CN116461311A - 车辆电池安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆电池安装结构，所述车辆电池安装结构包括电池壳体，其中具有布置在电池模块之间的加强构件。安装结构包括电池侧构件，具有多个闭合截面的所述电池侧构件分别设置在所述电池壳体的相对两侧，并且接合到框架侧构件的下侧。安装结构进一步包括中间贯穿紧固件，其延伸穿过所述电池壳体的加强构件并接合到车身横向构件。

Description

车辆电池安装结构
技术领域
本发明涉及用于将高压电池安装到电动汽车等的技术。
背景技术
按需定制车辆(purpose-built vehicle，PBV)是指根据朝向多类型、小批量生产的市场趋势，配置为接合与驱动车辆相关的驱动模块的车辆。PBV还指设计成接合生活模块的车辆，该生活模块配置为根据市场需求形成各种类型的乘坐和装载空间。
因此，仅通过更换生活模块，具有可以快速生产出符合市场需求的车辆的优点。
此外，随着近来朝向环保车辆技术发展的趋势，开发趋向于使得驱动模块配备有高压电池(以下简称为“电池”)。
以上关于背景技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景。因此，本领域普通技术人员不应认为上述描述与已知的现有技术相对应。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种按需定制车辆(purpose-built vehicle，PBV)电池安装结构。通过确保电池能够更牢固、更稳定地安装在PBV的下侧，提高了车辆抵抗横向碰撞的安全性。此外，加强了趋于具有平坦的地板的PBV的地板强度，从而可以改善地板的噪声、振动和不平顺性(noise vibration harshness，NVH)性能。
根据本发明的一个方面，PBV电池安装结构可以包括电池壳体，其中具有布置在电池模块之间的加强构件，并且具有电池侧构件，所述电池侧构件具有多个闭合截面。所述电池侧构件可以分别设置在所述电池壳体的相对两侧，并且可以接合到框架侧构件的下侧。此外，PBV电池安装结构可以包括中间贯穿紧固件，所述中间贯穿紧固件延伸穿过所述电池壳体的加强构件并接合到车身横向构件。
所述电池侧构件和所述框架侧构件可以通过多个侧贯穿紧固件接合。多个侧贯穿紧固件可以从电池侧构件的下侧插入。
所述侧贯穿紧固件可以延伸穿过所述框架侧构件从而接合到所述车身横向构件。
所述电池侧构件可以具有电池侧间隔件，所述侧贯穿紧固件延伸穿过所述电池侧间隔件，并且电池侧间隔件设置在侧贯穿紧固件被紧固的部分。此外，所述框架侧构件可以具有框架侧间隔件，侧贯穿紧固件延伸穿过所述框架侧间隔件，并且框架侧间隔件设置在侧贯穿紧固件被紧固的部分。
所述电池壳体的加强构件可以包括沿着车辆的纵向方向布置的竖向构件、以及沿着车辆的水平方向布置的水平构件。此外，所述中间贯穿紧固件可以延伸穿过所述竖向构件和所述水平构件中的至少一个以被紧固。
所述车身横向构件可以沿着车身的水平方向布置在地板的下侧，使得车身横向构件的相对两端接合到侧边梁。此外，所述电池壳体可以具有安装衬套，所述中间贯穿紧固件插入到所述安装衬套中，安装衬套在电池壳体的上罩和下罩之间提供支撑。
所述车身横向构件可以具有W形截面，其中在两个凹部分之间形成有一个凸部分。此外，所述中间贯穿紧固件或螺栓可以延伸穿过并紧固到下支架，所述下支架连接两个凹部分的下侧。
所述车身横向构件可以具有U形截面，其具有一个凹部分。此外，所述中间贯穿紧固件可以延伸穿过并紧固到所述凹部分。
加强板可以与所述车身横向构件的凹部分重叠。此外，所述中间贯穿紧固件可以延伸穿过并紧固到所述加强板和车身横向构件的凹部分。
所述车身横向构件可以沿着车身的水平方向布置在地板的上侧，使得车身横向构件的相对两端接合到侧边梁。此外，所述电池壳体可以具有安装衬套，所述中间贯穿紧固件插入到所述安装衬套中，安装衬套在电池壳体的上罩和下罩之间提供支撑。
