部内浮动设置底护板，所述凹陷部内设置弹性件，所述弹性件的一端与所述底板固定连接，弹性件的另一端与所述底护板固定连接使得所述底护板与所述底板弹性连接；

所述底板内对应于多个所述电池仓设置多个密封腔，所述密封腔内密封滑动连接滑板将所述密封腔分隔为上腔和下腔，所述下腔内装有胀塑性流体，所述胀塑性流体具有受到快速挤压时流体的粘稠度增加呈固态性，未受挤压或受到缓慢挤压时流体呈液态性的特性，所述底护板的上表面与所述底板的下表面之间的间隙里设置第一柔性袋，所述第一柔性袋的内腔填充有第一流体，第一柔性袋的内腔通过第一管道与所述上腔连通。

上述方案通过在底护板上设置浮动的底护板，当底护板与路面障碍物发生轻度碰撞时，可以有效缓冲底护板与障碍物间的撞击力以防止底护板的撞击点处的变形过大；当车辆行驶过程中底护板与路面上的障碍物发生激烈碰撞时，浮动设置的底护板先向上移动挤压第一柔性袋再接着产生较大变形挤压底板，由于碰撞时底护板产生的变形的速度很快，当底护板挤压第一柔性袋时，第一柔性袋里的第一流体通过第一管道快速流入上腔并快速挤压滑板使滑板快速挤压下腔内的胀塑性流体，受到快速挤压的胀塑性流体瞬间呈现固态特性对底板进行加固防止底板进一步变形挤压电池包，且胀塑性流体受挤压的速率越快，胀塑性流体呈现的硬度越高，抗剪性越强抗变形能力越大，进而使得底板的抗挤压变形的能力越大。

上述方案通过在底板与底护板间设置第一柔性袋与密封腔中的上腔连通，使得在发生碰撞时，底板先被胀塑性流体变硬加固再被底护板的变形挤压，能有效防止在底护板与路面障碍物发生激烈碰撞时底护板产生的变形挤压底板的进一步变形，有效保护了电池托盘上的电池包。

由于底板内被部分掏空设置密封腔和凹陷部，胀塑性流体只是填充于密封腔下部的下腔，密封腔上部的上腔处于空腔状态，同时凹陷部内的底护板与底板间也具间隙，因此相比采用整张实体板材制作电池托盘以提高电池托盘的抗变形能力而言，本结构的电池托盘在提高电池托盘抗变形能力的同时重量更轻。

进一步的，底护板在与路面障碍发生激烈碰撞时，为提高滑板对下腔内的胀塑性流体进行挤压的速度使胀塑性流体变得更硬，在所述上腔内设置多个第二柔性袋，所述第二柔性袋通过第一通路与第一柔性袋连通。

由于第二柔性袋的容积小于所述上腔的容积，当底护板与路面障碍发生激烈碰撞时，在相同碰撞烈度下，第一柔性袋受挤压时第二柔性袋能在更短的时间内快速膨胀挤压滑板对下腔内的胀塑性流体产生快速冲击，使得胀塑性流体变硬的时间更早，可以提前加强底板强度以抵抗来自第一柔性袋的挤压力，同时第二柔性袋膨胀填充于滑板与底板本体之间以加强底板的整体强度。

进一步的，所述第一通路包括设置于所述底板内与所述第二柔性袋对应的流体通道和设置于所述上腔内的第二管道，所述第二管道的一端与所述第二柔性袋连通，第二管道的另一端与所述流体通道的第一端密封连通，所述第一管道有多根且与所述流体通道一一对应设置，第一管道的一端与所述第一柔性袋连通，第一管道的另一端与所述流体通道的第二端密封连通。

进一步的，所述第一柔性袋的上部外壁贴合在所述凹陷部的底壁与底板固定连接，第一柔性袋与所述底护板间隙设置使得底护板在受轻度的撞击产生移动时不接触第一柔性袋，第一柔性袋内设置有弧形簧片，在弧形簧片的弹力下第一柔性袋保持膨胀状态使得在底护板未挤压第一柔性袋时第一流体始终位于第一柔性袋内。在发生轻度碰撞时底护板仅通过弹性件进行缓冲吸能，底护板不挤压第一柔性袋使第一流体进入上腔。

