CN220973929U - 一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，包括由上板、底盘框架和下板围成的电池腔、冷却压力罐、电芯、冷却通道、松脱机构；所述构成松脱机构的伸缩缸的缸体与底盘框架固定连接，上板与底盘框架固定连接，以及伸缩缸的活塞与下板固定连接，所述电池腔内平铺多层重叠的电芯，且每相邻两层电芯之间均设有四周通过可形变侧壁密封的冷却通道；且所有的冷却通道与所述冷却压力罐连通。所述松脱机构动作时下板松脱与底盘框架之间的固定，在重力或伸缩缸作用下下板向下运动且水道截面积变大。本实用新型增加了可变横截面积的冷却通道，提高了充电时对电芯的冷却和加热能力、充电效率和防止电池燃烧爆炸。

Description

一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，具体涉及一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构。

背景技术

申请号为2022117366452的专利，公开了一种具有防止电池燃烧爆炸的新能源汽车底盘结构及其防爆方法，新能源汽车底盘结构包括底盘框架、下板、电池安装架和压力缸、刻槽板；所述下板位于底盘框架的下面，，所有的电池安装架依次重叠于底盘框架内侧的中空处，且位于下板的上面；位于最上层的电池安装架与底盘框架固定连接；每相邻两个电池安装架之间通过连接件连接、以及底盘框架与下板之间通过刻槽板连接；压力缸一端与底盘梁框连接一端与下板连接，当发生电池燃烧爆炸的风险时压力缸顶断刻槽板使得下板与梁框脱离后继续向下运动，最终电池安装架之间的连接件被拉直电池安装架与电池安装架之间的距离被拉大即增加了相邻两层电池之间的距离。

上述专利优化了汽车底盘结构，通过增加电池之间的距离来减小电池发生燃烧爆炸的可能性，提高新能源汽车的安全系数，但其防止电池燃烧爆炸的效果有待提高，以及不能提高充电速度。现在此基础上提供另外一种底盘结构。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，在现有方法的基础上，在相邻两层电池之间增加了可变横截面积的冷却水道，在车辆正常状态下相邻两层电池之间紧密排布，与相邻电池对应的水道上下壁之间相互紧贴使得水道相对关闭。但在电池有燃烧爆炸风险或充电时，相邻电池层之间的距离变大关闭的水道被打开使得本实用新型提高了底盘结构中对电芯的冷却和加热能力，提升防止电池燃烧和爆炸的安全性，同时也对提高充电效率起着积极作用。本实用新型提供了一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，包括底盘框架、上板、下板、冷却压力罐和伸缩缸；本实用新型中的冷却压力罐也可理解为冷却剂源头。如现有技术中冷却剂泵和换热器的组合等。本实用新型的电芯可以理解为单电芯或多电芯的组合所述上板和下板分别位于底盘框架的上面和下面，通过底盘框架、上板和下板围成电池腔；所述电池腔内平铺两层或多层重叠的电芯，且每相邻两层电芯之间均设有一个冷却通道；每个冷却通道的四周通过可形变侧壁密封，且所有的冷却通道与所述冷却压力罐连通；所述上板与底盘框架固定连接，伸缩缸的缸体与底盘框架固定连接，，以及伸缩缸的活塞与下板固定连接，伸缩缸的缸体上的松脱销插入活塞上定位孔内将伸缩缸的缸体和活塞固定，即伸缩缸及其上面的松脱销组成松脱机构，当松脱销插入活塞上定位孔内时松脱机构将下板与底盘框架固定在一起，此时电池腔内的每层电池及所有相邻两层电池之间的冷却通道被上板和下板压紧，冷却通道中的上壁和下壁被贴在一起，此时冷却通道的高度最小、截面积最小、冷却通道相对关闭。当车辆充电时或电池有燃烧爆炸风险时松脱机构中的松脱销从活塞上定位孔内完全退出，伸缩缸体与活塞之间的固定被快速松脱，即下板与底盘框架之间的固定被快速松脱，此时电池层及电池层之间被压缩关闭的冷却通道失去了来自上板和下板施加的约束力。在重力作用或冷却通道内冷却剂压力作用使下板下移，此时伸缩缸活塞向下伸出也可以加速下板下移进而增大每相邻两层电芯之间的间距和电芯之间冷却通道的截面积。

