CN211951107U - 一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，包括螺栓套筒本体，所述的螺栓套筒本体包括螺帽端与螺柱端，螺帽端套置在螺柱端上并通过螺纹连接，所述的螺帽端的螺帽头型与螺柱端的螺柱头型均为六角形，并且厚度不小于10mm，所述的螺柱端的轴向通孔内有内螺纹。解决现有螺栓套筒容易导致动力电池包铝制边框破坏或损伤的技术问题；或者螺栓预紧轴力不足，不能保证电池包固定牢固的技术问题。

Description

一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒

技术领域

本实用新型属于动力电池安装领域，特别是涉及一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒。

背景技术

动力电池作为电动汽车的动力来源，一般通过螺栓固定于车架或底板上。由于续航里程的要求，动力电池包的质量往往在300kg以上。大重量的动力电池包在刹车、急转弯，甚至路面颠簸的时候具有很大的惯性载荷，这就要求固定螺栓具有很大的预紧力矩来防止螺栓松动脱落。为了降低动力电池质量，动力电池包的箱体与边框的材料开始广泛采用铝合金材料。但是较大的螺栓预紧力矩会导致铝质边框在装配时发生局部材料屈服变形，甚至是直接开裂破坏。所以采用高强度的钢制螺栓套筒结构避免结构破坏就成为首选。

螺栓套筒一般采用过盈的方式嵌套在母材中，或采用焊接的方式固定在母材上。但是由于铝型材一般厚度较小，在1-2mm左右，不能承受较大的过盈量，难以实现过盈固定。同时铝型材与钢制套筒焊接工艺复杂，很难保证焊接质量。另外由于加工误差影响难以保证套筒外端面与边框表面平整，会导致边框压溃或无法将电池牢牢固定的现象。

采用焊接方式固定的螺栓套筒，螺栓套筒主要由帽檐与筒身构成的一体成型结构，在帽檐边缘与电池边框进行焊接固定，其缺点如下：

首先，只能采用铝合金螺栓套筒，否则无法保证钢、铝之间的焊接质量与性能。

其次，铝合金套筒由于自身刚度较低，不能承受较大的螺栓预紧力，容易导致电池包固定不牢。

再次，为保证固定效果，铝合金套筒的筒身下部必须抵在电池边框最下层底板上，需要在电池边框上下分别开两个直径不等的孔。

最后，由于无法保证铝合金套筒的加工精度误差，极易导致装配应力过大或固定不牢固的现象。有限元分析结果显示，在相同预紧轴力条件下，只要存在0.2mm间隙将会导致边框应力上升2倍左右。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，解决现有螺栓套筒容易导致动力电池包铝制边框破坏或损伤的技术问题；或者螺栓预紧轴力不足，不能保证电池包固定牢固的技术问题。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，包括螺栓套筒本体，所述的螺栓套筒本体包括螺帽端1与螺柱端2，螺帽端1套置在螺柱端2上并通过螺纹连接，所述的螺帽端1的螺帽头型3与螺柱端2的螺柱头型6均为六角形，并且厚度不小于10mm，所述的螺柱端2的轴向通孔4内有内螺纹。

作为本实用新型更有的技术方案，螺帽端1套置在螺柱端2上并通过粗牙螺纹连接。

作为本实用新型更有的技术方案，螺帽端1套置在螺柱端2上并通过螺纹连接，其螺纹配合长度不小于2.5倍的螺柱端2的螺柱5外径尺寸，并大于8倍螺距。

作为本实用新型更有的技术方案，螺帽端1套置在螺柱端2上并通过螺纹连接，其螺纹配合长度不小于3倍的螺柱端2的螺柱5外径尺寸，并大于8倍螺距。

有益效果如下：

本实用新型有效的解决了传统螺栓套筒焊接或过盈装配的工艺困难，使螺栓预紧力主要作用在钢制螺栓套筒上，增大铝制边框受力面积，从而使动力电池边框在螺栓预紧力作用下即能保证满足结构强度要求，又能保证固定的牢靠性，更具体的分析如下：

