CN109703348B - 汽车电池固定结构以及汽车电池固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车电池固定结构以及汽车电池固定方法，汽车电池固定结构包括：电池盒骨架总成和电池盖板；电池盒骨架总成包括外围板、底部支撑件和电池平动自由度限位件；电池盖板对应设置若干个向下凸起的盖板凸起结构，所述盖板凸起结构按压于所述电池容置槽内的所述电池的表面不同位置点。优点为：通过电池盖板紧压电池，约束电池本体的Z向自由度；增加了电池的固定刚度，提高电池的模态，有利于避免电池上下晃动对安装点结构的影响。由于不需要采用电池压板及挂钩结构，因此，有利于减低人力安装成本及整车零部件成本。电池盒结构体积大于电池体积，以适应更大容量(体积)的电池，扩大其适用范围。
Description
技术领域
本发明属于电池固定技术领域，具体涉及一种汽车电池固定结构以及汽车电池固定方法。
背景技术
常规纯电动汽车电池固定方式主要包括两种：第一种，参考图1，电池周边与车身框架螺栓连接；在图1中，1代表电池与车身框架的连接固定点，共有6个连接固定点。第二种，参考图2，电池放置于电池框架中，在多个电池的顶部设置电池压板2；然后，然后，电池压板2通过挂钩3固定到电池框架上。
上述两种电池固定方式主要存在以下问题：对于第一种方式，电池中部区域与车身框架之间无连接，电池中部的质量依靠周边的螺栓连接点进行支撑，中部区域刚度模态较周边低；对于第二种方式，由于需要采用挂钩及电池压板结构，结构件较多，对成本及人工有一定的浪费。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种汽车电池固定结构以及汽车电池固定方法，可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种汽车电池固定结构，包括：电池盒骨架总成(100)和电池盖板(200)；
所述电池盒骨架总成(100)包括外围板(101)、底部支撑件(102)和电池平动自由度限位件(103)；所述外围板(101)包括外围侧板(104)以及一体成形于所述外围侧板(104)左右两侧的左外围底板(105)和右外围底板(106)；所述左外围底板(105)焊接于汽车车体左纵梁(301)，所述右外围底板(106)焊接于汽车车体右纵梁(302)；
所述外围板(101)的底部固定所述底部支撑件(102)；所述底部支撑件(102)上形成用于容纳电池(400)的电池容置槽(107)；如果所述电池容置槽(107)的容置空间大于需要固定的电池(400)的体积，在所述电池容置槽(107)的外缘固定安装至少一个所述电池平动自由度限位件(103)；其中，所述电池平动自由度限位件(103)为L形构件，包括一体成形的水平固定面(1031)和垂直防护面(1032)；所述水平固定面(1031)固定于所述电池容置槽(107)的外部；所述垂直防护面(1032)延伸到所述电池容置槽(107)的内上部；
所述电池盖板(200)螺栓安装于所述电池盒骨架总成(100)的顶部，并且，根据所述电池容置槽(107)放置的电池(400)的形状，所述电池盖板(200)对应设置若干个向下凸起的盖板凸起结构(201)，所述盖板凸起结构(201)按压于所述电池容置槽(107)内的所述电池(400)的表面不同位置点；所述电池盖板(200)的外表面具有用于安装汽车座椅(500)的座椅安装面(202)；所述座椅安装面(202)分布多个座椅安装孔(203)。
优选的，所述电池容置槽(107)具有多个散热孔结构(1071)。
优选的，所述外围板(101)为具有敞口的外围板，包括一体成形的前外围板(1011)、位于所述前外围板(1011)左侧的左外围板(1012)、位于所述前外围板(1011)右侧的右外围板(1013)。
优选的，所述电池(400)为凸字形形状；所述电池容置槽(107)为对应的凸字形形状。
优选的，所述电池容置槽(107)的高度高于所述电池(400)的高度。
优选的，所述盖板凸起结构(201)的外表面具有一层橡胶垫，所述盖板凸起结构(201)通过所述橡胶垫按压于所述电池(400)的顶部。
本发明还提供一种汽车电池固定结构的汽车电池固定方法，包括以下步骤：
