动力电池组的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种动力电池组，用于解决现有的电池组件在撞击过程中发生变形、燃爆的问题。它包括内部含有电池芯组件的电池壳体总成，其特征在于，还包括，第一托盘、第二托盘、第三托盘、扭簧、第一变形条、第二变形条、变形板和安全销，其中，第一托盘和第二托盘之间通过安全销和扭簧、第一变形条、第二变形条进行连接，第二托盘和第三托盘之间通过变形板进行连接，在冲击的过程中通过变形的方式吸收撞击能量。本发明在对现有电池内部结构没有改动，而是通过改动电池组件的安装结构，在车辆撞击的过程中，通过吸收撞击的能量，实现了对碰撞力更为有效的缓冲吸收，方便维修，降低维护成本。
【专利说明】
动力电池组
技术领域
[0001]该发明涉及新能源汽车中使用的动力电池及其固定技术领域，具体地说是动力电池组。
【背景技术】
[0002]随着能源紧缺、石油涨价、城市环境日益严重的污染，对于替代石油产品的新能源开发越来越的被各国政府所重视，在车辆领域，纯电动、混合动力汽车将成为未来汽车行业发展的必然趋势。在新能源电动汽车、混合动力汽车体系，动力电池系统是其不可缺少的重要组成部分，然而，电动汽车动力系统(动力电池包)的安全性一直制约着电动汽车的快速发展，随着机动车数量越来越庞大，交通事故的频发，对电动汽车动力电池包的安全可靠性要求也越来越高。
[0003]现阶段动力电池包的结构中，其主要由箱体以及固定设置在箱体内的电池单元构成，电池单元由由多个并排固定在电芯固定架上的圆柱电芯或方形电芯构成，在该结构中，电池单元在箱体内都是横向或者纵向有规则平行排列，此种排列在车辆受到撞击后无法缓冲撞击力度，电芯受到直接撞击之后很容易导致电芯内部极片错位发成短路，直接撞击还容易造成电芯电解液泄漏。
[0004]新能源车中，锂电池的成本占到整车成本的三分之一至二分之一，属于车辆的核心资源，因此，如何缓解交通事故中正面撞击、侧面撞击带来的动力电池组件的损坏问题是急需解决的。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术的不足，本发明提供动力电池组，要解决现有的电池组件在撞车后容易发生变形、燃爆的问题，同时使得修复成本降低。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
[0007]动力电池组，包括内部含有电池芯组件的电池壳体总成，其特征在于，还包括，第一托盘、第二托盘、第三托盘、扭簧、第一变形条、第二变形条、变形板和安全销，其中，
[0008]所述电池壳体总成安装在第一托盘上侧，且在第一托盘的上表面设置有一个用于电池壳体总成定位的凹槽，并在电池壳体总成上通过彼此交叉的横向和纵向的压条压紧；
[0009]在第一托盘的四个转角处设置有第一销钉孔，所述销钉孔为通孔;在第一托盘的下面表面靠近左前方转角处设置一个向下延伸的导向柱，并在导向柱上套置一个扭簧，所述扭簧性能指标满足角度一荷重比为90度一I吨;在远离导向柱的第一托盘下表面设置有一个第一滑动突起和一个第二滑动突起，两个滑动突起皆为固定在第一托盘上的圆柱体；
[0010]在第一托盘的下方设置第二托盘，其中，所述第二托盘中设置有与导向柱配合的圆孔，所述扭簧及导向柱插入在圆孔中，并在圆孔的底部设置有一个扩孔，并在扩孔处设置一个法兰盖，所述扭簧下端插入在法兰盖的插槽中，在导向柱的底端设置有一个法兰，所述法兰的直径比导向柱的直径大；
[0011]在第二托盘的四个转角处设置有第二销钉孔，且所述第二销钉孔为盲孔，所述第一、第二销钉孔对应设置，在每对第一、第二销孔中插入一个安全销；
[0012]所述第二托盘远离圆孔的上表面上设置有一个第一弧形滑槽和一个第二弧形滑槽，两弧形滑槽以所述圆孔为圆心进行同心设置，所述第一弧形滑槽位于第二弧形滑槽外侧，所述第一弧形滑槽向右前方开出形成敞口结构，所述第二弧形滑槽向左后方敞口，且该在第一弧形滑槽中设置有第一变形条，第一变形条被第一滑动突起压在第一弧形滑槽内并形成曲线滑动配合，在第二弧形滑槽中设置第二变形条，第二变形条被第二滑动突起压在第二弧形滑槽内并形成曲线滑动配合;所述的第一变形条和第二变形条为铝合金变形条，具有一定的弹性且在外界剧烈冲击的情况下发生完全压缩并粉碎，粉碎力度不小于0.5吨；
