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CN114537115A - 用于将电池紧固至车辆的结构 - Google Patents

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CN114537115A
CN114537115A CN202110966540.5A CN202110966540A CN114537115A CN 114537115 A CN114537115 A CN 114537115A CN 202110966540 A CN202110966540 A CN 202110966540A CN 114537115 A CN114537115 A CN 114537115A
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申坰勋
崔溶桓
吴宥俚
金台爀
林海圭
郑智雄
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Kia Corp
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
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Abstract

本发明涉及用于将电池紧固至车辆的结构，所述结构包括承载部件以及电池，所述承载部件包括一对第一构件和多个第二构件，一对第一构件在车辆的纵向方向上布置在车辆的下部，并分别接合至车身的两侧，多个第二构件中的每个使两端与一对第一构件接触，所述电池具有容纳多个电池单元的壳体，其中所述壳体的一部分连接至第一构件，所述壳体的另一部分连接至第二构件。

Description

用于将电池紧固至车辆的结构
技术领域
本发明涉及一种用于将电池紧固至车辆的结构，更具体地，本发明涉及一种能够更加坚固和安全的用于将电池紧固至车辆的结构。
背景技术
近年来，由于环境问题、高油价等，对环保车辆的关注日益增加，并且已经以各种方式研发利用电能的驱动模块。
例如，在汽车领域，研发电池驱动的电动车辆(electric vehicle，EV)、利用燃料电池作为电动机的燃料电池电动车辆、将电动机和发动机一起使用的混合动力电动车辆等。
特别地，在电动车辆的情况下，提供用于储存电能的大型电池。应用于电动车辆的电池可以配置为包括多个电池模块和壳体，在所述多个电池模块中堆叠有多个电池单元，端板和盖体布置在堆叠的电池单元周围，所述壳体容纳电池模块。此外，电动车辆的电池可以主要布置在车辆的地板下方，并且可以紧固至车身的一部分。
如上所述，由于传统的电动车辆具有电池直接紧固至车身的下部的结构，从而难以将电池紧固至传统研发的车身。因此，需要一种用于紧固电池的电动车辆专用车身的新设计。对此，很难将用于电动车辆的新构造应用到传统研发的内燃机车辆，并且可能会出现诸如由于在改变为电动车辆时用于安装电池的新车身设计而导致的制造成本增加的问题。
被描述为相关技术的内容仅被提供用于帮助理解本发明的背景而不应认为是相当于本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是提供用于紧固电池的结构，其能够将电池安装在除了电动车辆的专用车身以外的车身上。
根据本发明的示例性实施方案，用于将电池紧固至车辆的结构包括承载部件以及电池，所述承载部件包括一对第一构件和多个第二构件，一对第一构件在纵向方向上布置在车辆的下部，并且一对第一构件分别连接到车身的两侧，多个第二构件使两端连接至一对第一构件，所述电池具有容纳多个电池单元的壳体，其中所述壳体的一部分连接至第一构件，所述壳体的另一部分连接至第二构件。
所述壳体可以包括下部板、沿着所述下部板的边缘形成的侧壁构件、以及在车辆的纵向方向或横向方向上布置在由所述侧壁构件形成的空间中的壳体内部构件，所述壳体可以通过所述壳体内部构件紧固至第一构件。
所述壳体内部构件可以包括在车辆的横向方向上延伸的横向构件，并且所述壳体可以通过所述横向构件紧固至第一构件。