所述车身横向构件可以具有M形截面，其中在两个凸部分之间设置有一个凹部分。此外，所述中间贯穿紧固件可以延伸穿过所述地板和车身横向构件的凹部分以紧固到其上。
所述车身横向构件可以具有倒U形截面，其具有一个凸部分。所述中间贯穿紧固件可以延伸穿过并紧固到加强支架，所述加强支架与所述地板的上侧重叠并保护车身横向构件的下侧表面。
所述车身横向构件可以沿着车身的水平方向布置，使得车身横向构件的相对两端接合到侧边梁。由闭合截面形成的侧边梁加强材料可以分别设置在所述侧边梁中。
所述车身横向构件可以沿着车身的水平方向布置以与生活模块的地板重叠。所述框架侧构件可以构成驱动模块的框架，并且所述框架可以具有连接所述框架侧构件的多个框架横向构件。
所述框架侧构件可以与多个框架横向构件一起构成框架。所述框架横向构件可以被安装成避开安装所述电池壳体的部分。电池壳体的相对两端可以接合到框架侧构件。此外，电池壳体的中央部分可以与设置在车身的车身横向构件接合。
所述电池壳体可以安装成具有在车辆的竖直方向上与所述框架侧构件重叠的高度。
所公开的安装结构的优点在于，通过确保电池能够更牢固、更稳定地安装在PBV的下侧，提高了车辆抵抗横向碰撞的安全性。此外，加强了趋于具有平坦的地板的PBV的地板强度，从而可以改善地板的噪声、振动和不平顺性(NVH)性能。
附图说明
通过随后结合附图所呈现的具体描述应更为清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征以及优点，其中：
图1为示出了可以应用根据本发明的电池安装结构的按需定制车辆(PBV)的示意图；
图2为应用根据本发明的电池安装结构的PBV的仰视图；
图3为示出了安装于PBV的电池结构的示意图；
图4为沿着图2中的线IV-IV所呈现的截面图；
图5为示出了侧贯穿紧固件与车身横向构件接合的示例的示意图；
图6为示出了电池侧间隔件和框架侧间隔件的示意图；
图7为沿着图2中的线VII-VII所呈现的截面图，并且示出了中间贯穿紧固件与车身横向构件接合的第一实施方案；
图8为示出了中间贯穿紧固件与车身横向构件接合的第二实施方案；
图9为示出了中间贯穿紧固件与车身横向构件接合的第三实施方案；
图10为示出了中间贯穿紧固件与车身横向构件接合的第四实施方案；以及
图11为示出了中间贯穿紧固件与车身横向构件接合的第五实施方案。
具体实施方式
在说明书和权利要求书或申请中阐述的本发明实施方案的具体结构或功能描述仅出于描述根据本发明的实施方案的目的而给出。因此，根据本发明的实施方案可以以各种形式实施，并且本发明不应被解释为限于说明书和权利要求书或申请中描述的实施方案。
可以对根据本发明的实施方案进行各种改变和修改。因此，特定实施方案在附图中示出并且在说明书和权利要求书或申请中进行描述。然而，应当理解，根据本发明的概念的实施方案不限于所公开的具体实施方案。相反，本发明包括落入本发明构思的精神和范围内的所有修改、等效方式和替换。
诸如“第一”和/或“第二”之类的术语可以用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅旨在将一个元件与其他元件区分开来。例如，在不脱离本发明的保护范围的情况下，第一元件可以被命名为第二元件，并且类似地第二元件可以被命名为第一元件。
在一个元件被称为与其他元件“连接”或“接近”的情况下，应当理解为，不仅该元件与其他元件直接连接或接近，还可以在它们之间存在另一个元件。相反，在部件被称为与任何其他部件“直接连接”或“直接接近”的情况下，应理解为它们之间不存在其他部件。描述结构元件之间关系的其他表述，即“介于”和“仅介于”或“相邻”和“直接相邻”，应与上述描述类似地解释。
