针对新能源汽车电池立体安全防护装置的制作方法

本实用新型涉及汽车被动安全技术领域，特别是涉及一种针对新能源汽车电池立体安全防护装置，主要用于解决新能源汽车侧面碰撞性能开发过程中，电池模块的Z向及Y向的全方位安全保护及乘员保护问题。

背景技术：

目前，随着世界能源危机及环保问题的日益突出，新能源汽车的开发渐渐成为一种趋势，其中尤以纯电动汽车的开发引人关注。电动汽车相对于传统车在车身结构及动力系统方面有较多不同，较为明显的是纯电动汽车在车身地板下装有动力电池及与之配套的控制回路，纯电动汽车的车身结构设计不仅要满足传统燃油车乘员安全保护要求，还要满足动力电池及其控制回路的安全保护要求。因此，纯电动汽车对于碰撞安全性能的要求相比于传统车相应的提高了。目前针对电池安全保护，目标是碰撞过程中车身结构件的变形不会对电池模块产生挤压，电池模块无变形，不漏液、不起火、不爆炸及绝缘电阻不失效。

传统车的设计仅针对乘员的保护，在满足乘员保护的情况下，允许门槛有较大侵入，车身结构件及地板也可以存在较大的Z向变形。但在纯电动汽车结构中，由于电池包安装在车身地板下方，这样车身结构件及地板较大的Z向变形，会在Z向撞击或挤压到电池模块，从而引起绝缘电阻的失效，甚至电池包的漏液、起火、爆炸等危险。另外，门槛过多的侵入，也会造成车身结构件在Y向上撞击或挤压电池模块的问题，从而也会带来电池包的安全问题。所以，针对纯电动汽车侧碰工况来说，如何设计使得碰撞前期阶段，通过门槛的弯曲变形耗散掉大部分碰撞动能，同时避免由于门槛的过多侵入，座椅横梁等车身结构件的Z向变形，造成的对电池模块的Z向及Y向的撞击，这是目前电动车结构设计中首先要考虑并解决的难点问题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种针对新能源汽车电池立体安全防护装置，在侧面碰撞工况尤其在更为恶劣的柱碰撞工况下，使电池框架外侧车身结构变形区，在碰撞过程中能完全耗散掉碰撞动能，保证门槛Y向的较小侵入及位于电池包上方的车身结构无Z向变形，给予电池模块Y向及Z向的全方位的安全防护，同时也能满足乘员的保护要求。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种针对新能源汽车电池立体安全防护装置，其特点在于，其包括主要吸能门槛总成和辅助吸能支撑机构；

该主要吸能门槛总成包括门槛外板、B柱内板和门槛内板，该门槛外板和该门槛内板相固定且围构成一中空腔体，该门槛外板和该门槛内板之间夹设有该B柱内板，该B柱内板将该中空腔体划分为外侧腔体和内侧腔体，该外侧腔体内固定有门槛加强板，该内侧腔体内固定有门槛支撑支架；

该辅助吸能支撑机构包括座椅后安装支架、门槛侧支撑板、座椅后横梁、前地板、地板下纵梁、以及含有电池模板的电池框架，该前地板的上表面固定有该座椅后安装支架和该座椅后横梁、下表面固定有该门槛侧支撑板和该地板下纵梁，该座椅后安装支架的一端与该座椅后横梁相固定、另一端与该门槛内板相固定，该门槛侧支撑板的一端与该地板下纵梁相固定、另一端与该门槛内板相固定，该电池框架固定于该地板下纵梁上。

较佳地，该门槛外板和该门槛内板均为U型，该门槛外板和该门槛内板U型开口相对设置，该门槛外板的U型开口的上下端部设置有翻边，该门槛内板的U型开口的上下端部设置有翻边，该门槛外板通过对应的翻边与该B柱内板相焊接，该门槛内板通过对应的翻边与该B柱内板相焊接。

