汽车动力电池的安装结构和方法与流程

本发明涉及机动车辆技术领域，尤其涉及到三厢混合动力汽车电池的安装固定方式以及相对应的车身结构。

背景技术：

常见的三厢混合动力汽车(phev)都是由汽油动力汽车改制而来，无法借鉴纯电动车结构将车身整个底部抬高，使得动力电池(以下简称电池)布置在车身的下方。由于车身的改动范围有限，而电池体积较大，一般布置在行李舱位置，同时为了保证行李舱的空间最大化以及后碰的安全性，电池需紧靠最后一排座椅布置，而后轮罩也处于该位置附近，造成了电池的装配空间狭小局促。在生产装配过程中，需要长悬臂的吊具将电池送入行李舱，工人再进入到行李舱内进行装配，内部空间十分狭小，使得工人操作不便，生产效率低下。

技术实现要素：

本发明要解决的是电池的装配效率问题，即通过另一种途径来改善装配空间狭小问题，实现电池的快速装配，最终提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：汽车动力电池安装结构，动力电池安装在车身的后部，包括电池箱总成和车身后部总成；

所述电池箱总成包括电池托架和电池箱，所述电池托架包括支撑电池箱的托板和固定在托盘地面的托架横梁，所述托架横梁沿车身横向布置，所述托架横梁两端的端头伸出托盘，所述端头上设有端头安装孔，所述托盘边缘设有托盘安装孔；

所述车身后部总成由前部的中底板横梁、后部的后地板横梁、两侧的后纵梁围成电池过孔，所述电池过孔的角长宽尺寸略大于电池箱的长宽尺寸；

所述电池箱总成两侧的端头安装孔通过安装螺栓和凸焊螺母固定在后纵梁上，所述电池箱总成前侧的托盘安装孔通过安装螺栓和凸焊螺母固定在中底板横梁上，所述电池箱总成后侧的托盘安装孔通过安装螺栓和凸焊螺母固定在后底板横梁上。

所述托盘上表面托盘安装孔与电池箱之间设有一圈凸出于托盘表面的密封圈；所述中底板横梁上设有中底板，所述中底板后侧边缘设有向下凹陷与密封圈前侧边紧密接触的中底板凹台；所述后地板横梁上设有后地板，所述后地板前侧边缘设有向下凹陷与密封圈后侧边紧密接触的后地板凹台，所述后纵梁上设有中底板边板，位于两侧的所述中底板边板内侧边缘设有向下凹陷与密封圈两侧紧密接触的边板凹台。

所述后纵梁内设有与其贴合后纵梁加强板，所述后纵梁加强板上设有与端头安装孔配合的加强板安装孔，所述后纵梁上的安装过孔直径大于后纵梁加强板上的孔直径。

所述横梁与电池托架为一体铸造件。

所述托盘底面设有1-3根托架横梁。

基于所述汽车动力电池安装结构的安装方法：

步骤1、单独装配电池箱总成和车身后部总成；

步骤2、通过吊具将车身抬高；

步骤3、将电池箱总成运输至车身后部总成的电池过孔下方；

步骤4、利用举升机构将电池箱总成从电池过孔进入到车身后部总成内；

步骤5、安装电池箱总成和车身后部总成之间的安装螺栓。

本发明的优点在于通过以上的结构，在电池装配过程中，首先车身通过吊具抬高到约2米的高度，借助运输辅具及举升机构，使得电池总成从车身底部进入，到达车身矩形开口位置后再向上进入到车身内部，最后工人站在车身下方，依次紧固螺栓来完成整个装配过程。这一期间操作空间充足，没有空间限制，通过简单的螺栓连接，以及密封圈结构来满足整车的密封性要求，在生产操作、节拍效率、整车性能方面达到一个较好的平衡。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1：电池与车身的爆炸图；

图2：为图1中圆圈处的放大图；

图3：电池与车身装配完后的仰视图；

图4：为图3中的a-a剖视图

图5：图4中圆圈处的放大图；

图6：为图3中的b-b剖视图；

图7：为图6中圆圈处的放大图；

上述图中的标记均为：

1、电池托架，1a、托盘，1b、托架横梁，1c、密封圈，1d、托盘安装孔，1e、端头，1f、端头安装孔，2、电池箱，3、后地板，3a、后地板凹台，4、后纵梁，5、中底板边板，5a、边板凹台，6、后轮罩，7、后纵梁加强板，8、安装螺栓，9、凸焊螺母，10、后地板横梁，10a、横梁凹台，11、中底板横梁，12、中底板，12a、中底板凹台，13、包裹架，14、电池箱总成，15、车身后部总成，16、电池过孔；