首先，采用螺纹连接代替焊接工艺，解决了钢材与铝材之间焊接工艺难以控制的问题。

其次，将原焊接固定形式螺纹套筒只有焊缝位置受力转变为六角形头型面压，增大边框受力面积，减少因套管加工尺寸公差导致的装配应力。经过有限元验证分析能够有效减少电池包边框局部位置应力在60％以上。既能保证电池边框在螺栓预紧力的作用下的紧固状态，又能避免电池边框破坏。

再次，贯穿式螺栓套筒方便在电池边框加工等直径孔位，减少加工次数，降低成本。

并且，钢制螺纹套筒具有较强的刚度与强度，在螺栓预紧力作用下能够保证上下端面的平整度与平行度，使动力电池包边框受力均匀。

另外，六角形的头型设计能够极大的节省装配工艺，缩短生产节拍。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的螺帽端的主视图；

图3是本实用新型的螺帽端的仰视图；

图4是本实用新型的螺帽端的左视图；

图5是本实用新型的螺柱端的主视图；

图6是本实用新型的螺柱端的仰视图；

图7是本实用新型的螺柱端的左视图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1-7所示，本实用新型提供一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，包括螺栓套筒本体，所述的螺栓套筒本体包括螺帽端1与螺柱端2，螺帽端1套置在螺柱端2上并通过螺纹连接，所述的螺帽端1与螺柱端2的头型3均为六角形，并且厚度不小于10mm，所述的螺柱端2的轴向通孔4内有内螺纹。

在一些实施例中，螺帽端1套置在螺柱端2上并通过粗牙螺纹连接。

在一些实施例中，螺帽端1套置在螺柱端2上并通过螺纹连接，其螺纹配合长度不小于2.5倍的螺柱端2的螺柱外径尺寸，并大于8倍螺距。更进一步的，为保证螺纹连接可靠性与螺纹不被破坏，螺纹配合长度约为3倍的螺柱外径尺寸，并大于8倍螺距。

在一些实施例中，为保证电池边框受力均匀，并尽可能增大受力面积，螺柱端和螺帽端的头部与电池包边框的接触区域保证平整度小于0.1mm，接触面积约为2倍螺母端直径。

在一些实施例中，为方便扳手装配，缩短生产节拍，螺柱端和螺帽端的头部厚度为15mm。

在一些实施例中，为保证螺栓套筒在压力的状态下不产生屈曲，螺柱端和螺帽端壁厚选用8mm。

本实用新型螺栓套筒分为螺帽端1与螺柱端2两部分组成，参见图1所示。将螺柱端2从下方通过电池箱体边框的预留孔插入，再将螺母端1从上方插入电池箱体边框的预留孔。通过扳手将螺帽端1与螺柱端2旋合至规定拧紧力矩范围。最后固定螺栓穿过螺栓套筒将动力电池固定在车身或悬架上。

Claims (4)

1.一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，其特征在于：包括螺栓套筒本体，所述的螺栓套筒本体包括螺帽端(1)与螺柱端(2)，螺帽端(1)套置在螺柱端(2)上并通过螺纹连接，所述的螺帽端(1)的螺帽头型(3)与螺柱端(2)的螺柱头型(6)均为六角形，并且厚度不小于10mm，所述的螺柱端(2)的轴向通孔(4)内有内螺纹。

2.如权利要求1所述的一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，其特征在于：螺帽端(1)套置在螺柱端(2)上并通过粗牙螺纹连接。

3.如权利要求1所述的一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，其特征在于：螺帽端(1)套置在螺柱端(2)上并通过螺纹连接，其螺纹配合长度不小于2.5倍的螺柱端(2)的螺柱(5)外径尺寸，并大于8倍螺距。

4.如权利要求1所述的一种用于固定动力电池包铝型材边框的螺栓套筒，其特征在于：螺帽端(1)套置在螺柱端(2)上并通过螺纹连接，其螺纹配合长度不小于3倍的螺柱端(2)的螺柱(5)外径尺寸，并大于8倍螺距。

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