所述壳体内部构件可以包括在车辆的横向方向上延伸的横向构件和连接在所述横向构件与所述侧壁构件之间的加强构件，所述壳体可以通过所述加强构件紧固至第一构件。
所述壳体可以包括下部板、沿着下部板的边缘形成的侧壁构件、以及从所述侧壁构件在所述壳体的横向方向上向外延伸的翼部，在所述壳体中，所述翼部可以紧固至第二构件。
所述电池可以进一步包括具有从所述壳体的外部向上延伸的结构的紧固构件，并且所述电池的一部分可以通过所述紧固构件直接接合至车身。
根据本发明的另一个示例性实施方案，用于将电池紧固至车辆的下部的结构包括承载部件以及壳体，所述承载部件包括一对第一构件和多个第二构件，一对第一构件在纵向方向上布置在车身的下部并分别接合至车身的两侧，多个第二构件使两端接合至一对第一构件，所述壳体包括下部板、沿着所述下部板的边缘形成的侧壁构件、在由所述侧壁构件形成的空间中沿车辆的横向方向延伸的横向构件、以及从所述侧壁构件在所述壳体的横向方向上向外延伸的翼部，其中，所述横向构件紧固至第一构件，所述翼部紧固至第二构件，以将所述壳体紧固至车辆。
所述壳体可以进一步包括连接在所述横向构件与所述侧壁构件之间的加强构件，并且所述壳体可以通过所述加强构件紧固至第一构件。
电池可以进一步包括具有从所述壳体的外部向上延伸的结构的紧固构件，并且所述电池的一部分可以通过所述紧固构件直接接合至车身。
根据本发明的又一示例性实施方案，用于将电池紧固至车辆的下部的结构包括承载部件以及壳体，所述承载部件包括一对第一构件和多个第二构件，一对第一构件在纵向方向上布置在车身的下部并分别接合至车身的两侧，多个第二构件使两端接合至一对第一构件，所述壳体包括下部板、沿着所述下部板的边缘形成的侧壁构件、在由所述侧壁构件形成的空间中沿车辆的横向方向延伸的横向构件、连接在所述横向构件与所述侧壁构件之间的加强构件、以及从所述侧壁构件在所述壳体的横向方向上向外延伸的翼部，其中，所述加强构件紧固至第一构件，所述翼部紧固至第二构件，以将所述壳体紧固至车辆。
所述壳体可以通过所述横向构件紧固至第一构件。
电池可以进一步包括具有从所述壳体的外部向上延伸的结构的紧固构件，并且所述电池的一部分可以通过所述紧固构件直接接合至车身。
附图说明
图1为示出应用根据本发明实施方案的用于紧固电池的结构的电池壳体结构的立体图。
图2为更详细地示出图1所示的电池壳体结构的一部分的平面图。
图3为示出图2所示的电池壳体结构的一部分的立体图。
图4为示出应用根据本发明实施方案的用于紧固电池的结构的车身下部的立体图。
图5为示出电池紧固至图4所示结构的状态的立体图。
图6为沿着图5所示的线A-A获得的用于紧固电池的结构的截面图。
图7为更详细地示出对应于图6所示的附图标记“E”的紧固构件的截面图。
图8为沿着图5所示的线B-B获得的用于紧固电池的结构的截面图。
图9为沿着图5所示的线C-C获得的用于紧固电池的结构的截面图。
图10为沿着图5所示的线D-D获得的用于紧固电池的结构的截面图。
图11为从后方观看图5所示的用于紧固电池的结构的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考所附附图详细地描述根据本发明各种实施方案的用于将电池紧固至车辆的结构。
图1为示出应用根据本发明实施方案的用于紧固电池的结构的电池壳体结构的立体图，图2为更详细地示出图1所示的电池壳体结构的一部分的平面图，图3为示出图2所示的电池壳体结构的一部分的立体图。
参考图1至图3，应用于根据本发明实施方案的用于将电池紧固至车辆的结构的电池的壳体100可以包括下部板101、沿着下部板的边缘形成的侧壁构件110、以及在由侧壁构件110形成的空间中沿车辆的纵向方向或横向方向布置的壳体内部构件120、130和140。
电池模块(其为包括多个电池单元的组件)或多个电池单元可以布置在下部板101的上表面上。用于冷却电池单元的冷却通道可以形成在下部板101的上表面下方，以易于释放在电池单元的充电和放电期间产生的热量。在其中设置有电池单元或电池模块的结构与本发明的技术构思不直接相关，因此将不详细说明。
