用于车辆的牵引马达电池的壳体的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于车辆的牵引马达电池的壳体，其包括：多个侧壁、顶壁和底壁，其中侧壁、顶壁和底壁中的每一者均包括多个平行的T形导向件，并且其中，在顶壁上和底壁上的T形导向件水平地延伸，并且其中，在侧壁中的一些侧壁上的T形导向件竖直地延伸；以及装配在T形导向件之间的多个纵长的连接件。本实用新型提供了一种用于车辆的牵引马达电池的壳体，以从碰撞中吸收能量而使电池外壳变形最小化，并且具有有限的封装空间要求同时为电池外壳组件提供附加刚度。
【专利说明】
用于车辆的牵引马达电池的壳体
技术领域
[0001 ]本公开涉及用于电动车辆电池的电池外壳的保护性结构。
【背景技术】
[0002]电动车辆使用的电池被包围在装配至车身的外壳或壳体中。电池能够在与车辆的前部、后部及侧面间隔开的位置装配至车身。例如，电池可以装配在乘客室下面、行李箱中、乘客室前面或纵向延伸的通道中。
[0003]电池必须在碰撞中免受损坏。锂离子电池组或其他类型的电池单元可紧密地封装在电池壳体内。为防止壳体侵入容纳电池单元的区域，要避免电池壳体的变形。侵入电池壳体会使电池单元破裂并泄露出电池单元的内容物。
[0004]当电池壳体装配在车辆中的中心位置时，例如，乘客室的下方，在车身的侧面与电池外壳之间可获得有限的压碎空间。而在电池外壳与车辆的前端或后端之间可获得更多的压碎空间。在任一情况下，存在对于从碰撞中吸收能量而使电池外壳变形最小化的高效且有效的轻型结构的长期以来尚未实现的需求。该结构必须具有有限的封装空间要求同时为电池外壳组件(包括撞击吸收结构)提供附加刚度。
[0005]已经提出了保护电池外壳的一些方法:在电池外壳上增加梁和横向构件或延伸电池外壳的外部。这些方法增加了车辆的重量并且需要封装梁和横向构件的额外空间。由于附加重量对燃料经济性有不利影响，因此要避免附加重量。增加的封装空间需求对车辆设计自由度产生了不利影响。
[0006]通过以下概述的本公开来解决上述问题和其他问题。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于车辆的牵引马达电池的壳体，以从碰撞中吸收能量而使电池外壳变形最小化，并且具有有限的封装空间要求同时为电池外壳组件提供附加刚度。
[0008]根据本公开的一个方面，公开了一种用于车辆的牵引马达电池的壳体。该壳体包括多个侧壁、顶壁和底壁。各壁均包括多个平行的T形导向件。位于顶壁和底壁上的T形导向件水平地延伸，位于一些侧壁上的T形导向件竖直地延伸。该壳体还包括装配于T形导向件之间的多个纵长连接件。
[0009]根据本公开的其他方面，T形导向件可包括一对悬臂式凸缘和间隔支腿，间隔支腿从各壁延伸至该对悬臂式凸缘的接缝。连接件可包括边缘部，边缘部的厚度基本上等于间隔支腿的长度。
[0010]连接件可包括适于由一对平行T形导向件接收的第一边缘部和第二边缘部。连接件还可包括在第一边缘部与第二边缘部之间的中心部，该中心部与边缘部共面。连接件可包括在第一边缘部与第二边缘部之间的中心部，该中心部包括部分圆柱形壁，其从T形导向件向外突出并且连接第一边缘部和第二边缘部。可替代地，连接件可包括在第一边缘部与第二边缘部之间的中心部，该中心部包括撞击吸收外部面以及在该中心部与边缘部之间延伸的支撑壁。
[0011]连接件可包括第一实施例和第二实施例。第一实施例包括在第一边缘部与第二边缘部之间的第一中心部，该第一中心部包括第一撞击接收外部面和第一对支撑壁，第一对支撑壁在第一中心部与第一边缘部和第二边缘部之间延伸深度“D”；第二实施例包括在第三边缘部与第四边缘部之间的第二中心部，第二中心部包括第二撞击接收外部面和支撑壁，该支撑壁在第二中心部与第三边缘部和第四边缘部之间延伸深度“d”，其中深度“D”大于深度“d”。
[0012]根据本公开的另一个方面，多个连接件可包括不同的第一组连接件和第二组连接件。第一组连接件可具有在垂直于壁的方向上的从相应的壁到连接件的撞击接收表面测得的深度“D”。第二组连接件可具有在垂直于壁的方向上的从相应的壁到连接件的撞击接收表面测得的深度“d”，其中深度“D”大于深度“d”。连接件还可包括第三组连接件，其具有在垂直于壁的方向上的从相应的壁到连接件的撞击接收表面测得的深度“dl”，其中深度“d”大于深度“dl”。
