CN115891604A - 用于电动车辆的电池组支撑总成 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于电动车辆的电池组支撑总成”。一种电池组支撑总成包括多个隔离器，其设置在电池组的外部支撑框架和车架的纵向导轨之间。每个隔离器包括壳体、弹性主体和紧固件。所述壳体限定中心开口和相对的凸缘。所述相对的凸缘固定到相应的纵向导轨。所述弹性主体设置在所述壳体的所述中心开口内。所述紧固件横向延伸穿过所述壳体的所述中心开口并且将所述弹性主体固定到所述电池组的所述外部支撑框架。

Description

用于电动车辆的电池组支撑总成

技术领域

本公开涉及一种用于电动车辆的电池组支撑总成。

背景技术

本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

降低汽车燃料消耗和排放的需求在文献中已有大量记载。因此，已经开发出电动车辆以显著减少对内燃发动机的依赖。通常，电动车辆不同于常规的机动车辆，这是因为其由例如具有锂离子电池的一个或多个可再充电电池组或任何其他合适的电力存储单元驱动。电池组通常为一个或多个马达供电以驱动一组车轮。对于能够长距离行进的电动车辆(例如，能够行进超过500英里的电动车辆)而言，电池组的尺寸和重量通常更大。依据相对于电动车辆的安装位置，电池组可能易受各种车辆负载的影响。

将可再充电电池组集成到现有车辆的结构中并且在各种工况下提供有效的负载路径可能是具有挑战性的，这主要是由于电池组的重量增加及其在车辆中的更大占用空间。本公开解决了与可再充电电池组在电动车辆中的集成相关的这些问题。

发明内容

本部分提供了对本公开的总体概述并且不是对其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开提供了一种用于将电池组安装到车架的电池组支撑总成。所述电池组具有外部支撑框架，并且所述车架具有相对的纵向导轨。所述电池组支撑总成包括设置在所述电池组的所述外部支撑框架与所述纵向导轨中的每一者之间的多个隔离器。每个隔离器包括壳体、弹性主体和紧固件。所述壳体限定中心开口和相对的凸缘。所述相对的凸缘固定到相应的纵向导轨。所述弹性主体设置在所述中心开口内。所述紧固件横向延伸穿过所述壳体的所述中心开口并且将所述弹性主体固定到所述电池组的所述外部支撑框架。

在可以单独地或以任何组合实施的电池组支撑总成的变型中：多个支架设置在所述多个隔离器之间；每个支架固定到两个隔离器的相邻凸缘并且固定到相应的纵向导轨；多个横向支撑构件在所述相对的纵向导轨之间延伸；所述横向支撑构件中的每一者固定到对应的支架；每个支架包括固定到所述隔离器的所述相邻凸缘的下部凸缘和固定到所述相应纵向导轨的返回凸缘；所述多个支架和所述隔离器的所述多个壳体组合成一体化结构；所述中心开口限定圆柱形几何形状；颠簸缓冲器设置在邻近所述电池组的每个角处且在其下方；所述隔离器沿着所述纵向导轨的长度均匀地间隔开；所述多个隔离器彼此纵向对准；所述弹性体包括弹性体材料；并且所述壳体由铝材料制成。

在另一种形式中，本公开提供了一种用于将电池组安装到车架的电池组支撑总成。所述电池组具有外部支撑框架，并且所述车架具有相对的纵向导轨。所述电池组支撑总成包括多个隔离器和多个支架。所述隔离器设置在所述电池组的所述外部支撑框架与所述纵向导轨中的每一者之间。每个隔离器包括壳体、弹性主体和紧固件。所述壳体包括圆柱形部分和相对的凸缘。所述圆柱形部分限定中心开口。所述相对的凸缘固定到相应的纵向导轨。所述弹性主体设置在所述中心开口内。所述紧固件横向延伸穿过所述壳体的所述中心开口并且将所述弹性主体固定到所述电池组的所述外部支撑框架。所述多个支架设置在所述多个隔离器之间。每个支架固定到两个隔离器的相邻凸缘并且固定到相应的纵向导轨。

在可以单独地或以任何组合实施的该电池组支撑总成的变型中：每个支架包括固定到所述隔离器的所述相邻凸缘的下部凸缘和固定到所述相应纵向导轨的返回凸缘；所述隔离器沿着所述纵向导轨的长度均匀地间隔开；所述弹性体包括弹性体材料；并且所述隔离器彼此纵向对准。

