用于电动车辆的牵引马达电池的外壳的制作方法

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：

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。

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。

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。

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。

通过以下概述的本公开来解决上述问题和其他问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于电 动车辆的牵引马达电池的外壳，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。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于电动车辆的牵引马达电池的外壳，其包括：多个内壁，内壁在牵引马达电池的多个侧面周围彼此连接；多个外壁；以及多个圆柱形管状的撞击吸收构件，撞击吸收构件包括多个内部加强壁，其中撞击吸收构件连接至其中一个内壁和其中一个外壁。

根据本公开的一个方面，公开了一种用于电动车辆的牵引马达电池的外壳，该外壳包括在牵引马达电池的多个侧面周围彼此连接的多个内壁、多个外壁和多个圆柱形管状的撞击吸收构件。圆柱形管状的撞击吸收构件通过多个内壁加强。撞击吸收构件连接在其中一个内壁与其中一个外壁之间。

根据本公开的其他方面，撞击吸收构件可与相邻的撞击吸收构件间隔开以在撞击中为撞击吸收构件朝向内壁和相邻的撞击吸收构件塌陷提供间隙。撞击吸收构件的加强壁可在三个间隔的位置与撞击吸收构件的内管状壁接触并在撞击吸收构件内相交于中心位置。撞击吸收构件的加强壁可以平行定向设置且可在间隔的位置与该撞击吸收构件的内管状壁接触。可替代地，撞击吸收构件的加强壁可在四个间隔的位置与撞击吸收构件的内管状壁接触并相交于中心位置。

根据本实用新型的一个实施例，撞击吸收构件的内部加强壁在三个间隔的位置与撞击吸收构件的内圆柱形壁表面接触，并且在撞击吸收构件内的中心位置相交。

根据本实用新型的一个实施例，撞击吸收构件的内部加强壁在间隔的位置与撞击吸收构件的内管状壁接触，其中内部加强壁以平行定向设置。

根据本实用新型的一个实施例，撞击吸收构件的内部加强壁在四个间隔的位置与撞击吸收构件的内管状壁接触，并且在撞击吸收构件内的中心位置相交。

撞击吸收构件的加强壁可被装配或形成在内壁与外壁之间，从而通过布置该撞击吸收构件以定向加强壁来调节外壳的刚度。

根据本公开的进一步的方面，内壁、撞击吸收构件和外壁可形成为单 一挤压件。可替代地，撞击吸收构件可被焊接至内壁以及焊接至外壁。

外壳的竖直侧面上的撞击吸收构件可具有竖直定向的圆柱轴线，并且外壳的水平侧面上的撞击吸收构件可具有水平定向的圆柱轴线。撞击吸收构件连接至内壁和外壁，其中圆柱轴线在平行于相应壁的方向上延伸。

根据本公开的另一个方面，公开了用于为具有牵引马达的车辆的电池提供撞击吸收电池外壳的方法。一种方法包括挤压出内壁、外壁和多个间隔的圆柱形撞击吸收管状构件以形成外壳侧面。将多个外壳侧面装配以形成外壳，以及将多个外壳侧面装配在一起以形成电池外壳。

根据本实用新型的一个实施例，该方法进一步包括挤压出位于圆柱形撞击吸收管状构件里面的多个内部加强壁。

根据本实用新型的一个实施例，撞击吸收构件的内部加强壁在三个间隔的位置与撞击吸收管状构件的内管状壁接触，并且在撞击吸收构件内的中心位置相交。

根据本实用新型的一个实施例，撞击吸收构件的加强壁在间隔的位置与撞击吸收管状构件的内管状壁接触，其中加强壁以平行定向设置。

根据本实用新型的一个实施例，撞击吸收构件的加强壁在四个间隔的位置与撞击吸收管状构件的内管状壁接触，并且在撞击吸收构件内的中心位置相交。

根据提供撞击吸收电池外壳的另一种方法，多个间隔的圆柱形撞击吸收管状构件可被单独地挤压出。提供内平面壁和外平面壁，且圆柱形撞击吸收管状构件可装配在内平面壁与外平面壁之间以形成外壳侧面。然后固定外壳侧面以形成电池外壳。