侧壁构件110可以是这样的侧壁构件，即沿着下部板101的边缘布置，以形成用于在下部板101上布置电池单元或电池模块的空间。
侧壁构件110可以形成有翼部111，该翼部111在电池壳体100的外部方向上平行于下部板101延伸。在翼部111中形成有紧固孔，以通过紧固构件在电池壳体100与车辆之间进行紧固。
壳体内部构件120、130和140布置在彼此面向的侧壁构件110之间或侧壁构件110与壳体内部构件120、130和140之间，以划分由侧壁构件110形成的下部板101的上方空间。电池单元或电池模块可以布置在由壳体内部构件120、130和140划分的空间中。此外，电池管理所需的电路元件、连接器等可以布置在由壳体内部构件120、130和140划分的空间的一部分(例如，形成在壳体的前端和后端的空间)中。
具体地，壳体内部构件120、130和140可以包括在车辆的横向方向(水平方向)上延伸的多个横向构件120、在车辆的前后方向(纵向方向)上布置在多个横向构件120之间的纵向构件130、以及布置在横向构件120与侧壁构件110之间的加强构件140。
横向构件120、纵向构件130和加强构件140可以形成载荷路径，以用于确保抵抗在壳体的前后方向或横向方向上施加的冲击的刚性。
根据本发明实施方案的用于紧固电池的结构可以通过如上所述的至少一些壳体内部构件120、130和140紧固在电池与车辆之间。在图1至图3示例中，用于紧固的紧固构件可以部分地布置在横向构件120和加强构件140中，以便可以通过壳体100的横向构件120和加强构件140将电池紧固至车辆。
图1至图3所示的紧固构件是金属衬套，并且紧固孔可以形成在布置有横向构件120、加强构件140和下部板101的金属衬套200的位置下方的区域中，使得其他紧固构件可以贯穿金属衬套200。
图4为示出应用根据本发明实施方案的用于紧固电池的结构的车身下部的立体图，图5为示出电池紧固至图4所示结构的状态的立体图。
本发明的各种实施方案包括用于单独地紧固电池而不是直接将电池紧固至车身的承载部件400，以将电池紧固至车辆的下部。
承载部件400可以包括第一构件410和第二构件420，所述第一构件410可以布置在车身30下方，可以在车辆的前后方向上延伸，并且所述第一构件410中的每个可以布置在车身的下部的两端，所述第二构件420可以使两端接合至第一构件410并在车辆的横向方向上延伸。
承载部件400可以以第一构件410接合至车身的形式固定至车辆的下部。可以利用本领域已知的各种接合技术(例如，焊接等)来进行承载部件400的接合。
车身30还可以包括布置在车辆前后方向上的一对构件310和至少一个构件320，所述构件320布置于在车辆的前后方向上设置的一对构件310之间，并且其两端分别连接至这对构件310，用于通过其自身来增强刚性。
图6为沿着图5所示的线A-A获得的用于紧固电池的结构的截面图。
参考图6，在根据本发明实施方案的用于紧固电池的结构中，壳体100可以通过紧固构件(对应于由附图标记“E”表示的区域的构件)紧固至承载部件400的第二构件420。图6所示的截面是图1至图3所示的电池壳体100的加强构件140的截面，并且壳体100可以通过包括设置在加强构件140中的金属衬套200等的紧固构件紧固至承载部件400的第二构件。
尽管未在图1至图3中示出，电池可以进一步包括覆盖壳体100的上部的附加盖体102，并且盖体102可以通过紧固在壳体100与承载部件400之间的紧固构件固定至壳体100的上部。
图7为更详细地示出对应于图6所示的附图标记“E”的紧固构件的截面图。
参考图7中，金属衬套200可以接合并固定至形成在电池壳体100的下部板上的加强构件140，并且在金属衬套200的内周表面上可以形成螺纹。在组装过程中，电池的盖体102可以布置为在将电池设置在车辆下方之前覆盖壳体100，并且可以通过将空心螺栓230紧固至金属衬套200来固定盖体102。
可以在承载部件400的第二构件420上的紧固电池的位置处预先形成紧固孔，并且从下方将弹出螺母(pop nut)240插入到紧固孔中，从而可以固定其他紧固构件。