[0013]连接件可包括不同类型的连接件。可提供第一类型的连接件，其具有在第一边缘部与第二边缘部之间的第一中心部，其中第一中心部是部分地圆柱形。第二类型的连接件可具有在第三边缘部与第四边缘部之间的第二中心部，其中第二中心部包括平面撞击接收外部面。第二类型的连接件可包括在第二中心部与第三边缘部和第四边缘部之间延伸的第一支撑壁和第二支撑壁。可替代地，平面撞击接收外部面可设置在平面加强板的外侧上。
[0014]根据本公开的另一个方面，公开了用于为具有电池供电式牵引马达的车辆的电池提供撞击吸收外壳的方法。该方法包括:提供具有多个平行竖直导向件的竖直延伸壁，提供多个连接件，以及将连接件插入竖直导向件之间以向竖直延伸壁提供撞击吸收组件，该撞击吸收组件由位于竖直延伸壁的外表面上的连接件形成。
[0015]根据本公开涉及该方法的其它方面，该方法还可包括:提供具有多个平行水平延伸导向件的水平延伸壁。提供多个第二连接件，以及将第二连接件插入水平延伸导向件之间以向水平延伸壁提供撞击吸收组件，该撞击吸收组件由位于水平延伸壁的第二外表面上的第二连接件形成。
[0016]根据本公开的其他可替代的方面，竖直壁上的竖直延伸导向件可为T形导向件，水平壁上的水平延伸导向件可为T形导向件。T形导向件可包括间隔支腿和一对悬臂式凸缘，其中间隔支腿从各壁延伸至该对悬臂式凸缘的接缝。连接件可包括边缘部，边缘部的厚度基本上等于间隔支腿的长度。
[0017]根据本公开的其他方面，外围空间可由可用于插入连接件的撞击吸收外壳周围的车辆限定，该外围空间包括小区域和大区域。该方法还包括第一附加步骤:选择第一组连接件，其中该第一组连接件具有在垂直于壁的方向上的从相应的壁到连接件的撞击接收表面测得的深度“D”，并且将第一组连接件插入大区域；以及第二附加步骤:选择第二组连接件，其中第二组连接件具有在垂直于壁的方向上的从相应的壁到连接件的撞击接收表面测得的深度“d”，并且将第二组连接件插入小区域，其中深度“D”大于深度“d”。
[0018]该方法还可涉及由可用于插入连接件的撞击吸收外壳周围的车辆限定的外围空间，该外围空间包括具有第一构造的第一区域和具有第二构造的第二区域。该方法可包括第一类型连接件的使用，该第一类型连接件具有在第一边缘部与第二边缘部之间的部分圆柱形的第一中心部。该方法还可包括第二类型连接件的使用，第二类型连接件具有在第三边缘部与第四边缘部之间的平面第二中心部，其中第一区域设置有第一类型连接件，第二区域设置有第二类型连接件。
[0019]针对现有技术中存在的问题，本实用新型的用于车辆的牵引马达电池的壳体能够从碰撞中吸收能量而使电池外壳变形最小化，并且具有有限的封装空间要求同时为电池外壳组件提供附加刚度。
[0020]以下参考附图描述本公开的上述方面和其他方面。
【附图说明】
[0021]图1为车辆的仰视平面示意图，其示出了设置在乘客室下方的车辆框架上的电池外壳。
[0022]图2为包括设置在外壳的侧面和顶部上的几种不同类型的连接件的电池外壳的第一实施例的立体图。
[0023]图3为图2所示的电池外壳的局部放大立体图。
[0024]图4为图2所示的电池外壳的局部放大横截面视图。
【具体实施方式】
[0025]参考附图公开了所示实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅意为可以多种替代形式实施的实例。附图不一定按比例绘制，并且可以放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应视为限定，而是作为教导本领域的技术人员如何实践所公开概念的代表性基础。
[0026]参照图1，车辆10被图示地示出为带有用于电池供电式牵引马达的电池12。车辆10包括支撑在框架16上的车身14。牵引马达18也装配至框架16。牵引马达18为电池供电式牵引马达，其由电池12供电来驱动车轮20。本公开的重点是用于电池的外壳21。
[0027]车身14包括侧车身22、前保险杠24和后保险杠26。外壳21中的电池12被示出为位于车辆10的乘客室下方的中心位置。应当注意，与侧车身22距电池12相对较近的间距相比，电池与前保险杠24和后保险杠26之间的空间量实质上更大。当设计用于电池12的连接件时，由于侧车身22与电池12之间减小的可用压碎空间量，因此导致侧车身22朝向电池12驱动的侧面撞击碰撞呈现出较大的挑战。