[0013]所述第二托盘和第三托盘之间通过波浪形的变形板进行连接，且所述变形板中的波浪方向沿着汽车行进的方向设置，并在第三托盘的四周设置有螺栓安装孔。
[0014]进一步地，所述滑动突起和弧形滑槽的配合面为T形滑槽。
[0015]进一步地，电池壳体总成包括金属壳体、电池芯组件和输出电极，其中，所述金属壳体为正方体或长方体，所述电池芯组件镶嵌在金属壳体内，输出电极位于金属壳体上部，两所述输出电极按照对角布置。
[0016]进一步地，所述第一托盘为一正方形平板。
[0017]进一步地，所述安全销为工程塑料销，所述安全销中部设置有一个缺口，且该工程塑料销在插入后缺口恰好落在第一、第二销钉孔的搭接面处，且缺口朝向车体侧面。
[0018]进一步地，所述第一、第二、第三托盘皆为铝合金平板，所述变形板为铝合金件。
[0019]本发明的有益效果是:采用本发明的技术方案，在对现有电池内部结构没有改动，而是通过改动电池组件的安装结构，在车辆撞击的过程中，通过吸收撞击的能量，实现了对碰撞力更为有效的缓冲吸收，后续维护过程中可以通过更换非电池组件的方式进行维修，降低了损耗。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的原理图之一。
[0021]图2为本发明的原理图之二。
[0022]图3为电池壳体及电池芯的布局图。
[0023]图4为本发明的立体图。
[0024]图5为本发明的侧面视图。
[0025]图6为本发明的俯视图。
[0026]图7为图6中A-A剖视图。
[0027]图8为拆装视图。
[0028]图9为图7的改进不意图。
[0029]图10为正面撞击过程示意图。
[0030]图11为侧面撞击示意图。
[0031]图12为安全销的立体图。
[0032]图中:I第一托盘，11凹槽，12压条，13第一销钉孔，14导向柱，15第一滑动突起，15’第二滑动突起，16法兰盖，17法兰，2第二托盘，21圆孔，22第二销钉孔，23第一弧形滑槽，23 ’第二弧形滑槽，24T形滑槽，3第三托盘，31螺栓安装孔，4扭簧，51第一变形条，52第二变形条，6变形板，7安全销，8电池壳体总成，81金属壳体，82电池芯组件，83输出电极。
【具体实施方式】
[0033]如图1至图12所示，针对现有缺陷，本发明的保护主体如下:
[0034]开发的是一种针对新能源汽车中对蓄电池等动力电池进行保护的装置，尤其是，在汽车受到猛烈冲击过程中，避免电池受到猛烈冲击发生扭曲、变形等问题。
[0035]其基本的原理是，汽车在受到猛烈撞击后，根据撞击部位和撞击方向的不同，其对于电池的冲击力是不同的，例如，在汽车正面撞击中，由于速度高、撞击猛烈对电池的冲击最大，目前主流的设计方式都是对电池芯的布置进行优化，而电池芯是固定在电池壳体内的，冲击依然没有解除，造成电池组件的肢解，进而引发爆燃事故。
[0036]在汽车侧面撞击中，速度不高，但是由于电池芯在前后方向叠加，在侧向上的结合力度较弱，依然会发生电池芯错位，造成电池芯电极连接点发生短路、爆燃、爆炸，因此本发明就是要通过对动力电池进行整体优化，提供一种更好的解决方案。其节本思路是，解决电池组件在正面、侧面和斜向方向的冲击中，吸收冲击力，将电池本身的冲击力降低至原来的三分之一，有效的保护电池，避免发生短路、爆燃和爆炸事故。
[0037]基于上述的描述，本发明提供的动力电池组结构如下:
[0038]包括内部含有电池芯的电池壳体总成8，以及用于电池壳体总成固定用的第一托盘1、第二托盘2、第三托盘3、扭簧4、第一变形条51、第二变形条52、变形板6和安全销7，下面分别对各个结构进行详细的描述。
[0039]电池壳体总成8包括金属壳体81、电池芯组件82和输出电极83，其中，金属壳体81一般设计为正方体，或者类长方体，电池芯组件82镶嵌在金属壳体81内，输出电极83位于上部，包括正负电极，其中正负电极尽量按照对角布置，使得距离拉远，降低短路的可能性。
[0040]上述的电池壳体总成8安装在第一托盘I上，第一托盘I为一正方形平板，其在第一托盘I的上表面设置有一个用于电池壳体总成定位的凹槽11，该凹槽与上述的电池壳体总成的底部进行配合，并在电池壳体总成上通过彼此交叉的横向和纵向的压条12压紧，并使用紧固螺钉将上述的压条12两端紧固在第一托盘I的边沿。