较佳地，该门槛加强板的一侧上下部固定有内翻边，该门槛加强板的一侧通过内翻边与该门槛外板相焊接，该门槛加强板的一侧中部通过一排焊点与该门槛外板相焊接，该门槛加强板的另一侧与该B柱内板抵靠接触但无连接。

较佳地，该门槛支撑支架包括三个U型支撑支架，该三个U型支撑支架的U型开口朝向该门槛内板的内壁，该三个U型支撑支架通过U型开口的上下端部设置的翻边与该门槛内板相焊接。

较佳地，该座椅后横梁的两侧设置有翻边且中心线上开设有中部沉槽，该座椅后横梁通过翻边和中部沉槽与该前地板相焊接。

较佳地，该座椅后安装支架开设有垂直于该座椅后横梁的引导槽作为压溃位置，该门槛侧支撑板的表面设置有凸起筋和沉槽作为压溃位置，该座椅后安装支架的压溃位置和该门槛侧支撑板的压溃位置均对应于该座椅后横梁的端部位置。

较佳地，该电池框架与该地板下纵梁的Z向重合量占该地板下纵梁本身Z向高度的50％以上，该电池框架内侧顶靠的板设计有腔体截面结构。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型通过仿真模拟，在碰撞过程中，门槛通过弯曲变形耗散掉了大部分的碰撞动能，同时座椅后安装支架与门槛侧支撑板形成的腔体结构在门槛弯曲变形的作用下，实现了沿Y向的平稳压溃变形，在压溃至座椅后安装横梁端部时碰撞过程基本结束，整个过程后座椅横梁无Z向变形，电池模块与上方电池盖板无接触，为电池模块Z向提供了充分的安全保护。碰撞过程中，地板下纵梁及座椅后安装横梁形成的支撑结构，为变形区提供了稳定可靠的支撑，同时将碰撞力传递到非撞击侧，使得电池框架Y向侵入极小，为电池模块提供了Y向的安全保护。

另外，由于门槛通过弯曲变形耗散了大部分的碰撞动能，座椅后安装支架与门槛侧支撑板形成的腔体结构通过压溃变形吸收了剩余的动能，且压溃至设计位置结束，使得整个车体侵入较小，为乘员提供了足够的安全空间。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的电池立体安全防护装置的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的座椅后安装支架与门槛侧支撑板腔体内部图。

图3为本实用新型较佳实施例的主要吸能门槛总成的结构示意图。

图4a-4c为本实用新型较佳实施例的门槛加强板和门槛支撑支架安装示意图。

图5为本实用新型较佳实施例的辅助吸能支撑机构的结构示意图。

图6为本实用新型较佳实施例的座椅后横梁的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-6所示，本实施例提供一种针对新能源汽车电池立体安全防护装置，其包括主要吸能门槛总成和辅助吸能支撑机构。

如图1、3和4所示，该主要吸能门槛总成包括门槛外板1、B柱内板2和门槛内板3，该门槛外板1和该门槛内板3相固定且围构成一中空腔体，该门槛外板1和该门槛内板3之间夹设有该B柱内板2，该B柱内板2将该中空腔体划分为外侧腔体和内侧腔体，该外侧腔体内固定有门槛加强板4，该内侧腔体内固定有门槛支撑支架5。

其中，见图3，该门槛外板1和该门槛内板3均为U型，该门槛外板1和该门槛内板3U型开口相对设置，该门槛外板1的U型开口的上下端部设置有翻边，该门槛内板3的U型开口的上下端部设置有翻边，该门槛外板1通过对应的翻边与该B柱内板2相焊接，该门槛内板3通过对应的翻边与该B柱内板2相焊接。

见图4a和4c，该门槛加强板4的一侧上下部固定有内翻边，该门槛加强板4的一侧通过内翻边与该门槛外板1相焊接，该门槛加强板4的一侧中部通过一排焊点与该门槛外板1相焊接，该门槛加强板4的另一侧与该B柱内板2抵靠接触但无连接。为提高该外侧腔体空间利用率及门槛加强板4吸能效率，门槛加强板4截面设计为如图4c所示形状。