优选地，所述伸缩缸设有四个，其中两个伸缩缸分布于底盘框架前部的左侧和右侧，另外两个伸缩缸分布于底盘框架后部的左侧和右侧。

优选地，每个伸缩缸的侧面均设有一个松脱销和一个复位销，松脱销和复位销均分别通过弹簧伸至伸缩缸内，且松脱销位于复位销的上方；伸缩缸内的活塞设有上定位孔和下定位孔，所述松脱销卡于上定位孔，用于阻碍活塞下移。

优选地，所述松脱销和复位销均通过外壳固定于对应缸体的侧面，且每个外壳均设有与外壳的内腔连通的接口，松脱销和复位销均设有用于连通外壳的内腔与缸体的内腔的通孔，且松脱销的通孔与活塞上方的内腔连通，以及复位销与活塞下方的内腔连通。

优选地，还包括控制压力罐，控制压力罐设有松脱电磁阀和复位电磁阀；所述松脱电磁阀通过控制管路连通于控制压力罐与所有的松脱销的接口之间，以及所述复位电磁阀通过复位管路连通于控制压力罐与所有的复位销的接口之间。

优选地，所述冷却压力罐设有冷却电磁阀，冷却电磁阀通过冷却管路分别连通于每个冷却通道的前部，冷却通道后部与对应冷却管路连通。

优选地，位于最下方的电芯与下板之间设有一个冷却通道，所有的冷却通道的上壁和下壁与相应的可形变侧壁一体。

优选地，每个冷却通道的上壁与上方相邻电芯的底壁一体，以及每个冷却通道的下壁与下方相邻电芯的顶壁或下板一体。

优选地，每个电芯的顶壁与底壁可与对应的下板或上板或冷却通道上壁下壁粘连或一体。

优选地，每个冷却通道的上壁和下壁之间均设有用于限制冷却通道的纵向最大位移的连接带。

本实用新型的有益效果在于：

车辆正常行驶的情况下，下板被松脱机构与底盘框架固定在一起，即松脱机构中的松脱销在弹簧作用下穿入伸缩缸内活塞上定位孔中。所有的电芯保持重叠状态，所有的冷却通道的高度最小。当电池快速充电、出现热失控、燃烧爆炸或其他风险时，下板与底盘框架之间的固定被松脱机构松脱，即松脱销从活塞上定位孔中退出来。电池层及电池层之间被压缩关闭的冷却通道失去了来自上板和下板施加的约束力，此时伸缩缸活塞向下伸出会加快下板向下运动的速度，使相邻两层电芯的距离被快速增大，同时冷却剂从冷却压力罐压入所有的冷却通道中，冷却通道上下壁之间的距离被拉开，冷却通道处于相对开启状态，冷却通道截面增大后大量冷却剂流过冷却通道对电芯进行冷却，大大降低了电池燃烧的可能性，和提高了充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的结构示意图一；

图2为图1中a处的放大图；

图3为图1中b处的放大图；

图4为本实施例的结构示意图二；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6为图5中冷却通道增高后的示意图；

图7为图5中c处的放大图；

图8为图5中d处的放大图；

图9为图6中e处的放大图；

图10为图6中f处的放大图；

图11为图4中B-B的剖视图；

图12为图11中冷却通道增高后的示意图；

图13为图11中h处的放大图；

图14为图11中i处的放大图；

图15为图12中j处的放大图；

图16为图12中k处的放大图；

图17为图13中相邻两个电芯之间增加连接带后的示意图；

图18为图17中连接带绷紧后的示意图。

附图中，1上板、2纵梁、3横梁、4下板、5电芯、6冷却通道、6.1可形变侧壁、7伸缩缸、7.1接口、7.2松脱销、7.3弹簧、7.5复位销、9复位管路、10控制管路、11冷却管路、12松脱电磁阀、13复位电磁阀、14冷却电磁阀、15控制压力罐、16冷却压力罐、17活塞、18连接带。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