[0041]在第一托盘I的四个转角处设置有第一销钉孔13，该销钉孔为通孔。
[0042]在第一托盘I的下面表面靠近左前方转角处设置一个向下延伸的导向柱14，并在导向柱上套置一个扭簧4，该扭簧4采用大扭矩扭簧，其性能指标基本满足是角度一荷重比为90度一I吨，在远离导向柱14的第一托盘下表面设置有一个第一滑动突起15和一个第二滑动突起15’，该两个滑动突起皆为为固定在第一托盘I上的圆柱体。
[0043]在第一托盘I的下方设置的为第二托盘2，其中，第二托盘2中设置有与导向柱配合的圆孔21，上述的扭簧4及导向柱14插入在圆孔21中，并在圆孔的底部设置有一个扩孔，并在扩孔处设置一个法兰盖16，上述扭簧下端插入在法兰盖16的插槽中，在导向柱14的底端设置有一个法兰17，该法兰的直径比导向柱的直径略大，防止第一托盘I脱落。
[0044]在第二托盘2的四个转角处设置有第二销钉孔22，且上述的第二销钉孔为盲孔，上述的第一、第二销钉孔对应设置，在每对第一、第二销孔中插入一个安全销7。
[0045]该安全销7采用工程塑料销，并在工程塑料销上设置有一个缺口71，且该工程塑料销在插入后缺口恰好落在第一、第二销钉孔的搭接面处，且缺口朝向侧面，参考图12。为保证安全销不松动，上述的安全销与第一销钉孔和第二销钉孔之间采用过盈配合，且在表面设置放松凹槽72。
[0046]正常情况下，由于四个安全销7的锁紧作用，第一托盘和第二托盘之间是彼此紧固在一起的，不会出现电池盒壳体的振动，有效防止电极触电的振动脱落。
[0047]在剧烈撞击的过程中，安全销折断后，依靠变形条的变形吸收能量。
[0048]在第二托盘2的远离圆孔的上表面上设置有一个第一弧形滑槽23和第一第二弧形滑槽23’，第一、第二弧形滑槽皆以上述的圆孔21为圆心进行设置，且第一弧形滑槽23直径较大，并向右前方开出形成敞口结构，第二弧形滑槽23 ’直径较小，并向左后方敞口，且该在第一弧形滑槽23中设置有第一变形条51，第一变形条被第一滑动突起压在第一弧形滑槽内，在第二弧形滑槽23’中设置第二变形条52，第二变形条被第二滑动突起压在第二弧形滑槽内，所述的第一变形条和第二变形条为铝合金变形条，具有一定的弹性，且在外界剧烈冲击的情况下发生完全压缩具有自毁功能，该自毁力度在0.5吨左右，即当加载在变形条上的自毁力度接近0.5吨时，发生自毁，吸收冲击能量。上述的第一、第二变形条的两端位于弧形滑槽23的两端，并在中间位置接触，形成与滑动突起进行配合的滑动结构。
[0049]第三托盘3也是安装板，采用铝合金平板，在铝合金的第三托盘上设置有波浪形的变形板6，该变形板6为铝合金件，通过焊接的方式与第二托盘和第三托盘进行连接。并在第三托盘3的四周设置有螺栓安装孔31，用于和新能源车车架进行连接。
[0050]进一步地，上述的两个滑动突起和两个弧形滑槽的配合面为T形滑槽24，参考图9。
[0051]上述的滑动突起和导向柱通过螺纹连接的方式与第一托盘进行连接。
[0052]将滑动突起自两个弧形滑槽的敞口处装入。
[0053]在新能源车上安装时，上述变形板6中的波浪方向沿着汽车行进的方向设置。
[0054]下面对撞击过程中能量的消耗做如下解释:
[0055]正面撞击:正面撞击的瞬间，当车速高于安全设定速度，例如80公里每小时，安全销7自动折断，且电电池壳体总成8由于惯性作用会向左前方偏转，参考图10，在此过程中，如果力度更大，由于第三托盘是与车架固定连接的，第二托盘2相对于第三托盘会有一个向前的趋势，变形板变形，在此撞击过程中，由于扭簧、变形条、变形板三者的协同变形，且电池壳体总成本身发生转动将力分解，已经足以吸收电池本身惯性带来的冲击，使得电池组件内部电池芯的冲击力将更低至少60%，大大缓解了撞击力度，避免电极短路、燃爆、爆炸的发生。
[0056]侧面撞击:正面撞击的瞬间，当车速高于安全设定速度，例如40公里每小时，安全销7自动折断，且电池壳体总成8由于惯性作用会向右后方偏转，参考图11，在此撞击过程中，由于扭簧、变形条的协同变形，已经足以吸收电池本身惯性带来的冲击，使得电池组件内部电池芯的冲击力将更低至少50%，大大缓解了撞击力度，避免电极短路、燃爆、爆炸的发生。