根据上述任意方法的其他方面，多个内部加强壁可在圆柱形撞击吸收管状构件里面被挤压出。撞击吸收构件的内部加强壁可在三个间隔的位置与撞击吸收管状构件的内管状壁接触并且在撞击吸收构件内的中心位置相交。在另一个实例中，撞击吸收构件的加强壁可在间隔的位置与撞击吸收管状构件的内管状壁接触，其中加强壁以平行定向设置。可替代地，撞击吸收构件的加强壁可在四个间隔位置与撞击吸收管状构件的内管状壁接触并在撞击吸收构件内的中心位置相交。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的用于电动车辆的牵引马达电池的外壳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。

以下将参考附图对本公开的上述方面和其他方面进行描述。

附图说明

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。

图2为电池外壳的第一实施例的透视图，该电池外壳包括在该外壳的四个侧面周围设置的多个内部加强的圆柱形撞击吸收构件。

图3为图2所示的电池外壳的一部分的局部放大透视图。

图4为图2所示的电池外壳的局部俯视平面图。

图5为图2所示的电池外壳在前/后方向上吸收撞击后的局部俯视平面图。

图6为具有Y形内部加强件的三个圆柱形撞击吸收构件在撞击之前的俯视平面示意图。

图7为具有Y形内部加强件的三个圆柱形撞击吸收构件在撞击之后的俯视平面示意图。

图8为具有形成内部加强件的三个平行壁的圆柱形撞击吸收构件的俯视平面图。

图9为具有X形内部加强件的圆柱形撞击吸收构件的俯视平面图。

图10为电池壳体变形测试模拟的图表，该变形测试模拟将不具有撞击吸收构件的钢基础电池壳体与根据图2的实施例制造且在其所有侧面上都具有内部加强的圆柱形撞击吸收构件的铝电池壳体进行了比较。

具体实施方式

参考附图公开了所示实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅旨在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。

参照图1，电动车辆10被图示地示出为带有电池12。车辆10包括支撑在框架16上的车身14。牵引马达18装配至框架16，其中牵引马达18为由电池12供电以驱动车轮20的电池供电式牵引马达。车身14包括侧车身22、前保险杠24和后保险杠26。电池12被示出位于车辆10的乘客室下方的中心位置。应该注意，与侧车身22距电池12的相对较近的间距相比，在电池与前保险杠22和后保险杠24之间的空间量显著地较大。当设计用于电池12的撞击吸收元件时，由于在侧车身22与电池12之间的减小的可用挤压空间量，因此导致侧车身22朝向电池12驱动的侧面撞击碰撞存在较大的挑战。

参照图2和图3，电池外壳30整体地在图2中示出并且部分地在图3中示出。电池外壳30包括多个圆柱形撞击吸收管状构件34，其布置于前侧36、后侧38、右侧40和左侧42的周围。顶侧44以及底侧32(示于图1)也被管状构件34覆盖。位于顶侧44和底侧32上的圆柱形撞击吸收管状构件34被接收在侧壁36至侧壁42的内壁48里面。

在可替代的实施例中，顶侧44和底侧32上的管状构件34可布置在位于其他侧36-42上的管状构件34的顶部上。位于侧面36-42上的管状构件34具有在竖直方向上延伸的圆柱轴线。位于顶侧44和底侧32上的管状构件34被示出在水平方向上延伸。如图所示，位于右侧40和左侧42上的管状构件34在竖直方向上延伸。可替代地，它们可被布置成在水平方向上延伸。圆柱形撞击吸收构件34连接在内壁48与外壁50之间。外壁50形成电池外壳30的外表面。管状构件34与相邻的管状构件34间隔开。