进一步的，所述底板的边缘形成有用于将底板与车身连接的凸耳。

进一步的，所述侧板和所述隔板均通过热熔自攻螺钉或搅拌摩擦焊接方式与所述底板固定连接。

进一步的，所述第一流体为气体以最大程度减小电池托盘承受的重量。

进一步的，所述第一流体为液体，由于液体的可压缩性小，当第一流体进入上腔挤压滑板时，滑板响应快，从滑板受挤压至胀塑性流体呈固态特性的时间短，进一步使得底板变形更小。

进一步的，所述第一流体为宾汉流体，所述宾汉流体具有当受到的挤压力小于某一临界值时流体不流动，当受到的挤压力大于某一临界值时流体开始流动的特性。在底护板受到碰撞移动接触第一柔性袋而又不至于挤压到底板时，第一柔性袋内的宾汉流体不会由第一管道流入第二柔性袋。

进一步的，所述第一流体为假塑性流体，所述假塑性流体具有受到的挤压力越大流体的稠度越小流速越快的特性。在发生激烈碰撞时第一流体由第一柔性袋进入第二柔性袋的速度更快，胀塑性流体呈固态特性的时间更快，进一步使得底板变形更小。

与现有的采用增加电池托盘的厚度来提高电池托盘防撞能力相比，本发明至少具有以下有益效果：

一、通过在底板下表面设置凹陷部和在底板内设置密封腔使得底板部分被掏空，降低了电池托盘的整体重量以进一步降低车辆能耗。

二、通过在密封腔内设置胀塑性流体来达到在车辆与路面障碍物发生激烈碰撞时加强底板的强度，防止底板的过度变形挤压损坏电池包。

三、设置第一柔性袋和第二柔性袋来达到车辆与路面障碍物发生激烈碰撞时使得胀塑性流体发生两次被挤压变硬对底板加固，第一次变硬是受到位于胀塑性流体上方的第二柔性袋的膨胀挤压变硬加固，此时第二柔性袋处于膨胀状态抵紧滑板，相当于密封腔此时被填充满物体使底板得到加固，同时滑板抵紧胀塑性流体使胀塑性流体被固定住，被固定的胀塑性流体在后续被底护板变形挤压时不产生移动进而受底护板的冲击力更大变得更硬；胀塑性流体第二次变硬是继第二柔性袋挤压后受到变形后的底护板的直接挤压，此时胀塑性流体被第二柔性袋挤压固定住，因此胀塑性流体冲击力更大变得更硬进一步使得胀塑性流体的强度更强，抗变形能力越大。

四、在底板下方的凹陷部浮动设置底护板，在车辆与路面障碍物发生轻度碰撞时能有效缓冲以防止底板在碰撞点处产生变形，使得轻度碰撞时底板上表面能保持平整状态不影响电池包的安装和使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明立体图。

图2为底部结构示意图。

图3为本发明的侧视图。

图4为凹陷部处的结构示意图。

图5为图4中A部放大图。

图6为图5中B部放大图。

图7为图5中C部放大图。

附图中各标号的含义为：

底板-10；凹陷部-101；底护板-102；弹簧-103；流体通道-104；凸耳-105；电池仓-106；侧板-20；隔板-30；密封腔-40；上腔-401；下腔-402；滑板-403；胀塑性流体-404；第一柔性袋-50；第一流体-501；第一管道-502；第二管道-503；弧形簧片-504；第二柔性袋-60。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

结合图1-图4所示，本发明公开的铝合金电池托盘，包括底板10、设置在所述底板10沿周的侧板20和将所述侧板20所围的区域分隔成多个电池仓106的隔板30，底板10、侧板20和隔板30均由铝合金制成，所述侧板20和所述隔板30均通过热熔自攻螺钉或搅拌摩擦焊接方式与所述底板10固定连接，实际应用中可根据需要确定电池仓106个数，在本实施例中，用隔板30将侧板20所围的区域分隔成6个用于放置电池包的电池仓106，在底板10的边缘焊接有多个用于将底板10与车身连接的凸耳105，可由凸耳105处通过螺钉或螺栓将底板10与车身固定连接。