[0028]参照图2至图4，通常以参考标号21表示的外壳示出为包括底壁30(在图1中示出)和顶壁32。前壁36面向前保险杠24(在图1中示出)，后壁38面向后保险杠26(在图1中示出)。电池外壳21包括右侧壁40和左侧壁42。以上侧壁在拐角44处连接。
[0029]在所示实施例中示出了三种不同类型的连接件，但应该理解，在某种程度上根据车辆内的可用空间，也可采用其他构造和形状的连接件。所示三种类型的连接件包括部分圆柱形连接件48、梯形空间限定连接件50以及平面连接件52。
[0030]如图2和图3所示的半圆柱形连接件48的撞击吸收壁54为弧形或半圆柱形壁54，该壁54与外壳21的平面壁一起形成半圆柱形室56。撞击吸收壁48为弧型纵长构件，当该部分圆柱形连接件48在连接至顶壁32或底壁30时在水平方向上安装时，该壁的弧绕水平轴线X形成;或者，当该部分圆柱形连接件48连接至竖直壁36至42时，该壁的弧绕竖直轴线Y形成。连接件也可在水平方向上固定在一个或多个竖直壁上。在半圆柱形撞击吸收壁的相对边缘上设有连接件凸缘58和60。
[0031]梯形空间限定连接件50限定有梯形室62。连接件50包括间隔壁或撞击吸收壁64以及位于撞击吸收壁64的相对侧上的右斜壁66和左斜壁68。右斜壁66和左斜壁68分别延伸至右连接件凸缘72和左连接件凸缘74。如图所示的斜壁66和斜壁68以相对于外壳壁大约45°角度设置。但应该理解，倾斜表面的定向可以是相对于外壳壁的任何角度或甚至与外壳壁成直角。
[0032]平面连接件52为平面构件，其连接至外壳21上的其中一个壁。平面连接件52具有起连接件凸缘作用的右边缘76和左边缘78。
[0033]连接件48至52通过T形导向件80连接至外壳的壁，T形导向件80以平行定向设置在外壳上。半圆柱形连接件的连接件凸缘58和60、梯形连接件50的右凸缘72和左凸缘74以及边缘76和78适于由相邻的T形导向件80接收，T形导向件80使连接件保持抵靠外壳213形导向件包括中心凸缘82，其在内端上连接至壁并且向外延伸至横杆84 ο横杆84平行于连接有T形导向件80的外壳的壁。通常，除了在拐角处仅一个连接件凸缘需要支撑外，一个T形导向件支撑两个连接件。
[0034]参照图4，不同类型的连接件均具有如从壁测得的不同深度并需要或多或少的空间。例如，在图4中，半圆柱形连接件48示出为具有深度“D”，梯形连接件50具有深度“d”。深度“d”小于深度“D”并且将需要较少的外壳周围的封装空间。平面连接件的深度等于平面连接件52的厚度，并将小于深度“d”且将需要甚至更少的空间。
[0035]各个连接件吸收撞击能量的能力也不同，这取决于连接件的类型。可将连接件制造成具有不同的厚度并且可由不同的材料制成，这些材料包括铝合金、钢合金、纤维增强复合材料或聚合物合成物。本公开能够使电池外壳21抵抗各种范围的撞击力，同时将其容纳在外壳21周围的可用封装空间内。其他的车辆部件通常由如图4所示的结构86表示。其他的结构可以是框架导轨、梁、底板结构、配件等。
[0036]T形导向件80提供用于支撑外壳21上的连接件的灵活的机构。车辆设计中的变化可影响用于撞击吸收连接件的可用空间。如果由于设计变化而导致可用空间减少，则可用梯形连接件替代半圆柱形连接件。如果测试表明在侧面上或其中一个侧面的一部分上需要额外的撞击能力吸收，则可使用更坚固的或厚的连接件或可以指定连接件的不同类型。
[0037]上述实施例为具体的实例，其并非描述了本公开的所有可能形式。可将所例示的实施例的特征进行组合以形成所公开概念的进一步的实施例。本说明书中使用的文字是描述性文字而非限制性文字。所附权利要求的范围宽于具体公开的实施例并且包括所示实施例的修改。
【主权项】