管状构件34包括内圆柱形壁表面54。内部加强壁56形成在内圆柱形壁表面54内。图2所示实施例中的内部加强壁在交叉点58处相遇，交叉点58通常与管状构件34的圆柱轴线对齐。管状构件34优选地在挤压过程中形成并且与使内圆柱形壁表面54相互连接的内部加强壁56整体形成。管状构件34可被挤压成管状挤压件并被截至一定长度。可替代地，管状构件34可与内壁48和外壁50一起挤压。如果管状构件34、内壁48和外壁 50被挤压成一个挤压件，那么将无需后续的装配来形成电池外壳30的各个侧面。电池外壳的侧面通过合适的紧固件或黏合剂彼此连接。

可替代地，管状构件34可被单独地挤压，并且随后通过焊接、紧固件或黏合剂(用于将内壁48和外壁50连接至管状构件34)连接至内壁48和外壁50。

参照图4和图5，部分的电池外壳30在图4中被示出处于其制成的状态(as-manufactured condition)，其中，前侧36和后侧38被部分示出，并且左侧42在相应的前侧36与后侧38之间延伸。图5为类似的视图，其示出了施加至车辆撞击的结果(示于图10)。在撞击中，位于前侧36和后侧38上的管状构件34’吸收由朝向内壁48塌陷所造成的撞击。外壁50被撞击驱动进入圆柱形撞击吸收管状构件34中。管状构件34’朝向内壁48塌陷并且还朝向相邻的管状构件34’横向地膨胀。内部加强壁56’与管状构件34’一起变形。内部加强壁56的材料、尺寸、厚度和布置可被改变以增加或减少电池外壳30吸收撞击的程度。

参照图6和图7，一组管状构件34在图6中被示出处于其设计状态(as-designed condition)，并且在图7中被示出处于撞击之后或撞击期间。管状构件34包括位于内圆柱形壁表面54里面的内部加强壁56，内部加强壁56将内部空间分成三份并在交叉点58处相遇。在撞击后，内部加强壁56’连同管状构件34’一起扭曲，并且交叉点58’与内部加强壁56’一起移动。

参照图8，管状构件60的可替代的实施例被示出包括(在该实例中)三个加强壁62，加强壁62横穿管状构件60延伸并且优选地与管状构件60的内圆柱形壁表面64整体形成。在该实施例中，管状构件在平行加强壁延伸的方向上吸收的负载将大于在垂直于平行加强壁62延伸方向的方向上吸收的负载。将要理解的是，可将管状构件60的定向在角定向中更改为在0°与90°之间以根据由电池外壳30吸收的碰撞撞击来吸收更多或更少的负载。

参照图9，示出了管状构件70的另一个可替代的实施例，该管状构件70包括X形加强壁。管状构件70包括交叉加强壁72，交叉加强壁72在内圆柱形壁表面74之间延伸至中心交叉点76。交叉加强壁72的定向影响管 状构件70的撞击吸收特性。如果加强壁与撞击对准，则施加在交叉加强壁72之间的负载被消耗成小于施加至加强壁72的负载。

参照图10，示出了将基础电池壳体与高强度低合金(HSLA)450电池壳体进行比较的测试的图表，其中该电池壳体的壁厚为1.5mm，重量为52kg。将钢基础电池壳体与由铝合金AL6061-T6制成且重量为55kg的铝电池壳体(如图2所示)进行比较。在该实例中，管状构件30的壁厚为0.7mm，其具有厚度为0.8mm的内部加强壁56。内侧壁的厚度为0.7mm，外壁的厚度为0.5mm。在撞击中，如图10所示，基础电池壳体在80ms的时间段内变形了440mm，而根据图2的实施例制造的电池壳体在10ms的时间段内的最大变形为80mm。注意，在测试中，电池壳体的变形在10ms至15ms内有大约5mm的回弹。该测试为基于计算机辅助工程测试模拟数据的模拟测试。

上述实施例为具体的实例，其并未描述本公开的所有可能形式。所示实施例的特征可以组合在一起以形成所公开概念的进一步的实施例。说明书中所使用的词语为描述性词语而非限制性词语。所附权利要求的范围宽于具体公开的实施例并且还包括所示实施例的修改。