本发明所使用的术语仅用于描述具体实施方案并不旨在限制本发明。单数的表述可以包括复数的表述，除非它们在上下文中明显不同。如本文所用，表述“包括”或“具有”旨在详细说明所提及的特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，并且应解释为不排除一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在或增加的可能性。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在通用词典中定义的这些术语可以被解释为具有与相关技术领域中的上下文含义一致的含义。除非在本发明中明确定义，否则这些术语不应被解释为具有理想或过于正式的含义。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方案。在相应附图中呈现的相似或类似的附图标记表示相似或类似的元件。
图1示出了可以应用本发明的按需定制车辆(purpose-built vehicle，PBV)。构成驱动模块的框架1与构成生活模块(life module)的车身3接合。此外，电池5安装在车身3和框架1的下侧。
参照图2至图4，本发明的PBV的电池安装结构包括电池壳体11，其中具有布置在电池模块7之间的加强构件9。电池安装结构还包括具有多个闭合截面的电池侧构件15。电池侧构件15设置在电池壳体11的相对两侧并且接合到框架侧构件13的下侧。电池安装结构进一步包括一个或更多个中间贯穿紧固件19，其延伸穿过电池壳体11的加强构件9并接合到车身横向构件17。
此外，电池侧构件15和框架侧构件13通过从电池侧构件15的下侧插入的多个侧贯穿紧固件21接合。
作为参考，术语“紧固件”在本文中用作用于接合多个构件或部件的连接机构的通用名称。所述紧固件可以是螺栓、铆钉、螺钉等。
车身横向构件17沿着车身3的水平方向纵向地布置以与车身3的地板23重叠。框架侧构件13构成框架1，框架1构成驱动模块。框架1具有用于连接框架侧构件13的多个框架横向构件25。
换言之，在本发明中，电池壳体11具有固定到车身3和框架1的结构。电池壳体11的或在电池壳体11的相对两侧的电池侧构件15通过侧贯穿紧固件21接合到框架侧构件13。在该实施方案中，多个中间贯穿紧固件19延伸穿过电池壳体11以接合到车身横向构件17。
如上所述，框架1具有这样的形状，其中多个框架横向构件25连接车辆的相对两侧的框架侧构件13。在本发明中，框架横向构件25被安装成避开安装电池壳体11的部分。
换言之，如图2所示，电池壳体11位于框架1的中间部分，使得框架横向构件25不设置在电池壳体11所在的部分。此外，多个框架横向构件25仅设置在其他部分，以连接相对两侧的框架侧构件13。
因此，在本发明中，电池壳体11具有接合到框架侧构件13的相对的两端。电池壳体11的中央部分与设置在车身3的车身横向构件17接合，而不是与框架1接合。
此外，电池壳体11可以不与框架横向构件25干扰，并且可以位于没有安装框架横向构件25的地方。如图4至图6所示，电池壳体11可以安装成具有在车辆的竖直方向上与框架侧构件13重叠的高度。
这可以提高安装于车辆的电池的容量和安全性，并且从确保车辆的适当离地间隙的角度来看可以显著增加设计的自由度。
如上所示，侧贯穿紧固件21可以在车辆的每一侧接合到框架侧构件13，并且框架侧构件13可以经由单独的安装单元接合到车身3。然而，如图5所示，每个侧贯穿紧固件21可以延伸穿过框架侧构件13并且可以接合到车身横向构件17。
在上述结构中，由车身横向构件17、中间贯穿紧固件19、电池壳体11以及侧贯穿紧固件21形成的闭合曲线CL可以提供更大的抵抗侧面碰撞的刚度。
侧贯穿紧固件21仅连接到框架侧构件13的结构、以及侧贯穿紧固件21延伸穿过框架侧构件13以与车身横向构件17连接的结构可以分别使用或可以彼此互换使用。
如图6所示，电池侧构件15具有电池侧间隔件27，侧贯穿紧固件21在车辆的每一侧延伸穿过所述电池侧间隔件27，并且电池侧间隔件27设置在侧贯穿紧固件21被紧固的部分。框架侧构件13具有框架侧间隔件29，侧贯穿紧固件21延伸穿过所述框架侧间隔件29，并且框架侧间隔件29设置在侧贯穿紧固件21被紧固的部分。
通过上述构造，由于可以将侧贯穿紧固件21的紧固力设定得更强，因此可以更加牢固地确保侧贯穿紧固件21的紧固状态。因此，上述构造可以提供更大的抵抗车辆侧面碰撞的刚度。