1.一种用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，包括: 多个侧壁、顶壁和底壁，其中所述侧壁、所述顶壁和所述底壁中的每一者均包括多个平行的T形导向件，并且其中，在所述顶壁上和所述底壁上的所述T形导向件水平地延伸，并且其中，在所述侧壁中的一些侧壁上的所述T形导向件竖直地延伸；以及 装配在所述T形导向件之间的多个纵长的连接件。2.根据权利要求1所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述T形导向件包括间隔支腿和一对悬臂式凸缘，其中所述间隔支腿从所述侧壁、所述顶壁和所述底壁中的每一者延伸至所述一对悬臂式凸缘的接缝。3.根据权利要求2所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述连接件包括边缘部，所述边缘部的厚度等于所述间隔支腿的长度。4.根据权利要求1所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述连接件包括适于由一对平行的所述T形导向件接收的第一边缘部和第二边缘部。5.根据权利要求4所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述连接件包括在所述第一边缘部与所述第二边缘部之间的中心部，所述中心部与所述第一边缘部和所述第二边缘部共面。6.根据权利要求4所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述连接件包括在所述第一边缘部与所述第二边缘部之间的中心部，所述中心部包括从所述T形导向件向外突出并且连接所述第一边缘部和所述第二边缘部的部分圆柱形壁。7.根据权利要求4所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述连接件包括在所述第一边缘部与所述第二边缘部之间的中心部，所述中心部包括撞击接收外部面和在所述中心部与所述第一边缘部和所述第二边缘部之间延伸的支撑壁。8.根据权利要求7所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述连接件包括:第一种类连接件，所述第一种类连接件包括在所述第一边缘部与所述第二边缘部之间的第一中心部，所述第一中心部包括第一撞击接收外部面和第一对支撑壁，所述第一对支撑壁在所述第一中心部与所述第一边缘部和所述第二边缘部之间延伸深度“D” ；以及第二种类连接件，所述第二种类连接件包括在第三边缘部与第四边缘部之间的第二中心部，所述第二中心部包括第二撞击接收外部面和支撑壁，所述支撑壁在所述第二中心部与所述第三边缘部和所述第四边缘部之间延伸深度“d”，其中所述深度“D”大于所述深度“d”。9.根据权利要求1所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，多个所述连接件包括: 第一组连接件，所述第一组连接件具有在垂直于所述侧壁、所述顶壁和所述底壁的方向上的从相应的壁到所述连接件的撞击接收表面测得的深度“D” ；以及 第二组连接件，所述第二组连接件具有在垂直于所述侧壁、所述顶壁和所述底壁的方向上的从相应的壁到所述连接件的撞击接收表面测得的深度“d”，其中所述深度“D”大于所述深度“d”。10.根据权利要求9所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，多个所述连接件包括: 第三组连接件，所述第三组连接件具有在垂直于所述侧壁、所述顶壁和所述底壁的方向上的从相应的壁到所述连接件的撞击接收表面测得的深度“CU”，其中所述深度“d”大于所述深度“CU”。11.根据权利要求1所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，多个所述连接件包括: 第一类型连接件，所述第一类型连接件具有在第一边缘部与第二边缘部之间的第一中心部，其中所述第一中心部是部分圆柱形；以及 第二类型连接件，所述第二类型连接件具有在第三边缘部与第四边缘部之间的第二中心部，其中所述第二中心部包括平面撞击吸收外部面。12.根据权利要求11所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述第二中心部包括在所述第二中心部与所述第三边缘部和所述第四边缘部之间延伸的第一支撑壁和第二支撑壁。13.根据权利要求11所述的用于车辆的牵引马达电池的壳体，其特征在于，所述平面撞击接收外部面设置在平面加强板的外侧上。
【文档编号】H01M2/10GK205488288SQ201620117286
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】赛伊德·努希尔, 穆罕默德·里达·巴库什, 萨伊德·戴维·巴尔巴特, 威廉·L·斯坦克
【申请人】福特环球技术公司