CN116207423A - 适配平台拓展需求的电池包及其设计方法及电动汽车底盘 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种适配平台拓展需求的电池包及其设计方法及电动汽车底盘。该适配平台拓展需求的电池包包括：电池包主体结构，电池包主体结构包括电芯主体和电池框架，所述电池框架围成有第一收容槽和第二收容槽，所述电芯主体收容于所述第一收容槽中；集成模块，所述集成模块包括接插件面板、与所述接插件面板适配的电池包配电单元和高压附件单元，所述接插件面板设置于所述电池框架上，所述电池包配电单元和所述高压附件单元均设置于所述第二收容槽中并连接于所述电芯主体。根据本申请实施例，能够解决现有技术中空间利用率低，不利于电池包数据的平台化扩展，电池包设计周期冗长的问题。

Description

适配平台拓展需求的电池包及其设计方法及电动汽车底盘
技术领域
本申请属于平台化电动车动力电池包设计领域，尤其涉及一种适配平台拓展需求的电池包及其设计方法及电动汽车底盘。
背景技术
电池包在电动车上的设置位置如图1所示。但是，如图2所示，现有技术中，电池包前端或者后端的电气接插件和冷却水口零散地分布在整个前端梁面板上。前后驱车型转换时，电池包前后横梁接插口及整车接插件均需适应性调整，设计改动量巨大；
在现有技术的结构中，接插件布置较松散，空间利用率低，不利于电池包数据的平台化扩展，电池包设计周期冗长。
因此，如何解决现有技术中空间利用率低，不利于电池包数据的平台化扩展，电池包设计周期冗长的问题是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种适配平台拓展需求的电池包及其设计方法及电动汽车底盘，能够解决现有技术中空间利用率低，不利于电池包数据的平台化扩展，电池包设计周期冗长的问题。
第一方面，本申请提供一种适配平台拓展需求的电池包，包括：
电池包主体结构，所述电池包主体结构包括电芯主体和电池框架，所述电池框架围成有第一收容槽和第二收容槽，所述电芯主体收容于所述第一收容槽中；
集成模块，所述集成模块包括接插件面板、与所述接插件面板适配的电池包配电单元和高压附件单元，所述接插件面板设置于所述电池框架上，所述电池包配电单元和所述高压附件单元均设置于所述第二收容槽中并连接于所述电芯主体。
进一步地，所述电池框架至少包括电池包前部横梁和电池包后部横梁；所述接插件面板包括设置于电池包前部横梁上的前横梁接插件面板，以及设置于电池包后部横梁上的后横梁接插件面板；
前横梁接插件面板和后横梁接插件面板均分别集中设置有多个接插件。
进一步地，前横梁接插件面板和后横梁接插件面板均分别集中设置的多个接插件，包括：
驱动电机、低压通讯接插件、交流电源、直流快充的接插件。
进一步地，当整车需要驱动电机前置时，将集成模块设置于电池包前部。
进一步地，当整车需要驱动电机后置时，将集成模块设置于电池包后部。
进一步地，前横梁接插件面板和后横梁接插件面板的设计尺寸相同。
进一步地，电池包主体结构还包括电池包中部横梁，用于与车身挂载。
进一步地，电池包中部横梁上设置有安装孔，用于与车身安装连接。
进一步地，电池包主体结构还包括至少一个电池包内部纵梁。
第二方面，本申请提供一种适配平台拓展需求的电池包的设计方法，包括：
获取电池包主体结构；其中所述电池包主体结构包括电芯主体和电池框架，所述电池框架围成有第一收容槽和第二收容槽，所述电芯主体收容于所述第一收容槽中；
在电池包主体结构的电池框架上设置集成模块的接插件面板；
在所述第二收容槽中设置与所述接插件面板适配的电池包配电单元和高压附件单元；
将所述电池包配电单元和所述高压附件单元连接于所述电芯主体。
第三方面，本申请提供一种电动汽车底盘，其包括底盘部件、扭力盒以及上述所述的适配平台拓展需求的电池包；
所述电池包用于提供电能；
所述扭力盒连接于所述底盘部件；
所述底盘部件包括前悬架以及后悬架，所述前悬架和所述后悬架分别可拆卸连接在所述电池包沿X向的两端。
