采用底盘碎块捕集器的电动车电池组保护系统的制作方法_2

文档序号:8887005阅读:来源:国知局
更远(例如在后座后面形成竖直配置)的情况下其将遭遇的危害相比,这种位置将电池组暴露于更多的潜在危害中。图1中示出了以上所描述的典型的底盘配置,其示出了电池组101,电池组101被配置成从下方、沿方向103被安装至车架105中。一旦安装上,电池组101横贯车辆的宽度并基本上在前和后悬挂组成件之间延伸。
[0035]图2和图3提供了适于在例如图1中所示的电池组中使用的示例性电池配置的横截面视图。为了清楚的目的,在所有这些附图中并未包括电池的互连件和电池的安装件。从图2和图3可见的是上电池组封装板201的一部分、下电池组封装板203的一部分和多个电池205。注意,在该视图中并未示出封装侧板。虽然本实用新型并不局限于特定的电池组配置,也不局限于特定的电池规格系数,但是所示出的配置中采用了圆柱形电池,例如,使用18650规格系数的电池。在典型的配置下,每一个电池的轴,即,圆柱形的轴,基本上垂直于下封装板203和道路的表面207两者。在电池组配置200下,多个冷却导管209被插在每一个圆柱形电池205的底座和下板203之间,液态冷却剂(即,传热介质)被泵压通过这些冷却导管。备选地,并且如电池组配置300中所示,冷却导管301被插在相邻的电池205的侧面之间。在所示的两种配置下,冷却导管与下板203对准,导致在通道211/203内的冷却剂沿基本垂直于圆柱形电池的轴的方向流动。通过调节冷却剂在导管209/301内的流动和/或调节从冷却剂至其它温控系统的热传递,可将电池组205的温度调节成使得电池组保持在它们的优选的操作范围内。如通常可期望的那样将非有意的热能传递限制在电池/冷却导管与电池组封装之间,优选地可如图所示地在电池/冷却导管和电池组封装之间插进一个或多个隔热层213。隔热层213可包括空气或一些其它的隔热材料,其优选地在25°C下具有小于1.0Wnr1IT1的导热性,并且更优选地在25°C下具有小于0.ZWnr1IT1的导热性。
[0036]图4A至图4D示出了常规EV中底盘安装式电池组403上的一块道路碎块401的效果。为保证清楚,仅示出的车辆的部分为电池组。此外,虽然使用了三球结来代表道路碎块,但是将理解的是,如果在底盘安装使电池组的下面碎块太大而不能被忽略而通过,则对于常规的EV,其它形式的道路碎块也可具有相同的或近似的效果。
[0037]如车辆沿方向405向前移动,碎块401的最上部407,在电池组下面由于太高而不能被忽略,撞击电池组的前缘409 (见图4B)。除非汽车能够立即停止,否则车辆持续向前前进将使碎块变形、使电池组变形,或者使两者都变形,这取决于碎块物体401相对于电池组的硬度,即,电池组前表面409与电池组底板411。(见图4C中413处的结的变形和在415/416处的电池组变形)。取决于道路碎块的大小和形状,车辆沿方向405连续运动随着碎块受力向上进入电池组内可导致电池组严重变形或被刺穿(见图4D中的区域417)。对电池组的严重损坏可导致电池组内的一个或多个电池形成热失控,这典型地归因于在电池组内的短路或者在电池组内的一个或多个独立电池内的内部短路。
[0038]发明人已经发现,在碎块从EV的电池组下面通过且可能产生损坏之前,捕捉这块道路碎块是有可能的。依据本使用新型,将碎块捕捉板置于电池组前方,并将其配置成捕集否则将会损坏电池组的碎块。可理解,在大多数情况下,碎块捕捉板仅意在防止潜在的灾难性电池组损坏发生。这样,该意图在于,一旦碎块被捕集到,驾驶员将尽快驾驶车辆离开道路,使得碎块可被移除并且修好或更换捕捉板。
[0039]图5和图6示出了依据本实用新型的捕捉板的两种可能的安装配置。但是,应该理解的是,准确的安装位置至少部分地取决于电池组的大小以及相对于车辆底盘的位置。在图5中,电池组501延伸跨越几乎整个车辆500的宽度。如下面所描述的优选地被附接至电池组501前方的捕捉板503延伸跨越电池组的整个宽度。在图6中所示的车辆600中,电池组601的前方的形状被制作成类似于图1所示,因此,使得电池组能够比图5所示的配置更进一步地向前延伸。优选地,捕捉板603仅延伸跨越电池组前部的宽度,如图示的那样。
