CN211335559U

CN211335559U - 用于车辆电池包的框架结构

Info

Publication number: CN211335559U
Application number: CN201921224735.7U
Authority: CN
Inventors: 张骥超; 石磊; 徐栋恺; 杨智辉; 肖华
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2029-07-31

Abstract

本实用新型揭示了一种用于车辆电池包的框架结构，包括：外部加强梁，该外部加强梁采用封闭截面且呈一体结构，在封闭截面内部设有加强板，加强板与车辆上下方向的夹角为α，30°≤α≤150°；多组内部加强梁，每一组内部加强梁包括至少两根内部加强梁，在外部加强梁的封闭截面外侧区域至少包含一个外凸特征，外凸特征用于与内部加强梁的装配，在外部加强梁的车辆水平方向上设有2个以上的弯曲特征，弯曲特征的内侧半径为R，外部加强梁在车辆水平方向上的弯曲半径方向的截面尺寸为D，R/D≥1.5。使用该框架结构，具有良好的防侧面挤压与冲压性能，结构设计简单，加工成本低。

Description

用于车辆电池包的框架结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于车辆电池包的框架结构。

背景技术

电池包是新能源汽车的关键部件，其内部有多个电池模块。在车辆使用过程中与外部发生碰撞时，电池模块将受到外部载荷的冲击，从而有发生挤压变形进而漏液、发热或起火的安全风险。电池包的框架可以降低外部载荷冲击对电池模块的影响，要求其自身具有较好的抗侧面冲击性能；同时，为满足电池包整体的能量密度要求，电池包的框架重量应当较低。

在现有技术中，提出了多种用于车辆电池包的框架结构，例如：采用铝合金的吸能式电池包框架结构、实心或内部带空的铝合金电池包框架、采用口字型铝型材的框架结构、采用薄壁大断面空心型材的框架结构、采用锥形多胞薄壁管结构的框架结构、外框为“Z”字型截面、加强筋为T 型内部带孔的电池包壳体结构。这些现有技术为了满足结构吸能与轻量化要求，电池包外侧框架多采用铝合金中空型材方式。

但是，现有技术中存在如下缺陷：电池包侧面挤压与碰撞工况性能不足，容易在碰撞时损伤电池包。

因此，需要找到一种更好的用于车辆电池包的框架结构，以解决电池包容易损伤的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种解决电池包容易损伤的缺陷的方法，采用该实用新型技术具有良好的防侧面挤压与冲压性能，结构设计简单，加工成本低。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种用于车辆电池包的框架结构，包括：

外部加强梁，该外部加强梁采用封闭截面且呈一体结构，在封闭截面内部设有加强板，加强板与车辆上下方向的夹角为α，30°≤α≤150°；

多组内部加强梁，每一组内部加强梁包括至少两根内部加强梁，

在外部加强梁的封闭截面外侧区域至少包含一个外凸特征，外凸特征用于与内部加强梁的装配，

在外部加强梁的车辆水平方向上设有2个以上的弯曲特征，弯曲特征的内侧半径为R，外部加强梁在车辆水平方向上的弯曲半径方向的截面尺寸为D，R/D ≥1.5。

根据本实用新型所提供的用于车辆电池包的框架结构，具有良好的防侧面挤压与冲压性能，结构设计简单，加工成本低，具有相当大的经济效益和安全效益。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施方式的用于车辆电池包的框架结构的示意图。