步骤1，根据需要安装的电池(400)的体积和形状，确定是否需要使用电池平动自由度限位件(103)；具体的，如果需要安装的电池(400)的体积和形状均与电池容置槽(107)的体积和形状相适配，则表明不需要使用电池平动自由度限位件(103)，执行步骤2；如果需要安装的电池(400)的体积小于电池容置槽(107)的体积，则根据电池(400)的体积和电池容置槽(107)的体积的差异，在电池容置槽(107)外部对应位置，开设电池平动自由度限位件装配孔，然后执行步骤2；
步骤2，将汽车电池固定结构的左外围底板(105)焊接于汽车车体左纵梁(301)，右外围底板(106)焊接于汽车车体右纵梁(302)；进而实现将汽车电池固定结构固定到汽车车体；
步骤3，将电池(400)放置到电池容置槽(107)中；如果需要安装电池平动自由度限位件(103)，则使电池(400)的后侧和左侧紧贴电池容置槽(107)的槽壁，再在电池(400)其他侧以螺栓安装方式装配电池平动自由度限位件(103)，使电池平动自由度限位件(103)的垂直防护面(1032)紧贴电池(400)的各个外侧面，从而实现对电池(400)的有效限位，避免电池(400)平动；
步骤4，在外围板(101)的顶部螺栓方式安装电池盖板(200)，此时，电池盖板(200)的各个位置的盖板凸起结构(201)按压于电池容置槽(107)内的电池(400)的表面不同位置点，约束电池(400)的Z向自由度，增加电池(400)的固定刚度，提高电池(400)的模态；
步骤5，最后，在电池盖板(200)的外表面螺栓方式安装汽车座椅(500)，通过汽车电池固定结构支撑汽车座椅(500)。
本发明提供的汽车电池固定结构以及汽车电池固定方法具有以下优点：
(1)通过电池盖板紧压电池，约束电池本体的Z向自由度；增加了电池的固定刚度，提高电池的模态，有利于避免电池上下晃动对安装点结构的影响。由于不需要采用电池压板及挂钩结构，因此，有利于减低人力安装成本及整车零部件成本。
(2)电池盒结构体积大于电池体积，以适应更大容量(体积)的电池，扩大其适用范围。
附图说明
图1为现有技术提供的第一种汽车电池固定方式的结构图；
图2为现有技术提供的第二种汽车电池固定方式的结构图；
图3为本发明提供的汽车电池固定结构安装汽车座椅和电池后固定到车体纵梁的前侧结构图；
图4为本发明提供的汽车电池固定结构安装汽车座椅和电池后固定到车体纵梁的后侧结构图；
图5为本发明提供的汽车电池固定结构安装电池后的组装状态图；
图6为本发明提供的汽车电池固定结构安装电池后的分解状态图；
图7为本发明提供的汽车电池固定结构在没有显示电池盖板的组装状态图；
图8为本发明提供的汽车电池固定结构在没有显示电池盖板的分解状态图；
图9为本发明提供的电池平动自由度限位件的结构图；
图10为本发明提供的电池平动自由度限位件在汽车电池固定结构分布的俯视图；
图11为本发明提供的电池平动自由度限位件在汽车电池固定结构分布的局部放大图；
图12为本发明提供的电池的结构图；
图13为本发明提供的电池盖板的结构图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种汽车电池固定结构，参考图3-图13，包括：电池盒骨架总成100和电池盖板200；
电池盒骨架总成100包括外围板101、底部支撑件102和电池平动自由度限位件103；
外围板101主要用于防护电池与隔离电池与驾驶室空间，参考图6，包括外围侧板104以及一体成形于外围侧板104左右两侧的左外围底板105和右外围底板106；左外围底板105焊接于汽车车体左纵梁301，右外围底板106焊接于汽车车体右纵梁302；外围板101为具有敞口的外围板，包括一体成形的前外围板1011、位于前外围板1011左侧的左外围板1012、位于前外围板1011右侧的右外围板1013。
外围板101的底部固定底部支撑件102；底部支撑件102上形成用于容纳电池400的电池容置槽107；作为一种具体实现方式，参考图12，电池400设计为凸字形形状；因此，电池容置槽107为对应的凸字形形状。电池容置槽107的高度高于电池400的高度。电池容置槽107和电池400均设计为凸字形形状，一方面，从形状上，对电池进行多个角度的约束，能有效保证电池400在电池容置槽107中放置的稳定性，避免电池400晃动；另一方面，与普通的长方体形状相比，可增大电池400和电池容置槽107的接触面积，进一步提高电池400在电池容置槽107中放置的稳定性。
为提高电池在电池容置槽107内放置的散热性，参考图7，电池容置槽107具有多个散热孔结构1071。