[0040]当捕捉板的前缘被一块道路碎块击中时,板被设计成变形并捕集这些碎块,从而防止碎块在下面经过并潜在地损坏电池组。为确保这些碎块击中捕捉板,板成相对于电池组的前下表面稍向下的角度。在图7中示出了捕捉板的这一方面,其示出了捕捉板703的前边缘701稍低,S卩,比电池组709的前下表面707更接近于路面705。注意,该图仅示出了电池组709的前部。典型地,边缘701被设置成比下电池组表面707更低5至25毫米之间,优选地更低10至20毫米之间,再更优选地更低10至15毫米之间,并且在优选地的实施例中,边缘701被设置成比下电池组表面707更低大致10毫米。捕捉板701可由提供期望强度的任意各种可变形材料制成,但是优选地,捕捉板701由例如铝的金属制成,例如至少I毫米厚,且优选地至少2毫米厚的铝板材;其备选地由钢制成,例如至少0.5毫米厚,且优选地至少I毫米厚的钢板材。
[0041]如以上所注意到的,捕捉板703被设计成,当一块道路碎块足够大,以能够击中捕捉板的前缘701,而不能被忽略地从板下面通过时,捕捉板703将发生变形。而且,在板703发生变形时,其被配置成以道路碎块被捕集到的方式变形,从而防止物体撞击并潜在损坏电池组709。为了确保一旦碎块撞击捕捉板的前缘701,碎块不在电池组下面继续其路径,碎块捕集系统集成了许多设计特征。在图7中以及在图8中提供的捕捉板的立体视图中示出了这些特征。图9至图13示出了本实用新型所提供的变形和捕集过程。
[0042]为了防止碎块撞击捕捉板703的前缘701并然后在电池组下面继续其前行,重要的是使捕捉板对碎块的进一步向前运动产生有效的阻挡。为了产生这样的阻挡,在电池组709的前方设置有捕捉板703的后缘711,并将其牢固地附接至位于电池组709前面的车辆结构。在优选的实施例中,后缘711被强附接至电池组封装组成件的前部,例如,直接附接至电池组709的前表面713。通过将捕捉板703的后缘711牢固地附接至电池组709,随着板在被碎石击中时发生变形而形成壁。在一个实施例中,边缘711被焊接或钎接至电池组表面713。在备选实施例中,在捕捉板的后缘711上形成的凸缘被螺栓连接或铆钉连接至电池组表面713。在另外一个实施例中,边缘711被粘接至电池组表面713。
[0043]为了对碎块的进一步向前移动产生有效的阻挡,除了将后缘711牢固地附接至电池组的前表面713以外,捕捉板703必须以使碎块被变形后的板捕集到这样的方式发生变形。为了有助于实现这一目标,将多个板加强构件801附接至板上,优选地,附接至上表面803,如图8所示。加强构件801可在与用于形成板703相同的过程(例如,采用一种挤压处理)中形成。备选地,加强构件801可被焊接、钎接或粘接至板703的表面803。备选地,安装凸缘可在每一个加强构件801上形成,随后可被焊接、钎接、粘接、铆钉连接或螺栓连接至板703。加强构件801可由与用于形成板703相同的材料制成,从而简化组成件的制造,或者由另一种材料制成。在优选的实施例中,加强构件801由至少I毫米厚,且优选地至少2毫米厚的铝制成,或者,由至少0.5毫米厚,且优选地至少I毫米厚的钢制成。典型地每一个加强构件801的高度714在5至25毫米之间,并优选地接近15毫米高。
[0044]每一个板加强构件801包括促使板发生如在下面详细说明的预配置模式的变形的一个或多个特征。在优选实施例中,变形特征包括沿每一个板加强构件801上表面放置的若干个凹口 715。注意,在相邻加强构件上的凹口优选地相对于彼此对准并与捕捉板的边缘对准,如图所示。此外,变形特征优选地包括沿每一个板加强构件801下表面放置的至少一个凹口 717。除相对于相邻加强构件对准以外,优选地,凹口 717被放置成接近于捕捉板703与电池组709的接合点,如图所示。大体上,凹口 715和717促进形成长波长变形模式,特别是使塑料铰链变形偏移以通过这些凹口。在图9和图10中示出了这种变形过程,其中示出了在车辆在一块道路碎块9
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