在又一种形式中，本公开提供了一种电动车辆，其包括电池组、车架、第一组隔离器和第二组隔离器。所述电池组具有外部支撑框架。所述车架支撑所述电池组并且具有相对的纵向导轨。所述第一组隔离器设置在所述电池组的所述外部支撑框架与所述相对的纵向导轨中的一个导轨之间。所述第二组隔离器设置在所述电池组的所述外部支撑框架与所述相对的纵向导轨中的相对的导轨之间。每个隔离器包括壳体、弹性主体和紧固件。所述壳体限定中心开口和相对的凸缘。所述相对的凸缘固定到所述相对的纵向导轨中的一个导轨。所述弹性主体设置在所述中心开口内。所述紧固件横向延伸穿过所述壳体的所述中心开口并且将所述弹性主体固定到所述电池组的所述外部支撑框架。

在可以单独地或以任何组合实施的电动车辆的变型中：所述第一组隔离器沿着所述纵向导轨的长度均匀地间隔开，并且所述第二组隔离器沿着所述纵向导轨的所述长度均匀地间隔开；所述弹性主体包括弹性体材料；并且所述第一组隔离器彼此纵向对准，并且所述第二组隔离器彼此纵向对准。

根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，而不意在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：

图1是包括根据本公开的原理的电池组支撑总成的车辆的示意图；

图2是图1的电池组支撑总成的一部分的分解图；

图3是图1的电池组支撑总成的一部分的透视图；

图4是图1的电池组支撑总成的一部分的放大透视图；

图5是沿着图3的线5-5截取的横截面视图；以及

图6是沿着图3的线6-6截取的横截面视图。

本文中描述的附图仅用于说明目的，而并非意图以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征。

参考图1和图2，提供了车辆10(图1)，诸如电动车辆。在所提供的示例中，电动车辆是电池电动车辆(BEV)。在其他示例中，电动车辆可以是混合动力电动车辆(HEV)、插电式电动车辆(PHEV)或燃料电池车辆。车辆10包括电池组12、车架14(图2)和电池组支撑总成16(图2)。电池组12可以为可再充电的并且可以包括锂离子电池或任何其他合适的电力存储单元。电池组12可以设置在车辆10的各个位置处，并且可以经由电池组支撑总成16安装到车架14。以这种方式，电池组12由车架14支撑并且远离车辆10的乘客舱(未示出)和货舱(未示出)，因此不会占用在其他情况下可用于乘客或货物的空间。电池组12包括外部支撑框架18。电池组12为后马达(未示出)供电以经由后车桥22驱动一组后轮20中的后轮20a、20b。类似地，电池组12为前马达(未示出)供电以经由前车桥26驱动一组前轮24的前轮24a、24b。

车架14是车辆10的主要支撑结构，各种部件可以直接或间接地附接到所述主要支撑结构。车架14包括相对的纵向导轨28a、28b。导轨28a、28b彼此间隔开并且可以建立车架14的长度。

电池组支撑总成16包括相对的纵向侧框架30a、30b(图1)、多个横向支撑构件32、多个第一隔离器34、多个第一支架36、多个第二隔离器(未示出)和多个第二支架(未示出)。相对的侧框架30a、30b彼此间隔开并且位于导轨28a、28b之间。侧框架30a位于电池组12的第一侧与导轨28a之间，并且侧框架30b位于电池组12的相对的第二侧与导轨28b之间。如图2中最佳所示，每个侧框架30a、30b包括沿着侧框架30a、30b的长度以交替方式布置的支架安装部段42和隔离器安装部段44。支架安装部段42位于隔离器安装部段44的上方。换句话说，沿着每个支架安装部段42的表面延伸的平面位于沿着每个隔离器安装部段44的表面延伸的平面的上方。

多个横向支撑构件32沿着车辆10的纵向方向彼此均匀地间隔开，并且相对于相对的侧框架30a、30b并且在其之间横向延伸。多个横向支撑构件32也在电池组12的下方延伸并且与电池组12间隔开。每个横向支撑构件32包括相对的端部。

如图2和图3所示，中间支撑构件48在电池组12的相应角处固定到两个横向支撑构件32并且在其之间延伸。每个中间支撑构件48与电池组12间隔开并且经由焊接固定到两个横向支撑构件32。在其他示例中，每个中间支撑构件48可以经由机械紧固件或任何其他合适的附接装置固定到两个横向支撑构件32。颠簸缓冲器50设置在相应的中间支撑构件48上，使得颠簸缓冲器50邻近电池组12的每个角且在其下方。

参考图3至图6，多个第一隔离器34适于抑制传输到车架14和/或电池组12的外部支撑框架18的能量。多个第一隔离器34设置在电池组12的外部支撑框架18与导轨28b之间，并且沿着纵向导轨28a、28b的长度均匀地间隔开。多个第一隔离器34也彼此纵向对准。每个第一隔离器34与相应的第二隔离器(未示出)水平对准，并且包括壳体52、衬套54和紧固件56。壳体52由诸如铝的金属材料制成，并且安装到侧框架30b的相应隔离器安装部段44。壳体52包括圆柱形部分58和相对的凸缘60。圆柱形部分58位于相对的凸缘60之间并且限定中心开口。