当将电池对齐以放置电池时，螺栓220插入到电池的下部板101下方的预形成的紧固孔中，并且插入的螺栓220通过贯穿金属衬套200的空心和金属衬套200的空心螺栓230的空心而接合至弹出螺母240，使得电池可以部分地紧固至车辆(更准确地说，承载件)。
图7所示的紧固结构还可以应用于通过另一个壳体内部构件(例如，横向构件220)来紧固电池和承载部件。
图8为沿着图5所示的线B-B获得的用于紧固电池的结构的截面图。
如图8所示，承载部件400的第一构件410的外侧部分可以接合至车身。例如，可以利用本领域已知的接合技术将承载部件400的第一构件410的外侧部分接合至车身的侧密封件330。
图9为沿着图5所示的线C-C获得的用于紧固电池的结构的截面图。
参考图9，与图6所示的类似，在根据本发明实施方案的用于紧固电池的结构中，可以通过紧固构件(设置在由附图标记E’表示的区域中的构件)将壳体100紧固至承载部件400的第二构件420。图9所示的截面是图1至图3所示的电池壳体100的横向构件120的截面，并且壳体100可以通过包括设置在横向构件120中的金属衬套200等的紧固构件紧固至承载部件400的第二构件420。此外，如图6所示，盖体102可以通过紧固在壳体100与承载部件400之间的紧固构件固定至上部。
安装在由附图标记E’表示的区域中的紧固构件可以与图7所示的紧固构件大致相同。也就是说，金属衬套200可以接合并固定至形成在电池壳体100的下部板上的横向构件120，并且在组装过程中，电池的盖体102可以布置为在将电池设置在车辆下方之前覆盖壳体100，并且可以通过将空心螺栓230紧固至金属衬套200来固定盖体102。
可以在承载部件400的第二构件420上的紧固电池的位置处预先形成紧固孔，并且从下方将弹出螺母240插入到紧固孔中，从而可以固定其他紧固构件。当将电池对齐以放置电池时，螺栓220插入到电池的下部板101下方的预形成的紧固孔中，并且插入的螺栓220通过贯穿金属衬套200的空心和金属衬套200的空心螺栓230的空心而接合至弹出螺母240，使得电池可以部分地紧固至承载部件的第二构件420。
图10为沿着图5所示的线D-D获得的用于紧固电池的结构的截面图。
如图10所示，电池壳体100的翼部111可以通过单独的紧固构件紧固至承载部件400的第一构件410。在图10中，由附图标记E”表示的区域是布置有用于在翼部111与第一构件410之间进行紧固的紧固构件的区域，并且通过应用本领域公知的紧固构件，例如设置在第一构件410上的弹出螺母和从翼部111的下部插入并联接至弹出螺母的螺栓，可以容易地进行紧固。
图11为从后方观看图5所示的用于紧固电池的结构的示意图。
如图11所示，根据本发明实施方案的紧固结构除了以贯穿电池壳体100的形式的紧固结构之外，还可以形成从电池壳体100的外部到车身的紧固。例如，电池可以进一步包括从壳体100的外部向上延伸的紧固构件210。
紧固构件210的一个端部可以接合至电池壳体100的外表面，例如接合至侧壁构件110的外表面。可以通过例如螺栓和螺母的已知装置将紧固构件210的另一个端部紧固至车身，更具体地，紧固至设置在车身的构件320。
如上所述，根据本发明的各种实施方案，可以通过将载体布置在车身与电池之间来设置电池，从而即使在不具有紧固电池所需的单独结构的车身中也可以容易地设置电池。此外，由于通过贯穿电池的紧固结构将电池紧固至载体，因此当车辆发生侧面碰撞时，会分散冲击力，从而可以使电池的损伤最小化。
尽管本发明已对具体的示例性实施方案进行说明和描述，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种改变和修改。

Claims (12)

1.一种用于将电池紧固至车辆的结构，所述结构包括：
承载部件，其包括：
一对第一构件，其在车辆的纵向方向上布置在车辆的下部，一对第一构件分别与车身的侧部接触；和
多个第二构件，多个第二构件中的每个使两端与一对第一构件接触；以及
电池，其具有容纳多个电池单元的壳体，
其中，所述壳体的一部分连接至第一构件，所述壳体的另一部分连接至第二构件。