该适配平台拓展需求的电池包包括：电池包主体结构，所述电池包主体结构包括电芯主体和电池框架，所述电池框架围成有第一收容槽和第二收容槽，所述电芯主体收容于所述第一收容槽中；以及集成模块，所述集成模块包括接插件面板、与所述接插件面板适配的电池包配电单元和高压附件单元，所述接插件面板设置于所述电池框架上，所述电池包配电单元和所述高压附件单元均设置于所述第二收容槽中并连接于所述电芯主体；其中，集成模块包括接插件面板和与接插件面板适配的电池包配电单元，以能够适配前后驱车型，适合平台化。
可见，由于该集成模块包括接插件面板、与接插件面板适配的电池包配电单元和高压附件单元，且所述接插件面板、所述电池包配电单元和所述高压附件单元都集成设置在电池包主体结构上，故能够解决现有技术中空间利用率低，不利于电池包数据的平台化扩展，电池包设计周期冗长的问题。并且，基于所述集成模块在所述电池包主体结构上的前后安装位置，其能够适配前后驱车型，适合平台化。
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进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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是电池包在电动车上的设置位置示意图；
图2是现有技术中电池包电气接插件及冷却水口的示意图；
图3示出了本申请一个实施例提供的适配平台拓展需求的电池包的结构示意图；
图4示出了本申请一个实施例提供的适配平台拓展需求的电池包的等轴侧视图；
图5示出了本申请一个实施例提供的适配平台拓展需求的电池包的后部正视图；
图6示出了本申请一个实施例提供的适配平台拓展需求的电池包的前部正视图；
图7示出了本申请一个实施例提供的前横梁接插件面板的结构示意图；
图8示出了本申请一个实施例提供的适配平台拓展需求的电池包的设计方法的流程示意图；
图9示出了本申请一个实施例提供的电动汽车底盘的设计方法的结构示意图；
图10示出了本申请一个实施例提供的电动汽车底盘的扭力盒与电池包的连接关系示意图；
图11示出了本申请一个实施例提供的电动汽车底盘的底盘部件与扭力盒的连接关系示意图。
其中，附图标记说明如下：
100-电池包；
10-电池框架；11-电池包前部横梁；12-电池包后部横梁；13-左边梁；14-右边梁；10A-第一收容槽；10B-第二收容槽；20-集成模块；接插件面板21；211-前横梁接插件面板；212-后横梁接插件面板；22-电池包配电单元；23-高压附件单元；30-电池包中部横梁；31-安装孔；40-电池包内部纵梁；50-端部横梁；
200-底盘部件；210-前悬架的上摆臂；220-后悬架的上摆臂；230-前电机后悬置梁；240-后电机的前值悬梁；
410-左前扭力盒；420-右前扭力盒；430-左后扭力盒；440-右后扭力盒；300-地板。
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。
为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种适配平台拓展需求的电池包100及其设计方法及电动汽车底盘。图3示出了本申请一个实施例提供的适配平台拓展需求的电池包100的结构示意图。图4、图5、图6分别为适配平台拓展需求的电池包100的等轴侧视图、后部正视图及前部正视图。
如图3所示，该适配平台拓展需求的电池包100，包括：电池包主体结构，其中电池包主体结构包括电芯主体(未示出)和电池框架10，电池框架10围成有第一收容槽10A和第二收容槽10B，电芯主体收容于第一收容槽10A中；以及集成模块20，集成模块20包括接插件面板21、与接插件面板21适配的电池包配电单元22和高压附件单元23，接插件面板21设置于电池框架10上，电池包配电单元22和高压附件单元23均设置于第二收容槽10B中并连接于电芯主体。
在该适配平台拓展需求的电池包100中，由于该集成模块20包括接插件面板21、与接插件面板21适配的电池包配电单元22和高压附件单元23，且接插件面板21、电池包配电单元22和高压附件单元23都集成设置在电池包主体结构上，故能够解决现有技术中空间利用率低，不利于电池包数据的平台化扩展，电池包设计周期冗长的问题。并且，基于集成模块20在电池包主体结构上的前后安装位置，其能够适配前后驱车型，适合平台化。