另外，为使本发明提供的汽车电池固定结构适应不同体积的电池，扩大其适应性，本发明还进行以下创新性设计：当需要安装的电池与电池容置槽107的形状和大小完全适配时，则直接将电池放置到电池容置槽107中，通过电池容置槽107对电池进行限位；而当需要安装的电池体积小于电池容置槽107的体积时，向电池容置槽107的周边可拆卸式安装电池平动自由度限位件103。具体的，如果电池容置槽107的容置空间大于需要固定的电池400的体积，在电池容置槽107的外缘固定安装至少一个电池平动自由度限位件103；其中，电池平动自由度限位件103为L形构件，参考图9，为电池平动自由度限位件103的结构图，包括一体成形的水平固定面1031和垂直防护面1032；水平固定面1031固定于电池容置槽107的外部；垂直防护面1032延伸到电池容置槽107的内上部；参考图10和图11，为电池平动自由度限位件103的一种具体布置方式示例。
电池盖板200螺栓安装于电池盒骨架总成100的顶部，并且，参考图13，根据电池容置槽107放置的电池400的形状，电池盖板200对应设置若干个向下凸起的盖板凸起结构201，盖板凸起结构201按压于电池容置槽107内的电池400的表面不同位置点；作为一种优选方式，盖板凸起结构201的外表面具有一层橡胶垫，盖板凸起结构201通过橡胶垫按压于电池400的顶部。通过设置盖板凸起结构201，约束电池本体的Z向自由度。
电池盖板200的外表面具有用于安装汽车座椅500的座椅安装面202；座椅安装面202分布多个座椅安装孔203。如图3所示，为汽车座椅500安装到电池盖板200外部的示意图。由此可见，本发明提供的汽车电池固定结构，具有多种功能，一方面，其内部用于放置电池，对电池进行有效支撑固定。同时，其作为汽车座椅500的支撑结构。此种设计，对汽车内部空间进行充分利用。
本发明提供一种汽车电池固定结构，其使用方式为：
步骤1，根据需要安装的电池400的体积和形状，确定是否需要使用电池平动自由度限位件103；具体的，如果需要安装的电池400的体积和形状均与电池容置槽107的体积和形状相适配，则表明不需要使用电池平动自由度限位件103，执行步骤2；如果需要安装的电池400的体积小于电池容置槽107的体积，则根据电池400的体积和电池容置槽107的体积的差异，在电池容置槽107外部对应位置，开设电池平动自由度限位件装配孔，然后执行步骤2；
步骤2，将汽车电池固定结构的左外围底板105焊接于汽车车体左纵梁301，右外围底板106焊接于汽车车体右纵梁302；进而实现将汽车电池固定结构固定到汽车车体；
步骤3，将电池400放置到电池容置槽107中；如果需要安装电池平动自由度限位件103，则使电池400的后侧和左侧紧贴电池容置槽107的槽壁，再在电池400其他侧以螺栓安装方式装配电池平动自由度限位件103，使电池平动自由度限位件103的垂直防护面1032紧贴电池400的各个外侧面，从而实现对电池400的有效限位，避免电池400平动；
步骤4，在外围板101的顶部螺栓方式安装电池盖板200，此时，电池盖板200的各个位置的盖板凸起结构201按压于电池容置槽107内的电池400的表面不同位置点，约束电池400的Z向自由度，增加电池400的固定刚度，提高电池400的模态；
步骤5，最后，在电池盖板200的外表面螺栓方式安装汽车座椅500，通过汽车电池固定结构支撑汽车座椅500。
因此，本发明提供的一种汽车电池固定结构，在实际使用时，需要注意以下两点：
第1：首先确定电池规格，查看是否加装电池平动限位件来固定电池的平动自由度。
第2：电池盖板凸起结构增加橡胶垫，确保与电池贴紧。
本发明提供的汽车电池固定结构，具有以下优点：
(1)通过电池盖板紧压电池，约束电池本体的Z向自由度；增加了电池的固定刚度，提高电池的模态，有利于避免电池上下晃动对安装点结构的影响。由于不需要采用电池压板及挂钩结构，因此，有利于减低人力安装成本及整车零部件成本。
(2)电池盒结构体积大于电池体积，以适应更大容量(体积)的电池，扩大其适用范围；
(3)电池平动自由度限位件为可拆卸件，当使用小容量的电池时，增加电池平动自由度限位件，当使用大容量的电池时拆下该限位件，由电池盒周边框架进行有效限位。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种汽车电池固定结构，其特征在于，包括：电池盒骨架总成(100)和电池盖板(200)；