本实施例中的伸缩缸7可以是电缸、气缸或液压缸，电缸则配备相应的电控系统，气缸则配备气控系统，液压缸则配备液压系统，本实施例不限定。

如图1、图3、图5、图6、图7、图9所示，本实施例提供了一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，包括底盘框架、上板1、下板4、冷却压力罐16和伸缩缸7。所述上板1和下板4分别位于底盘框架的上面和下面，通过底盘框架、上板1和下板4围成电池腔；所述伸缩缸7的缸体与底盘框架固定连接，上板1与底盘框架固定连接，以及伸缩缸7的活塞17与下板4固定连接。伸缩缸7上的松脱销7.2在弹簧7.3的作用下插入活塞17的上定位孔中将伸缩缸7的缸体与活塞17固定。现有的底盘框架通常为矩形，底盘框架包括两个横梁3和两个纵梁2，横纵梁首尾依次相连，从而形成矩形结构。伸缩缸7设有四个，其中两个伸缩缸7分布于底盘框架前部的左侧和右侧，另外两个伸缩缸7分布于底盘框架后部的左侧和右侧。伸缩缸7上即松脱销7.2、复位销7.5从活塞17的上定位孔和下定位孔中退出来后实现伸缩以辅助下板4的下降和实现下板4的上升。

如图1、图4所示，本实施例的电池腔内平铺两层或多层重叠的电芯5，且每相邻两层电芯5之间均设有一个冷却通道6，冷却通道6的上下壁分别与对应的电芯粘连，每个冷却通道6的四周通过可形变侧壁6.1密封，且所有的冷却通道6与所述冷却压力罐16连通。另外，位于最下方的电芯5与下板4之间还设有一个冷却通道6。通过伸缩缸7的活塞17推动下板4下移以及冷却压力罐16内的冷却剂压入所有的冷却通道6中，进而增大每相邻两层电芯5之间的间距且使冷却通道上下壁之间的距离被拉开，冷却通道的截面积增大，大量冷却剂流过冷却通道对电池进行冷却，降低了电池热失控燃烧的可能性，和增加了快速充电效率。

对于伸缩缸7的控制，本实施例以气缸为例：

如图2、图7至图10所示，每个伸缩缸7的侧面均设有一个松脱销7.2和一个复位销7.5，松脱销7.2和复位销7.5均分别通过弹簧7.3伸至伸缩缸7内，且松脱销7.2位于复位销7.5的上方；伸缩缸7内的活塞17设有上定位孔和下定位孔，所述松脱销7.2卡于上定位孔，用于阻碍活塞17下移。松脱销7.2和复位销7.5均通过外壳固定于对应缸体的侧面，且每个外壳均设有与外壳的内腔连通的接口7.1，松脱销7.2和复位销7.5均设有用于连通外壳的内腔与缸体的内腔的通孔，且松脱销7.2的通孔与活塞17上方的内腔连通，以及复位销7.5与活塞17下方的内腔连通。

如图2所示，本实施例还包括控制压力罐15，控制压力罐15内有高压气体，例如压缩空气。控制压力罐15设有松脱电磁阀12和复位电磁阀13；所述松脱电磁阀12通过控制管路10连通于控制压力罐15与所有的松脱销7.2的接口7.1之间，以及所述复位电磁阀13通过复位管路9连通于控制压力罐15与所有的复位销7.5的接口7.1之间。

伸缩缸7的控制原理如下：

图7、图8所示，当车辆正常行驶的情况下，伸缩缸7上的松脱销7.2在弹簧7.3的作用下插入上定位孔内，缸体和活塞17通过松脱销7.2固定在一起，缸体和活塞17不产生相对移动。即上板1、纵梁2、横梁3和伸缩缸7的缸体通过松脱销7.2将活塞17和下板固定在一起，叠层放置的电芯5之间的冷却通道6压紧在上板1和下板4之间，冷却通道6四周的可形变侧壁6.1弯曲贴合，冷却通道6的上壁和下壁贴合，处于关闭状态。

图9、图10所示，当电池快速充电、或出现热失控、燃烧爆炸或其他风险时，松脱电磁阀12开启，压缩气体从松脱销7.2的接口7.1进入松脱销7.2的外壳，推动松脱销7.2向远离上定位孔的方向移动，即松脱销7.2压缩弹簧7.3，直至松脱销7.2从上定位孔中完全退出。即松脱销7.2与伸缩缸7活塞17组成的松脱机构将下板4与纵梁2横梁3上板1松脱开。主要在重力作用下或活塞17上方伸缩缸压力下下板向下运动。每相邻两组电芯5之间的距离随之增大，所有的冷却通道6被拉伸处于开启状态，冷却通道6的上壁和下壁之间的高度达到最大，即冷却通道6截面积变大。。需要说明的是松脱电磁阀12和复位电磁阀13关闭未工作时其对应的控制管路10复位管路9与大气连通，例如当松脱电磁阀12开启，缸体的下腔体通过复位电磁阀13与大气连通，避免下腔体存在气压而影响活塞17下移。