[0057]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.动力电池组，包括内部含有电池芯组件的电池壳体总成(8)，其特征在于，还包括第一托盘(I)、第二托盘(2)、第三托盘(3)、扭簧(4)、第一变形条(51)、第二变形条(52)、变形板(6)和安全销(7)，其中， 所述电池壳体总成(8)安装在第一托盘(I)上侧，且在第一托盘(I)的上表面设置有一个用于电池壳体总成定位的凹槽(11)，并在电池壳体总成(8)上通过彼此交叉的横向和纵向的压条(12)压紧； 在第一托盘(I)的下面表面靠近左前方转角处设置一个向下延伸的导向柱(14)，并在导向柱上套置一个扭簧(4)，所述扭簧(4)性能指标满足角度一荷重比为90度一I吨;在远离导向柱(14)的第一托盘下表面设置有一个第一滑动突起(15)和一个第二滑动突起(15’)，两个滑动突起皆为固定在第一托盘(I)上的圆柱体； 在第一托盘(I)的下方设置第二托盘(2)，其中，所述第二托盘(2)中设置有与导向柱配合的圆孔(21)，所述扭簧(4)及导向柱(14)插入在圆孔(21)中，并在圆孔的底部设置有一个扩孔，并在扩孔处设置一个法兰盖(16)，所述扭簧下端插入在法兰盖(16)的插槽中，在导向柱(14)的底端设置有一个法兰(17)，所述法兰的直径比导向柱的直径大； 所述第二托盘(2)远离圆孔的上表面上设置有一个第一弧形滑槽(23)和一个第二弧形滑槽(23’)，两弧形滑槽以所述圆孔(21)为圆心进行同心设置，所述第一弧形滑槽(23)位于第二弧形滑槽外侧，所述第一弧形滑槽向右前方形成敞口结构，所述第二弧形滑槽(23’)向左后方敞口，且该在第一弧形滑槽(23)中设置有第一变形条(51)，第一变形条被第一滑动突起压在第一弧形滑槽内并形成曲线滑动配合，在第二弧形滑槽(23’)中设置第二变形条(52)，第二变形条被第二滑动突起压在第二弧形滑槽内并形成曲线滑动配合;所述的第一变形条和第二变形条为铝合金变形条，具有一定的弹性且在外界剧烈冲击的情况下发生完全压缩并粉碎，粉碎力度不小于0.5吨； 所述第二托盘和第三托盘之间通过波浪形的变形板(6)进行连接，且所述变形板(6)中的波浪方向沿着汽车行进的方向设置，并在第三托盘(3)的四周设置有螺栓安装孔(31)。2.根据权利要求1所述的动力电池组，其特征在于，所述滑动突起和弧形滑槽的配合面为T形滑槽(24)。3.根据权利要求1所述的动力电池组，其特征在于，电池壳体总成(8)包括金属壳体(81)、电池芯组件(82)和输出电极(83)，其中，所述金属壳体(81)为正方体或长方体，所述电池芯组件(82)镶嵌在金属壳体(81)内，输出电极(83)位于金属壳体上部，两所述输出电极按照对角布置。4.根据权利要求1所述的动力电池组，其特征在于，所述第一托盘(I)为一正方形平板。5.根据权利要求1所述的动力电池组，其特征在于，在第一托盘(I)的四个转角处设置有第一销钉孔(13)，所述第一销钉孔为通孔;在第二托盘(2)的四个转角处设置有第二销钉孔(22)，且所述第二销钉孔为盲孔，所述第一、第二销钉孔对应设置，在每对第一、第二销孔中插入一个安全销(7)。6.根据权利要求5所述的动力电池组，其特征在于，所述安全销(7)为工程塑料销，所述安全销中部设置有一个缺口(71)，且该工程塑料销在插入后缺口恰好落在第一、第二销钉孔的搭接面处，且缺口( 71)朝向车体侧面。7.根据权利要求1所述的动力电池组，其特征在于，所述第一、第二、第三托盘皆为铝合 金平板，所述变形板为铝合金件。
【文档编号】H01M2/12GK106058105SQ201610592609
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月26日 公开号201610592609.1, CN 106058105 A, CN 106058105A, CN 201610592609, CN-A-106058105, CN106058105 A, CN106058105A, CN201610592609, CN201610592609.1
【发明人】倪晖
【申请人】倪晖