图2是图1中局部B的放大图；

图3是本实用新型的第一实施方式的用于车辆电池包的框架结构的内部加强梁截面示意图；

图4是图1中的框架结构的另一个示意图；

图5是图4中具有两个腔体的且示出焊接特征、内凹特征及内部加强板的局部剖视图；

图6是本实用新型的第二实施方式的用于车辆电池包的框架结构的示意图；

图7是图6中局部E的放大图；

图8是本实用新型的第二实施方式的用于车辆电池包的框架结构的内部加强梁截面示意图；

图9是图6中的框架结构的另一个示意图；

图10是示出图9中焊接位置的局部剖视图。

附图标记

1-内部加强梁 2-外部加强梁 3-强化特征 4-外凸特征

5-斜角特征

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本实用新型的第一实施方式是一种用于车辆电池包的框架结构。图1 是本实用新型的用于车辆电池包的框架结构的示意图。图4是图1中的框架结构的另一个示意图。图2示出了在B处的内部加强梁1与外部加强梁 2的搭接方式，图3示出了内部加强梁1的截面。如图1和图4所示，该框架结构包括：外部加强梁2，该外部加强梁2采用封闭截面且呈一体结构，在封闭截面内部设有加强板，加强板与车辆上下方向的夹角为α，30°≤α≤ 150°(夹角α参照图5)。结构还包括多组内部加强梁1，每一组内部加强梁1 包括至少两根内部加强梁1。内部加强梁1采用封闭截面，其在车身坐标系X-Z 平面上的主截面为矩形特征，主截面可以进一步设计强化特征3或减重孔。强化特征3可以提高电池包抗侧向(Y向)挤压特性和Z向承载能力，减重孔可以减轻零件重量。在不同位置采用不同数量的加强梁组成模块化的内部加强结构，内部加强梁1端部设计有缺口，与外部加强梁2外凸特征4相匹配，通过焊接方式进行连接。在本实施方式中，示出了包括三组内部加强梁1，每一组内部加强梁 1分别包括两根、三根、四根内部加强梁1的例子，但是本实用新型并不限于此，内部加强梁1的组数和每组的根数可以进行适当地变更，依据Y向挤压、Z向承载以及电池包整体的刚度模态性能要求而确定。在本实施方式中，示出了在主截面上设有一个强化特征3而没有设有减重孔的例子，但是本实用新型并不限于此，强化特征3和减重孔的数量可以进行适当地变更，也可以不设有强化特征3 和减重孔。在外部加强梁2的封闭截面外侧区域至少包含一个外凸特征4，外凸特征4用于与内部加强梁1的装配。在本实施方式中，示出了除了包含一个外凸特征4，还包含一个内凸特征和一个斜角特征5的例子，但是本实用新型并不限于此，外侧区域除了包含一个外凸特征4之外还包含什么特征可以进行适当地变更。在外部加强梁2的车辆水平方向上设有2个以上的弯曲特征，弯曲特征的内侧半径为R，外部加强梁2在车辆水平方向上的弯曲半径方向的截面尺寸为D， R/D≥1.5。由于设有2个以上的弯曲特征，因此通过弯曲形成完整的框架，采用一个零件替代现有多个零件的设计方式。另外，R/D的值越小，框架所围成的空间越大，电池模组的设计空间也越大。在本实施方式中，示出了设有4个弯曲特征的例子，因此4个弯曲特征的内侧半径分别为R1、R2、 R3、R4，但是本实用新型并不限于此，弯曲特征的数量可以进行适当地变更。

外部加强梁2采用1.4mm B1500HS冷轧超高强钢材料加工成直管后，再整体弯曲而成；内部加强梁1采用1.2mm HC950/1180MS冷轧超高强钢材料，采用辊压工艺加工。

如上所述，利用第一实施方式的用于车辆电池包的框架结构，具有良好的防侧面挤压与冲压性能，结构设计简单，加工成本低。具体来说，外部加强梁2采用封闭截面，截面内部设计有加强板，可以有效地提升电池包侧面抗挤压和冲击性能，外部加强梁2可采用弯曲方式加工成一体结构，可加工性好，内部加强梁1采用模块化设计，设计简单，制造成本低。

本实用新型的第二实施方式也是一种用于车辆电池包的框架结构。图 3是本实用新型的用于车辆电池包的框架结构的示意图。图4是图3中的框架结构的另一个示意图。如图6和图9所示，该框架结构包括：外部加强梁(参照图7)，该外部加强梁采用封闭截面且呈一体结构(参照图8)，在封闭截面内部设有加强板，加强板与车辆上下方向的夹角为α。结构还包括多组内部加强梁，每一组内部加强梁包括至少两根内部加强梁。在本实施方式中，示出了包括三组内部加强梁，每一组内部加强梁分别包括两根、三根、两根内部加强梁。在本实施方式中，不设有强化特征和减重孔。在本实施方式中，在外部加强梁的封闭截面外侧区域包含一个外凸特征(参照图10)，而没有包含内凸特征和斜角特征。在本实施方式中，在外部加强梁的车辆水平方向上设有4个弯曲特征，弯曲特征的内侧半径为R，R可以为80mm-85mm中的任意的值，优选为82.4mm，外部加强梁在车辆水平方向上的弯曲半径方向的截面尺寸为D，D可以为 30mm-35mm中的任意的值，优选为33.01mm，在R＝82.4mm，D＝33.01mm的情况下，R/D＝2.5。

需要说明的是，本实用新型各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本实用新型所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实用新型上述各设备实施方式并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种用于车辆电池包的框架结构，其特征在于，包括：

在外部加强梁的车辆水平方向上设有2个以上的弯曲特征，弯曲特征的内侧半径为R，外部加强梁在车辆水平方向上的弯曲半径方向的截面尺寸为D，R/D≥1.5。

2.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，

在所述封闭截面外侧区域还包含内凸特征和/或斜角特征。

3.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，

在所述内部加强梁上设有强化特征和/或减重孔。

4.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，

80mm≤R≤85mm。

5.根据权利要求4所述的框架结构，其特征在于，

R＝82.4mm。

6.根据权利要求1所述的框架结构，其特征在于，

30mm≤D≤35mm。

7.根据权利要求6所述的框架结构，其特征在于，

D＝33.01mm。