在一个实施例中，如图4所示，电池框架10至少包括电池包前部横梁11、电池包后部横梁12、左边梁13和右边梁14，左边梁13和右边梁14均连接于电池包前部横梁11和电池包后部横梁12。接插件面板21包括设置于电池包前部横梁11上的前横梁接插件面板211，以及设置于电池包后部横梁12上的后横梁接插件面板212；前横梁接插件面板211和后横梁接插件面板212均分别集中设置有多个接插件。其中，前横梁接插件面板211可如图7所示。前横梁接插件面板211上的接插件为电池包100与整车电气部件连接器。在电池包100内部与电池包100的电气部件连接，在电池包100外部与整车电气部件连接。
在一个实施例中，前横梁接插件面板211和后横梁接插件面板212均分别集中设置的多个接插件，包括：驱动电机、低压通讯接插件、交流电源、直流快充的接插件。
电池包100接插件集成化布置，将多个接插件集中到局部的面板上，形成模块化方案，提高了通用性和灵活性，同一个布置方案适配不同驱动形式和级别的车型，有利于平台化拓展车型。
多个接插件集中到同一面板上，作为一个独立的部分进行设计、生产，相比于分散式的接插件布置，降低了电池包100气密性设计难度。
在一个实施例中，当整车需要驱动电机前置时，将集成模块20设置于电池包100前部。
在一个实施例中，当整车需要驱动电机后置时，将集成模块20设置于电池包100后部。
当整车为后驱车型时，将该集成模块20布置在电池包100后部与整车电器部件适配。当整车为前驱车型时，将该集成模块20整体移动到电池包100前部与整车电器部件适配。并且，适配平台化扩展需求，适配A级、B级、C级不同级别的车型，可以将此集成模块20直接应用，无需做设计改动，极大缩短设计周期，加快整车平台化拓展速度。
在本发明中，模块化的设计思路主要是将动力电池包100的高低压接插件和电气部件进行模块化设计。根据整车平台化拓展的布置需求，通过模块化的方案应对前驱、后驱或者不同级别的车型需求。
模块化的电池包100设计方案，在应对不同驱动形式的车型时，电池包100布置改动少，节省设计成本。平台化模块化的方案可大大缩短开发周期，减少设计、采购投入。
在一个实施例中，前横梁接插件面板211和后横梁接插件面板212的设计尺寸相同。
前横梁接插件面板211和后横梁接插件面板212的设计尺寸相同，在适配前后驱车型以及不同级别车型时，可以直接挪用切换，无需因为前横梁接插件面板211和后横梁接插件面板212的尺寸不同而重新设计。
如图3所示，电池框架10还包括电池包中部横梁30，用于与车身挂载。电池包中部横梁30上设置有安装孔31，用于与车身安装连接。电池框架还包括至少一个电池包内部纵梁40，电池包内部纵梁40与电池包中部横梁30一起围成第一收容槽10A中。进一步地，电池框架10还包括端部横梁50，端部横梁50与电池包前部横梁11(或电池包后部横梁12)、左边梁13和右边梁14一起围成第二收容槽10B。
可以理解的，电池包配电单元22(Battery Disconnect Unit)又称电池能量分配单元(Battery energy Distribution Unit，高压配电盒)，是新能源车高压回路中重要的配件；前悬架是同前桥连接的悬架，主要由空气弹簧、减振器、横向稳定杆、缓冲块等零部件组成，后悬架同理，前悬架、后悬架在本申请中为空气悬架。
高压附件单元23集成有直流转换器(DCDC)和车载充电机(OBC)，直流转换器指的是将某一直流电源电压转换成任意直流电压的装置，而车载充电机的主要功能是将电网电压经由地面交流充电桩、交流充电口，连接至车载充电机，给电动电池进行充电。
综上所述，本发明专利可应用于平台化拓展车型的电池包100设计领域。本实施例的电池包100模块化设计思路中，电池包100前后部的接插件面板尺寸相同，可按照需求灵活切换。当整车需要驱动电机前置时，就把电池包100的接插件面板与电池包配电单元22(即BDU)和高压附件单元23(即DCDC&OBC)置于电池包100前部；当整车需要驱动电机后置时，对应地，把电池包插件面板与电池包配电单元22和高压附件单元23置于电池包100后部。