所述电池盒骨架总成(100)包括外围板(101)、底部支撑件(102)和电池平动自由度限位件(103)；所述外围板(101)包括外围侧板(104)以及一体成形于所述外围侧板(104)左右两侧的左外围底板(105)和右外围底板(106)；所述左外围底板(105)焊接于汽车车体左纵梁(301)，所述右外围底板(106)焊接于汽车车体右纵梁(302)；所述外围板(101)为具有敞口的外围板，包括一体成形的前外围板(1011)、位于所述前外围板(1011)左侧的左外围板(1012)、位于所述前外围板(1011)右侧的右外围板(1013)；
所述外围板(101)的底部固定所述底部支撑件(102)；所述底部支撑件(102)上形成用于容纳电池(400)的电池容置槽(107)；所述电池容置槽(107)具有多个散热孔结构(1071)；如果所述电池容置槽(107)的容置空间大于需要固定的电池(400)的体积，在所述电池容置槽(107)的外缘固定安装至少一个所述电池平动自由度限位件(103)；其中，所述电池平动自由度限位件(103)为L形构件，包括一体成形的水平固定面(1031)和垂直防护面(1032)；所述水平固定面(1031)固定于所述电池容置槽(107)的外部；所述垂直防护面(1032)延伸到所述电池容置槽(107)的内上部；
所述电池盖板(200)螺栓安装于所述电池盒骨架总成(100)的顶部，并且，根据所述电池容置槽(107)放置的电池(400)的形状，所述电池盖板(200)对应设置若干个向下凸起的盖板凸起结构(201)，所述盖板凸起结构(201)按压于所述电池容置槽(107)内的所述电池(400)的表面不同位置点；所述电池盖板(200)的外表面具有用于安装汽车座椅(500)的座椅安装面(202)；所述座椅安装面(202)分布多个座椅安装孔(203)。
2.根据权利要求1所述的汽车电池固定结构，其特征在于，所述电池(400)为凸字形形状；所述电池容置槽(107)为对应的凸字形形状。
3.根据权利要求1所述的汽车电池固定结构，其特征在于，所述电池容置槽(107)的高度高于所述电池(400)的高度。
4.根据权利要求1所述的汽车电池固定结构，其特征在于，所述盖板凸起结构(201)的外表面具有一层橡胶垫，所述盖板凸起结构(201)通过所述橡胶垫按压于所述电池(400)的顶部。
5.一种权利要求1-4任一项所述的汽车电池固定结构的汽车电池固定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据需要安装的电池(400)的体积和形状，确定是否需要使用电池平动自由度限位件(103)；具体的，如果需要安装的电池(400)的体积和形状均与电池容置槽(107)的体积和形状相适配，则表明不需要使用电池平动自由度限位件(103)，执行步骤2；如果需要安装的电池(400)的体积小于电池容置槽(107)的体积，则根据电池(400)的体积和电池容置槽(107)的体积的差异，在电池容置槽(107)外部对应位置，开设电池平动自由度限位件装配孔，然后执行步骤2；
步骤2，将汽车电池固定结构的左外围底板(105)焊接于汽车车体左纵梁(301)，右外围底板(106)焊接于汽车车体右纵梁(302)；进而实现将汽车电池固定结构固定到汽车车体；
步骤3，将电池(400)放置到电池容置槽(107)中；如果需要安装电池平动自由度限位件(103)，则使电池(400)的后侧和左侧紧贴电池容置槽(107)的槽壁，再在电池(400)其他侧以螺栓安装方式装配电池平动自由度限位件(103)，使电池平动自由度限位件(103)的垂直防护面(1032)紧贴电池(400)的各个外侧面，从而实现对电池(400)的有效限位，避免电池(400)平动；
步骤4，在外围板(101)的顶部螺栓方式安装电池盖板(200)，此时，电池盖板(200)的各个位置的盖板凸起结构(201)按压于电池容置槽(107)内的电池(400)的表面不同位置点，约束电池(400)的Z向自由度，增加电池(400)的固定刚度，提高电池(400)的模态；
步骤5，最后，在电池盖板(200)的外表面螺栓方式安装汽车座椅(500)，通过汽车电池固定结构支撑汽车座椅(500)。
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