结合图2、图4所示，在底板10的下表面设置6个与电池仓106一一对应的凹陷部101，所述凹陷部101内浮动设置铝合金制成的底护板102，底护板102的上表面与凹陷部101内的底板10的下表面间留有间隙，所述凹陷部101内竖直设置弹簧103，所述弹簧103设置在凹陷部101内的底板10的下表面与底护板102的上表面之间的间隙处，弹簧103的上端与底板10固定连接，弹簧103的下端与所述底护板102固定连接使得所述底护板102与所述底板10弹性连接。

如图5所示，底护板102的上表面与所述底板10的下表面之间的间隙里设置有第一柔性袋50，第一柔性袋50采用无弹性的耐磨布料制成，第一柔性袋50的上部外壁贴合在所述凹陷部101内的所述底板10的下表面上与底板10固定连接，第一柔性袋50与所述底护板102间隙设置，第一柔性袋50的内腔填充有第一流体501，在本实施例中所述第一流体501为气体，结合图7所示，第一柔性袋50内设置有弧形簧片504，在弧形簧片504的弹力下第一柔性袋50保持膨胀状态使得在底护板102未挤压第一柔性袋50时第一流体501始终位于第一柔性袋50内。

如图4、图5，在底板10内对应于所述电池仓106设置6个密封腔40，密封腔40位于凹陷部101的上方，密封腔40内密封滑动连接滑板403将所述密封腔分割为上腔401和下腔402，下腔402内装有胀塑性流体404，所述胀塑性流体404具有受到快速挤压时流体的粘稠度增加使流体呈固态性，未受挤压或受到缓慢挤压时流体呈液态性的特性，为防止胀塑性流体404泄露，胀塑性流体404可以装在柔性密封袋里放置于下腔402内。

如图5、图6所示，上腔401内设置多个第二柔性袋60和与第二柔性袋60对应设置的第二管道503，第二柔性袋60采用无弹性的耐磨布料制成，底板10内设置多个与第二柔性袋60对应的流体通道104，所述流体通道104的第一端与所述上腔401的内部空间连通，流体通道104的第二端位于所述凹陷部101内与底板10外部空间连通，第二管道503的一端与所述第二柔性袋60密封连通，第二管道503的另一端与所述流体通道104的第一端密封连通。在底护板102未与路面障碍发生激烈碰撞时，第二柔性袋60内部没有流体，第二柔性袋60处于瘪缩状态，当第一柔性袋50内的第一流体501流入第二柔性袋60内腔时第二柔性袋60能够膨胀并挤压滑板403使滑板403向下移动。

凹陷部101内设置有与所述流体通道104到一一对应的第一管道502，所述第一管道502的一端与所述第一柔性袋50的内腔密封连通，第一管道502的另一端与所述流体通道104的第二端密封连通。

本公开的铝合金电池托盘在实际使用时，在车辆行驶中，当底护板102与路面障碍物发生轻度碰撞时，底护板102在凹陷部101内向上小幅移动挤压弹簧103进行避让，防底护板102与障碍物直接硬碰产生变形并挤压底板10变形，弹簧103起到吸能缓冲作用。

当底护板102与路面上的障碍物发生激烈碰撞时，浮动设置的底护板102先被撞击向上移动挤压弹簧103再挤压第一柔性袋50再接着产生较大变形挤压底板10，当底护板102挤压第一柔性袋50时，第一柔性袋50里的第一流体501通过第一管道502经流体通道104再经第二管道503快速流入位于上腔401中的第二柔性袋60内腔使第二柔性袋60快速膨胀并挤压滑板403使滑板403快速向下挤压下腔402内的胀塑性流体404，受到快速挤压的胀塑性流体404瞬间呈现固态特性对底板10进行加固防止底板10进一步变形挤压电池包，使得在发生激烈碰撞时，第二柔性袋60先膨胀填充于滑板403与底板10之间以及底板10先被加固再受到底护板102的变形挤压，能有效减小底板10的变形程度以保护电池仓106内的电池包。