参考图2和图3，以及图5，衬套54压配合在壳体52的圆柱形部分58的中心开口内。衬套54机械地联接到电池组12的外部支撑框架18，并且包括内套筒(未示出)、弹性主体66和外套筒(未示出)。内套筒为圆柱形并且由金属材料制成。内套筒附接到(例如，压配合)弹性主体66并且限定延伸穿过其的开口。

弹性主体66可以结合到内套筒并且模制到内套筒中，并且可以是圆柱形。弹性主体66也设置在内套筒与外套筒之间。当力或负荷施加到弹性主体66时，弹性主体66弹性变形，并且一旦从弹性主体66移除力或负荷，弹性主体就返回至其原始形状。在所提供的示例中，弹性主体66由弹性体材料，诸如，例如聚氨酯、硅树脂或橡胶。在其他示例中，弹性主体66可以是弹簧或在施加负荷或力时经历弹性变形的其他部件。

在一种形式中，内套筒为圆柱形并且由金属材料制成。外套筒可以压配合到弹性主体66上，使得外套筒容纳弹性主体66和内套筒。外套筒也附接到壳体52。例如，外套筒可以压配合到壳体52的中心开口中。紧固件56横向延伸穿过内套筒的开口并且至少部分地延伸穿过电池组12的外部支撑框架18，以将衬套54和电池组12彼此固定。在一个示例中，紧固件56的螺纹接合外部支撑框架18的螺纹以将衬套54和电池组12彼此固定。例如，紧固件56可以是螺钉或螺栓。

参考图2和图3，以及图6，多个第一支架36设置在多个第一隔离器34之间，使得第一支架36和第一隔离器34沿着纵向导轨28a、28b的长度以交替方式布置。在替代形式中，第一隔离器34的壳体52和第一支架36可以组合成一体化结构，从而减少电池组支撑总成16的零件。每个第一支架36是L形的并且可以由诸如铝的金属材料制成。每个第一支架36包括下部凸缘72和垂直于下部凸缘72延伸的返回凸缘74。

下部凸缘72定位在两个第一隔离器34的相邻凸缘60上并且固定到所述相邻凸缘。即，紧固件76竖直地延伸穿过侧框架30b的相应隔离器安装部段44、相应的相邻凸缘60和下部凸缘72，从而将第一支架36、侧框架30b和第一隔离器34彼此机械联接。在替代示例中，下部凸缘72可以焊接到相邻的凸缘60，并且相邻的凸缘60可以焊接到侧框架30b。应当理解，最前面的支架36和最后面的支架36可以仅固定到一个隔离器34。紧固件78竖直地延伸穿过相应的横向支撑构件32、侧框架30b的相应支架安装部段42和下部凸缘72，从而将下部凸缘72、相应的横向支撑构件32和侧框架30b彼此机械地联接。返回凸缘74焊接到纵向导轨28b，从而将第一隔离器34固定到纵向导轨28b。在另一种形式中，返回凸缘74可以机械地联接到纵向导轨28b。

多个第二隔离器(未示出)设置在电池组12的外部支撑框架18与导轨28a之间，并且沿着纵向导轨28a、28b的长度均匀地间隔开。第二致动器的结构和功能可以与上述第一致动器34相似或相同，并且因此将不再详细描述。多个第二支架(未示出)设置在多个第二隔离器之间，使得第二支架和第二隔离器沿着纵向导轨28a、28b的长度以交替方式布置。第二支架的结构和功能可以与上述第一支架36相似或相同，并且因此将不再详细描述。

本公开的电池组支撑总成16提供了将电池组12固定到相对的纵向导轨28a、28b而不是放置在横向支撑构件上的益处。这继而允许电池组12的重量直接传递到车架14，这提高了安装耐久性。这也允许总车辆高度的效率，其有利于长距离电池电动车辆。安装在电池组12的外部支撑框架18的侧面上，位于电池组12的外部支撑框架18与每个纵向导轨28a、28b之间的隔离器34禁止框架14上的弯曲和/或扭转负荷被传递到电池组12。这也为车架14提供了额外的强度以抵抗弯曲和/或扭转。

除非本文另有明确指示，否则指示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应理解为由词语“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修饰，所述原因包括：工业实践；材料、制造和组装公差；以及测试能力。

如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应被解释为使用非排他性逻辑“或”表示逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一者、B中的至少一者以及C中的至少一者”。