2.根据权利要求1所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，所述壳体包括下部板、侧壁构件以及壳体内部构件，所述侧壁构件沿着所述下部板的边缘布置，所述壳体内部构件在车辆的纵向方向或横向方向上布置在由所述侧壁构件限定的空间中，
所述壳体内部构件配置为使得所述壳体通过所述壳体内部构件紧固至第一构件。
3.根据权利要求2所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，所述壳体内部构件包括在车辆的横向方向上延伸的横向构件，
所述横向构件配置为使得所述壳体通过所述横向构件紧固至第一构件。
4.根据权利要求2所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，所述壳体内部构件包括：
横向构件，其在车辆的横向方向上延伸；以及
加强构件，其连接在所述横向构件与所述侧壁构件之间，
所述加强构件配置为使得所述壳体通过所述加强构件紧固至第一构件。
5.根据权利要求1所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，所述壳体包括：
下部板；
侧壁构件，其沿着所述下部板的边缘布置；以及
翼部，其从所述侧壁构件在所述壳体的横向方向上向外延伸，
所述翼部连接至第二构件。
6.根据权利要求1所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，所述电池进一步包括从所述壳体的外部向上延伸的紧固构件，
所述紧固构件配置为紧固电池和车身，使得所述电池的一部分通过所述紧固构件与车身紧密接触。
7.一种用于将电池紧固至车辆的结构，所述结构包括：
承载部件，其包括：
一对第一构件，其在车辆的纵向方向上布置在车辆的下部，一对第一构件分别与车身的两侧接触；和
多个第二构件，其使两端接合至一对第一构件；以及
壳体，其包括下部板、侧壁构件、横向构件以及翼部，所述侧壁构件沿着所述下部板的边缘布置，所述横向构件在由所述侧壁构件限定的空间中沿车辆的横向方向延伸，所述翼部从所述侧壁构件在所述壳体的横向方向上向外延伸，
其中，所述横向构件连接至第一构件，所述翼部连接至第二构件，使得所述壳体配置为与车辆紧密接触。
8.根据权利要求7所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，所述壳体进一步包括连接在所述横向构件与所述侧壁构件之间的加强构件，
所述加强构件配置为使得所述壳体通过所述加强构件紧固至第一构件。
9.根据权利要求8所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，电池进一步包括从所述壳体的外部向上延伸的紧固构件，
所述紧固构件配置为紧固电池和车身，使得所述电池的一部分通过所述紧固构件与车身紧密接触。
10.一种用于将电池紧固至车辆的结构，所述结构包括：
承载部件，其包括：
一对第一构件，其在车辆的纵向方向上布置在车辆的下部，一对第一构件分别连接至车身的两侧；以及
多个第二构件，多个第二构件中的每个使两端连接至一对第一构件；以及
壳体，其包括下部板、侧壁构件、横向构件、加强构件以及翼部，所述侧壁构件沿着所述下部板的边缘布置，所述横向构件在由所述侧壁构件限定的空间中沿车辆的横向方向延伸，所述加强构件配置为连接在所述横向构件与所述侧壁构件之间，所述翼部从所述侧壁构件在所述壳体的横向方向上向外延伸，
其中，所述加强构件连接至第一构件，所述翼部连接至第二构件，使得所述壳体配置为紧密地连接至车辆。
11.根据权利要求10所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，所述横向构件配置为使得壳体通过所述横向构件紧固至第一构件。
12.根据权利要求10所述的用于将电池紧固至车辆的结构，其中，电池进一步包括从所述壳体的外部向上延伸的紧固构件，
所述紧固构件配置为紧固电池和车身，使得所述电池的一部分通过所述紧固构件与车身紧密接触。
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