如图2、图3所示，松脱电磁阀12开启的同时，冷却压力罐16内的冷却剂压入所有的冷却通道6中，对电芯5降温。而本实施例中冷却压力罐16的控制结构如下：

冷却压力罐16设有冷却电磁阀14，冷却电磁阀14通过冷却管路11分别连通于每个冷却通道6的前部和后部。当松脱电磁阀12开启的同时，冷却电磁阀14同步开启。

如图11至图16所示，本实施例中的所有的冷却通道6的上壁和下壁与相应的可形变侧壁6.1一体，即每个冷却通道6是独立的。可以是每个冷却通道6的上壁与上方相邻电芯5的底壁一体，以及每个冷却通道6的下壁与下方相邻电芯5的顶壁或下板4一体，即每个冷却通道6与电芯5的底壁和顶壁关联，电芯5的底壁和顶壁成为冷却通道6的一部分。另外，如图17、图18所示，根据具体的电芯5尺寸和电芯5外壳强度、冷却通道6尺寸和强度也可以选择性的在冷却通道6中加入连接带18，以加强连接强度和防止电芯5外壳变形。即连接带18的两端分别连接于冷却通道6的上壁和下壁之间，防止电芯5的顶壁和底壁变形。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：包括底盘框架、上板、下板、电芯、冷却压力罐、冷却通道和松脱机构；

所述上板和下板分别位于底盘框架的上面和下面，通过底盘框架、上板和下板围成电池腔；

所述松脱机构将下板与底盘框架、上板固定在一起；

所述电池腔内平铺两层或多层重叠的电芯，且相邻两层电芯之间设有冷却通道；

所述冷却通道的四周通过可形变侧壁密封，且所述冷却通道与所述冷却压力罐连通；

所述松脱机构可将下板与底盘框架松脱连接，且松脱连接后下板下移以及冷却压力罐内的冷却剂压入冷却通道中，进而增大相邻两层电芯之间的间距导致可形变侧壁变形后冷却通道的截面积变大。

2.根据权利要求1所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：所述松脱机构为伸缩缸，所述伸缩缸设有四个，其中两个伸缩缸分布于底盘框架前部的左侧和右侧，另外两个伸缩缸分布于底盘框架后部的左侧和右侧。

3.根据权利要求2所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：每个伸缩缸的侧面均设有一个松脱销和一个复位销，松脱销和复位销均可通过弹簧伸至伸缩缸内，且松脱销位于复位销的上方；伸缩缸内的活塞设有上定位孔和下定位孔，所述松脱销卡于上定位孔，用于阻碍活塞下移。

4.根据权利要求3所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：所述松脱销和复位销均通过外壳固定于对应缸体的侧面，且每个外壳均设有与外壳的内腔连通的接口，松脱销和复位销均设有用于连通外壳的内腔与缸体的内腔的通孔，且松脱销的通孔与活塞上方的内腔连通，以及复位销与活塞下方的内腔连通。

5.根据权利要求4所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：还包括控制压力罐，控制压力罐设有松脱电磁阀和复位电磁阀；所述松脱电磁阀通过控制管路连通于控制压力罐与所有的松脱销的接口之间，以及所述复位电磁阀通过复位管路连通于控制压力罐与所有的复位销的接口之间。

6.根据权利要求5所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：所述冷却压力罐设有冷却电磁阀，冷却电磁阀通过冷却管路分别连通于每个冷却通道的前部以及每个冷却通道后部与对应冷却管路连通。

7.根据权利要求1所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：位于最下方的电芯与下板之间设有一个冷却通道，所有的冷却通道的上壁和下壁与相应的可形变侧壁一体。

8.根据权利要求1所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：冷却通道的上壁与对应电芯的底壁一体，以及冷却通道的下壁与对应电芯的顶壁或下板一体。

9.根据权利要求8所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：冷却通道的上壁和下壁之间均设有用于限制冷却通道的纵向最大位移的连接带。

10.根据权利要求1所述的一种内置可变截面冷却通道的新能源车底盘结构，其特征在于：每个电芯的顶壁与底壁与对应的下板或上板或冷却通道上壁下壁粘连或一体。