与现有设计方案相比，本发明能够更好更快地拓展电池包100平台化设计，解决传统设计模式下电池包100设计周期冗长的问题，适配平台化车型上市速度。同时，多个接插件集中到同一面板上，作为一个独立的部分进行设计、生产，相比于分散式的接插件布置，降低了电池包100气密性设计难度。
图8示出了本申请一个实施例提供的适配平台拓展需求的电池包的设计方法的流程示意图，如图8所示，该适配平台拓展需求的电池包的设计方法，包括：
S801、获取电池包主体结构，其中电池包主体结构包括电芯主体和电池框架10,电池框架10围成有第一收容槽10A和第二收容槽10B，电芯主体收容于第一收容槽10A中；
S802、在电池包主体结构的电池框架10上设置集成模块20的接插件面板21；
S803、在第二收容槽10B中设置与接插件面板21适配的电池包配电单元22和高压附件单元23；
S804、将电池包配电单元22和高压附件单元23连接于所述电芯主体。
该设计方法是将集成模块20的接插件面板21设置在电池包主体结构的电池框架10上、将与接插件面板21适配的电池包配电单元22和高压附件单元23设置在电池框架10的第二收容槽10B中，故能够解决现有技术中空间利用率低，不利于电池包数据的平台化扩展，电池包设计周期冗长的问题。
如图9所示，本申请一个实施例提供的电动汽车底盘包括底盘部件200、扭力盒以及适配平台拓展需求的电池包100。所述电池包100用于提供电能；所述扭力盒连接于底盘部件200；底盘部件200包括前悬架以及后悬架，所述前悬架和所述后悬架分别可拆卸连接在电池包100沿X向的两端。
在本方案中，通过将底盘部件200中的前悬架与后悬架分别可拆卸连接在电池包100的前后两端，便于进行车体改装，便于将电池包100进行单独分离，在总装线上，可以实现汽车底盘的独立分装；同时通过将接插件面板21、电池包配电单元22、高压附件单元23与电芯主体集成安装在电池框架10内，简便了三合一高压附件的结构。此外，当汽车上车身的设计发生变化时，只需更换合适的底盘部件200即可，对电动汽车底盘的结构影响小，进而实现了电动汽车底盘的高度集成化与模块化，优化了汽车底盘的整体结构设计。
扭力盒是连接电池包与前后悬架的过渡柔性段，在一个实施例中，扭力盒采用铸铝材料，蜂窝状结构设计理念，前后通用设计。通过扭力盒将电池框架10与底盘部件200连接，形成独立的电动汽车底盘。
如图10所示，在一个实施例中，扭力盒包括前端扭力盒与后端扭力盒，分别设置于电池框架10的前后两端，前端扭力盒(包括左前扭力盒410以及右前扭力盒420)与后端扭力盒(包括左后扭力盒430以及右后扭力盒440)各设置有两个，分别设置于电池框架10的两侧，其中，前端扭力盒连接有前悬架，后端扭力盒连接有后悬架。
如图11所示，在一个实施例中，前悬架的上摆臂210安装在左前扭力盒410，右前扭力盒420安装有前电机后悬置梁230；后悬架的上摆臂220安装在左后扭力盒430上，右后扭力盒440安装有后电机前悬置梁240。
如图11所示，所述前悬架中的上摆臂210后安装点设置在左前扭力盒410的前端；所述后悬架的上摆臂220前安装点设置在左后扭力盒430的后端，所述前电机后悬置梁230的两端设置在右前扭力盒420上，所述后电机前悬置梁240的两端设置在右后扭力盒440。
所述前悬架中的上摆臂210设置在左前扭力盒410与右前扭力盒420的前端；所述后悬架的上摆臂220设置左后扭力盒430与右后扭力盒440的前端，所述前悬架中的前电机的后置悬梁230的两端设置在左前扭力盒410与右前扭力盒420的上，所述后悬架中的后电机的前值悬梁240的两端设置在左后扭力盒430与右后扭力盒440上。
在一个实施例中，底盘部件200还包括前围下横梁与后围下横梁，两个前端扭力盒分别与前围下横梁的两端相连接，两个后端扭力盒分别与后围下横梁相连接。
在一个实施例中，扭力盒的上表面上设有扭力盒连接孔，用于所述扭力盒与所述电池框架10相连接；电池框架10的两侧设有电池框架连接孔，电池框架连接孔用于电动汽车底盘与上车体相连接。