本公开的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。

根据本发明，提供了一种用于将电池组安装到车架的电池组支撑总成，所述电池组具有外部支撑框架，并且所述车架具有相对的纵向导轨，提供了所述电池组支撑总成，所述电池组支撑总成具有：设置在所述电池组的所述外部支撑框架与所述纵向导轨中的每一者之间的多个隔离器，每个隔离器包括：壳体，所述壳体包括圆柱形部分和相对的凸缘，所述圆柱形部分限定中心开口，所述相对的凸缘固定到相应的纵向导轨；弹性主体，所述弹性主体设置在所述中心开口内；以及紧固件，所述紧固件横向延伸穿过所述壳体的所述中心开口并且将所述弹性主体固定到所述电池组的所述外部支撑框架；以及设置在所述多个隔离器之间的多个支架，每个支架固定到两个隔离器的相邻凸缘并固定到相应的纵向导轨。

根据一个实施例，每个支架包括固定到所述隔离器的所述相邻凸缘的下部凸缘和固定到所述相应纵向导轨的返回凸缘。

根据一个实施例，所述隔离器沿着所述纵向导轨的长度均匀地间隔开。

根据一个实施例，所述弹性主体包括弹性体材料。

根据一个实施例，所述隔离器彼此纵向对准。

根据本发明，提供了一种电动车辆，其具有：电池组，所述电池组具有外部支撑框架；车架，所述车架支撑所述电池组并且具有相对的纵向导轨；第一组隔离器，所述第一组隔离器设置在所述电池组的所述外部支撑框架和所述相对的纵向导轨中的一个导轨之间；以及第二组隔离器，所述第二组隔离器设置在所述电池组的所述外部支撑框架和所述相对的纵向导轨中相对的导轨之间，每个隔离器包括：壳体，所述壳体限定中心开口和相对的凸缘，所述相对的凸缘固定到所述相对的纵向导轨中的一个导轨；弹性主体，所述弹性主体设置在所述中心开口内；以及紧固件，所述紧固件横向延伸穿过所述壳体的所述中心开口并且将所述弹性主体固定到所述电池组的所述外部支撑框架。

根据一个实施例，所述第一组隔离器沿着所述纵向导轨的长度均匀地间隔开，并且所述第二组隔离器沿着所述纵向导轨的所述长度均匀地间隔开。

根据一个实施例，所述弹性主体包括弹性体材料。

根据一个实施例，所述第一组隔离器彼此纵向对准，并且所述第二组隔离器彼此纵向对准。

Claims (14)

1.一种用于将电池组安装到车架的电池组支撑总成，所述电池组具有外部支撑框架，并且所述车架具有相对的纵向导轨，所述电池组支撑总成包括：

多个隔离器，所述多个隔离器设置在所述电池组的所述外部支撑框架和所述纵向导轨中的每一者之间，每个隔离器包括：

壳体，所述壳体限定中心开口和相对的凸缘，所述相对的凸缘固定到相应的纵向导轨；

弹性主体，所述弹性主体设置在所述中心开口内；以及

紧固件，所述紧固件横向延伸穿过所述壳体的所述中心开口并且将所述弹性主体固定到所述电池组的所述外部支撑框架。

2.根据权利要求1所述的电池组支撑总成，其还包括设置在所述多个隔离器之间的多个支架，每个支架固定到两个隔离器的相邻凸缘并固定到相应的纵向导轨。

3.根据权利要求2所述的电池组支撑总成，其还包括在所述相对的纵向导轨之间延伸的多个横向支撑构件，所述横向支撑构件中的每一者固定到对应的支架。

4.根据权利要求2所述的电池组支撑总成，其中每个支架包括固定到所述隔离器的所述相邻凸缘的下凸缘以及固定到所述相应纵向导轨的返回凸缘。

5.根据权利要求2所述的电池组支撑总成，其中所述多个支架和所述隔离器的所述多个壳体组合成一体化结构。

6.根据权利要求1所述的电池组支撑总成，其中所述中心开口限定圆柱形几何形状。

7.根据权利要求1所述的电池组支撑总成，其还包括设置在邻近所述电池组的每个角处且在其下方的颠簸缓冲器。

8.根据权利要求1所述的电池组支撑总成，其中所述隔离器沿着所述纵向导轨的长度均匀地间隔开。

9.根据权利要求1所述的电池组支撑总成，其中所述多个隔离器彼此纵向对准。

10.根据权利要求1所述的电池组支撑总成，其中所述弹性主体包括弹性体材料。

11.根据权利要求1所述的电池组支撑总成，其中所述壳体由铝材料制成。

12.根据权利要求2至4中任一项所述的电池组支撑总成，其中所述多个支架彼此纵向对准。

13.根据权利要求2至4中任一项所述的电池组支撑总成，其中所述多个支架由铝材料制成。

14.根据权利要求2至4中任一项所述的电池组支撑总成，其中所述多个支架为L形。

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