如图3所示，电池壳体11的加强构件9包括沿着车辆的纵向方向布置的竖向构件31以及沿着车辆的水平方向布置的水平构件33。中间贯穿紧固件19延伸穿过竖向构件31和水平构件33中的至少一个以被紧固。
此外，电池壳体11具有安装衬套39，每个中间贯穿紧固件19插入到安装衬套39中，并且安装衬套39在电池壳体11的上罩35和下罩37之间提供支撑。
如上所述的多个中间贯穿紧固件19延伸穿过如上所述的竖向构件31或水平构件33，从而接合到车身横向构件17，车身横向构件17接合到地板23。因此，重型电池5通过上述多个中间贯穿紧固件19牢固地连接到基本上趋于平坦地板的PBV的地板，从而补偿施加到地板23的载荷的强度并改善NVH性能。
车身横向构件17可以沿着车身3的水平方向布置在地板23的下侧，使得其相对的两端接合到侧边梁41。
图7示出了每个中间贯穿紧固件19与车身横向构件17接合的第一实施方案。车身横向构件17具有W形截面，其中在两个凹部分之间形成有一个凸部分。中间贯穿紧固件19延伸穿过并紧固到下支架43，下支架43连接两个凹部分的下侧。
下支架43可以通过焊接等接合到两个凹部分的下侧。此外，可以在下支架43的上侧一体地设置有焊接螺母WN，每个中间贯穿紧固件19紧固到所述焊接螺母WN。
图8示出了每个中间贯穿紧固件19与车身横向构件17接合的第二实施方案。车身横向构件17可以具有U形截面，其具有一个凹部分。中间贯穿紧固件19可以延伸穿过并且紧固到凹部分。
因此，可以在车身横向构件17的凹部分的上侧一体地设置有焊接螺母WN，每个中间贯穿紧固件19紧固到所述焊接螺母WN。
图9示出了每个中间贯穿紧固件19与车身横向构件17接合的第三实施方案。车身横向构件17可以具有U形截面，其具有一个凹部分。加强板45与车身横向构件17的凹部分重叠。中间贯穿紧固件19延伸穿过并且可以紧固到加强板45和车身横向构件17的凹部分。
当然，可以在加强板45的上侧设置有焊接螺母WN，中间贯穿紧固件19紧固到所述焊接螺母WN。
在图7至图9的第一实施方案至第三实施方案中，车身横向构件17设置在地板23的下侧。然而，如图10和图11所示，车身横向构件17可以设置在地板23的上侧。
在图10的第四实施方案中，车身横向构件17具有M形截面，其中在两个凸部分之间设置有一个凹部分。此外，每个中间贯穿紧固件19延伸穿过地板23和车身横向构件17的凹部分以紧固到其上。
因此，可以在车身横向构件17的凹部分的上侧一体地形成有焊接螺母WN，每个中间贯穿紧固件19紧固到所述焊接螺母WN。
在图11的第五实施方案中，车身横向构件17具有倒U形截面，其具有一个凸部分。此外，每个中间贯穿紧固件19延伸穿过并紧固到加强支架47，加强支架47与地板23的上侧重叠并保护车身横向构件17的下侧表面。
因此，可以在加强支架47的上侧一体地设置有焊接螺母WN，每个中间贯穿紧固件19紧固到所述焊接螺母WN。
参照图3，车身横向构件17可以沿着车身3的水平方向布置，使得其相对两端接合到侧边梁41。可以在侧边梁41中设置由闭合截面形成的侧边梁加强材料49。
如上所述，当将侧边梁加强材料49插入到侧边梁中41时，能够确保更高的刚度以抵抗车辆的侧面碰撞，使得可以更好地保护电池5。
在实施方案中，侧边梁加强材料49与侧边梁41的内侧接合，从而通过各种方法(例如焊接或螺栓连接)与侧边梁41形成一体。
已经结合特定的实施方案描述和示出了本发明的发明构思。然而，对于本领域的普通技术人员来说应该清楚的是，可以对本发明进行各种改进和修改而不背离由所附权利要求书限定的本发明的技术思想。

Claims (16)

1.一种车辆电池安装结构，包括：
电池壳体，其中具有布置在电池模块之间的加强构件；
电池侧构件，具有多个闭合截面的所述电池侧构件分别设置在所述电池壳体的相对两侧，并且接合到框架侧构件的下侧；以及
中间贯穿紧固件，其延伸穿过所述电池壳体的加强构件并接合到车身横向构件。