同时第二柔性袋60还具有很好的缓冲作用，当车辆与路面障碍物的碰撞程度过大导致底护板102、胀塑性流体404和滑板403均产生变形碎裂时，位于滑板403与电池包之间的多个第二柔性袋60可以对滑板403的变形凸起进行缓冲，可以分散滑板403变形时的凸起点处对第二柔性袋60上方的底板本体的挤压力，以减小位于第二柔性袋60上方的底板本体在受到变形凸起的滑板403的直接挤压点处产生的变形程度。

当第一流体501为气体时，可以最大程度减小电池托盘的整体重量，同时气体的流速较快，在第一柔性袋50受底护板102的挤压时能使第二柔性袋60的膨胀速度更快。

在另一些可行的实施例中，第一流体501为液体，由于液体的可压缩性小，当在第一柔性袋50被快速挤压使第一流体501进入第二柔性袋60的内腔使第二柔性袋60快速膨胀时，第二柔性袋60对滑板403的冲击力更大。

在另一些可行的实施例中，所述第一流体501为宾汉流体，宾汉流体具有当受到的挤压力小于某一临界值时流体不流动，当受到的挤压力大于某一临界值时流体开始流动的特性，在底护板102受到碰撞移动接触第一柔性袋50而又不至于变形挤压到底板10时，第一柔性袋50内的宾汉流体不会由第一管道502流入第二柔性袋60内。

在另一些可行的实施例中，所述第一流体501为假塑性流体，假塑性流体具有受到的挤压力越大流体的稠度越小流速越快的特性，在发生激烈碰撞时第一流体501由第一柔性袋50进入第二柔性袋60的速度更快，对滑板403产生冲击更快，使胀塑性流体404呈固态特性的时间更快，进一步使得底板10变形更小。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种铝合金电池托盘，包括底板、设置在所述底板沿周的侧板和将所述侧板所围的区域分隔成多个电池仓的隔板，所述底板与车身固定连接，其特征在于：

所述底板的下表面设置多个与所述电池仓对应的凹陷部，所述凹陷部内浮动设置底护板，所述凹陷部内设置弹性件，所述弹性件的一端与所述底板固定连接，弹性件的另一端与所述底护板固定连接使得所述底护板与所述底板弹性连接；

所述底板内对应于所述电池仓设置多个密封腔，所述密封腔内密封滑动连接滑板将所述密封腔分割为上腔和下腔，所述下腔内装有胀塑性流体，所述胀塑性流体具有受到快速挤压时流体的粘稠度增加呈固态性，未受挤压或受到缓慢挤压时流体呈液态性的特性，所述底护板的上表面与所述底板的下表面之间的间隙里设置第一柔性袋，所述第一柔性袋的内腔填充有第一流体，第一柔性袋的内腔通过第一管道与所述上腔连通。

2.根据权利要求1所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述上腔内设置多个第二柔性袋，所述第二柔性袋通过第一通路与第一柔性袋连通。

3.根据权利要求2所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述第一通路包括设置于所述底板内与所述第二柔性袋对应的流体通道和设置于所述上腔内的第二管道，所述第二管道的一端与所述第二柔性袋密封连通，第二管道的另一端与所述流体通道的第一端密封连通，所述第一管道有多根且与所述流体通道一一对应设置，第一管道的一端与所述第一柔性袋密封连通，第一管道的另一端与所述流体通道的第二端密封连通。

4.根据权利要求3所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述第一柔性袋的上部外壁贴合在所述凹陷部内的所述底板的下表面上与底板固定连接，第一柔性袋与所述底护板间隙设置，第一柔性袋内设置有弧形簧片，在弧形簧片的弹力下第一柔性袋保持膨胀状态使得在底护板未挤压第一柔性袋时第一流体始终位于第一柔性袋内。

5.根据权利要求4所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述底板的边缘形成有将底板与车身连接的凸耳。

6.根据权利要求5所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述侧板和所述隔板均通过热熔自攻螺钉或搅拌摩擦焊接方式与所述底板固定连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述第一流体为气体。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述第一流体为液体。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述第一流体为宾汉流体，所述宾汉流体具有当受到的挤压力小于某一临界值时流体不流动，当受到的挤压力大于某一临界值时流体开始流动的特性。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的铝合金电池托盘，其特征在于：所述第一流体为假塑性流体，所述假塑性流体具有受到的挤压力越大流体的稠度越小流速越快的特性。

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