对于图中坐标系的说明：x向-前后方向，为车身纵向，y向-左右方向，为车身横向，z向-上下方向，为垂直于xy构成的平面方向。

具体实施方式

汽车动力电池安装结构是将电池与车身制成两个独立的总成，即电池箱总成14和车身后部总成15，由于以车身作为参考物，本专利申请中的前、后、两侧、横、纵等方位名词均以汽车的方向作为参考依据。

电池总成由电池箱2及托架组成，托架位于电池箱2的底部，托架由托盘1a和若干根托架横梁1b(一般推荐1-3根)组成，托盘1a上设置有围绕着电池外围一圈呈环状封闭的密封圈1c，在密封圈1c的外侧，均布若干个托盘安装孔1d。密封圈1c通过卡接或粘接形式与托盘1a牢固连接，优选的，密封圈1c的z向高度在5-10mm，密封圈1c在z方向设置为可以被压缩，压缩后的高度为1-3mm。

托架横梁1b横向固定在托盘1a底部，托架横梁1b在y方向的两端与车身连接的端头1e，端头1e表面平坦，并设有若干个端头安装孔1f(一般设置三个安装孔)，端头安装孔1f用于托架的安装，且由托架横梁1b承担整个电池总成的重量。托架横梁1b与电池托架1可以为一体铸造件，材料优选使用铝镁或其他高强度合金。

车身后部总成15设有供电池箱2穿过的电池过孔16，电池过孔16俯视投影长宽尺寸略大于电池箱2的俯视投影尺寸，以使得在装配过程中，电池箱2可以顺利从车身下方进入到车身内部。

起到承担整个车身以及连接副车架的后纵梁4分布在车身的左右两侧，后纵梁4的横截面呈u型结构，在其内部设有后纵梁加强板7，其横截面也呈u型，并与后纵梁4局部贴合，并通过电阻焊进行连接。单侧的后纵梁4上设有6个安装过孔，对应这些孔的同轴位置，后纵梁加强板7上设有6个孔，并均设有凸焊螺母9。后纵梁4上的安装过孔直径大于后纵梁加强板7上的孔直径1-2mm，以吸收制造公差。

在电池箱2装配入车身内部以后，托架横梁1b两侧的端头1e与后纵梁4的底面相贴合，端头1e上的端头安装孔1f轴心与后纵梁4、后纵梁加强板7的孔轴心重合，最后通过安装螺栓8将托架横梁1b与车身后部总成15相连接。

后地板横梁10与中底板横梁11在y方向与后纵梁4通过焊接进行连接，构成“ⅱ”形状。后地板横梁10在与后地板3的y向焊接边，均匀布置了5个-z方向的凸台，并在凸台上开孔后设置凸焊螺母9，同样的，后纵梁4与中底板横梁11也在焊接边区域布置了若干个相同尺寸的凸台以及凸焊螺母9。以上凸台及凸焊螺母9的位置与托盘1a上个托盘安装孔1d一一对应，在电池箱2装配入车身内部后，通过安装螺栓8使得托盘1a与车身后部总成15连接。

中底板12、两侧的中底板边板5以及后地板3平铺在纵梁、后地板横梁10及中底板横梁11构成的总成上，并在中间形成在俯视视角为矩形的电池过孔16，后地板3在靠近电池过孔16向外侧约1-3mm位置，设有一个沿y向延伸，截面呈倒梯形的后地板凹台3a，中底板边板5以及中底板12也同样设置了相同的边板凹台5a、中底板凹台12a，这些凹台首尾相连，在俯视视角构成了矩形形状，该凹台的下表面与电池箱总成14上的密封圈1c进行配合，并压缩密封圈1c以达到密封的目的，防止车外的粉尘、水汽、噪声等进入到车身内部。

中底板12、中底板边板5以及后地板3可以用一个完整的地板代替，即在一个地板零件上冲压出电池过孔16及外圈的凹台，这样可以保证一圈的凹台无缝连接，提高密封性。

通过以上的结构，在电池装配过程中，首先车身通过吊具抬高到约2米的高度，借助运输辅具及举升机构，使得电池总成从车身底部进入，到达车身矩形开口位置后再向上进入到车身内部，最后工人站在车身下方，依次紧固螺栓来完成整个装配过程。这一期间操作空间充足，没有空间限制，通过简单的螺栓连接，以及密封圈1c结构来满足整车的密封性要求，在生产操作、节拍效率、整车性能方面达到一个较好的平衡。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。