2.根据权利要求1所述的车辆电池安装结构，其中，所述电池侧构件和所述框架侧构件通过从电池侧构件的下侧插入的多个侧贯穿紧固件接合。
3.根据权利要求2所述的车辆电池安装结构，其中，所述侧贯穿紧固件延伸穿过所述框架侧构件从而接合到所述车身横向构件。
4.根据权利要求3所述的车辆电池安装结构，其中，所述电池侧构件具有电池侧间隔件，所述侧贯穿紧固件延伸穿过所述电池侧间隔件，并且所述电池侧间隔件设置在侧贯穿紧固件被紧固的部分，
所述框架侧构件具有框架侧间隔件，侧贯穿紧固件延伸穿过所述框架侧间隔件，并且框架侧间隔件设置在侧贯穿紧固件被紧固的部分。
5.根据权利要求2所述的车辆电池安装结构，其中，所述电池壳体的加强构件包括沿着车辆的纵向方向布置的竖向构件，并且包括沿着车辆的水平方向布置的水平构件，
所述中间贯穿紧固件延伸穿过所述竖向构件和所述水平构件中的至少一个以被紧固。
6.根据权利要求1所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件沿着车身的水平方向布置在地板的下侧，使得车身横向构件的相对两端接合到侧边梁，
所述电池壳体具有安装衬套，所述中间贯穿紧固件插入到所述安装衬套中，安装衬套在电池壳体的上罩和下罩之间提供支撑。
7.根据权利要求6所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件具有W形截面，其中在两个凹部分之间形成有一个凸部分，
所述中间贯穿紧固件延伸穿过并紧固到下支架，所述下支架连接两个凹部分的下侧。
8.根据权利要求6所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件具有U形截面，其具有一个凹部分，
所述中间贯穿紧固件延伸穿过并紧固到所述凹部分。
9.根据权利要求8所述的车辆电池安装结构，其中，加强板与所述车身横向构件的凹部分重叠，
所述中间贯穿紧固件延伸穿过并紧固到所述加强板和车身横向构件的凹部分。
10.根据权利要求1所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件沿着车身的水平方向布置在地板的上侧，使得车身横向构件的相对两端接合到侧边梁，
所述电池壳体具有安装衬套，所述中间贯穿紧固件插入到所述安装衬套中，安装衬套在电池壳体的上罩和下罩之间提供支撑。
11.根据权利要求10所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件具有M形截面，其中在两个凸部分之间设置有一个凹部分，
所述中间贯穿紧固件延伸穿过所述地板和车身横向构件的凹部分以紧固到其上。
12.根据权利要求10所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件具有倒U形截面，其具有一个凸部分，
所述中间贯穿紧固件延伸穿过并紧固到加强支架，所述加强支架与所述地板的上侧重叠并保护车身横向构件的下侧表面。
13.根据权利要求1所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件沿着车身的水平方向布置，使得车身横向构件的相对两端接合到侧边梁，
由闭合截面形成的侧边梁加强材料分别设置在所述侧边梁中。
14.根据权利要求1所述的车辆电池安装结构，其中，所述车身横向构件沿着车身的水平方向布置以与生活模块的地板重叠，
所述框架侧构件构成驱动模块的框架，
所述框架具有连接所述框架侧构件的多个框架横向构件。
15.根据权利要求1所述的车辆电池安装结构，其中，所述框架侧构件与多个框架横向构件一起构成框架，
所述框架横向构件被安装成避开安装所述电池壳体的部分，
电池壳体的相对两端接合到框架侧构件，
电池壳体的中央部分与设置在车身的车身横向构件接合。
16.根据权利要求15所述的车辆电池安装结构，其中，所述电池壳体安装成具有在车辆的竖直方向上与所述框架侧构件重叠的高度。
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