在一个实施例中，电动汽车底盘还包括地板300，地板300盖设于电池包框架10上，地板300的边沿与地板300的中部设有通孔，用于地板300与电池框架10连接。在本方案中，通过提供地板300，并将其安装在电池框架10上，能够防止杂物混入电池框架10内，同时地板300能作为整个汽车的地板使用，来安装座椅、铺设地毯，由此实现了整个底盘空间的优化，减少了零部件的数量，降低了成本。
集成有电池包100的电动汽车底盘，实现了电动汽车底盘的高度集成化与模块化，优化了电动汽车底盘的整体结构设计。而由于本申请的电动汽车底盘为独立的底盘结构，当开发系列化产品时，上车身的变化不会对底盘有较大的影响；并且，在总装线上装配时，本申请的电动汽车底盘实现了独立分装，节省了装配节拍，提升了装配效率。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，包括：
电池包主体结构，所述电池包主体结构包括电芯主体和电池框架，所述电池框架围成有第一收容槽和第二收容槽，所述电芯主体收容于所述第一收容槽中；以及
集成模块，所述集成模块包括接插件面板、与所述接插件面板适配的电池包配电单元和高压附件单元，所述接插件面板设置于所述电池框架上，所述电池包配电单元和所述高压附件单元均设置于所述第二收容槽中并连接于所述电芯主体。
2.根据权利要求1所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，
所述电池框架至少包括电池包前部横梁和电池包后部横梁；
所述接插件面板包括设置于电池包前部横梁上的前横梁接插件面板，以及设置于电池包后部横梁上的后横梁接插件面板；
所述前横梁接插件面板和所述后横梁接插件面板均分别集中设置有多个接插件。
3.根据权利要求2所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，所述前横梁接插件面板和所述后横梁接插件面板均分别集中设置的多个接插件，包括：
驱动电机、低压通讯接插件、交流电源、直流快充的接插件。
4.根据权利要求3所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，当整车需要所述驱动电机前置时，将所述集成模块设置于电池包前部。
5.根据权利要求3所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，当整车需要所述驱动电机后置时，将所述集成模块设置于电池包后部。
6.根据权利要求2所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，所述前横梁接插件面板和所述后横梁接插件面板的设计尺寸相同。
7.根据权利要求1所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，所述电池包主体结构还包括电池包中部横梁，用于与车身挂载。
8.根据权利要求7所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，所述电池包中部横梁上设置有安装孔，用于与所述车身安装连接。
9.根据权利要求1所述的适配平台拓展需求的电池包，其特征在于，所述电池包主体结构还包括至少一个电池包内部纵梁。
10.一种适配平台拓展需求的电池包的设计方法，其特征在于，包括：
获取电池包主体结构，其中所述电池包主体结构包括电芯主体和电池框架，所述电池框架围成有第一收容槽和第二收容槽，所述电芯主体收容于所述第一收容槽中；
在所述电池包主体结构的电池框架上设置接插件面板；
在所述第二收容槽中设置与所述接插件面板适配的电池包配电单元和高压附件单元；
将所述电池包配电单元和所述高压附件单元连接于所述电芯主体。
11.一种电动汽车底盘，其特征在于，包括底盘部件、扭力盒以及根据权利要求1-9任一项所述的适配平台拓展需求的电池包；
所述电池包用于提供电能；
所述扭力盒连接于所述底盘部件；
所述底盘部件包括前悬架以及后悬架，所述前悬架和所述后悬架分别可拆卸连接在所述电池包沿X向的两端。
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