见图4b和4c，该门槛支撑支架5包括三个U型支撑支架，该三个U型支撑支架的U型开口朝向该门槛内板3的内壁，该三个U型支撑支架通过U型开口的上下端部设置的翻边与该门槛内板3相焊接。

如图1、2、5和6所示，该辅助吸能支撑机构包括座椅后安装支架6、门槛侧支撑板7、座椅后横梁8、前地板9、地板下纵梁10、以及含有电池模板12的电池框架11。该前地板9的上表面固定有该座椅后安装支架6和该座椅后横梁8、下表面固定有该门槛侧支撑板7和该地板下纵梁10，该座椅后安装支架6的一端与该座椅后横梁8相固定、另一端与该门槛内板3相固定，该门槛侧支撑板7的一端与该地板下纵梁10相固定、另一端与该门槛内板3相固定，该电池框架11固定于该地板下纵梁10上。

其中，见图6，该座椅后横梁8的两侧设置有翻边且中心线上开设有中部沉槽，该座椅后横梁8通过翻边和中部沉槽与该前地板9相焊接。

见图5，该座椅后安装支架6开设有垂直于该座椅后横梁8的引导槽作为压溃位置，该门槛侧支撑板7的表面设置有凸起筋和沉槽作为压溃位置，该座椅后安装支架6的压溃位置和该门槛侧支撑板7的压溃位置均对应于该座椅后横梁8的端部位置，以实现压溃至座椅后横梁8的端部位置变形结束。

该电池框架11与该地板下纵梁10的Z向重合量占该地板下纵梁10本身Z向高度的50％以上，即地板下纵梁10高度至少50％用于抵靠并连接电池框架11内侧，该电池框架11内侧顶靠的板设计有腔体截面结构，以增加电池框架本身的抗弯特性。

在碰撞过程中，电池框架11外侧车身结构变形区能完全耗散掉碰撞动能且变形平稳，保证门槛Y向的较小侵入，同时位于电池包上方的车身结构件无Z向变形，给予电池模块12Y向及Z向的全方位的防护以及乘员足够的安全空间。该装置具有整体结构简单，重量轻，变形稳定可靠等优点。

碰撞过程中，地板下纵梁10及座椅后横梁8形成的支撑结构，为变形区提供了稳定可靠的支撑，同时将碰撞力传递到非撞击侧，使得电池框架11Y向侵入极小，为电池模块12提供了Y向的安全保护。

另外，由于门槛通过弯曲变形耗散了大部分的碰撞动能，座椅后安装支架6与门槛侧支撑板7形成的腔体结构通过压溃变形吸收了剩余的动能，且压溃至设计位置结束，使得整个车体侵入较小，为乘员提供了足够的安全空间。该结构中门槛总成为主要耗散能量区，主要通过门槛的弯曲变形耗散碰撞动能，门槛内部设计有门槛加强板、门槛支撑支架及B柱内板，各结构件通过焊接集成后可显著提高整个门槛的抗弯，从而提高门槛耗散能量的水平。

座椅后安装支架6与门槛侧支撑板7通过焊接连接，形成封闭腔体，为辅助吸能区，主要通过该结构的压溃变形来吸收能量，两压溃变形处对应，使得同步压溃时不会让电池产生旋转和Z向变形，为了确保该结构沿Y向的平稳压溃变形，需要较好匹配座椅后安装支架6及门槛侧支撑板7上下结构件的刚度。

电池框架11、地板下纵梁10及座椅后横梁8形成的结构为变形区的主要支撑结构，该结构要求具有足够的刚度，以便为变形区提供足够及稳定的支撑。电池框架11通过螺栓固定于地板下纵梁10，电池框架11与地板下纵梁10在Z向重叠量需满足设计要求，同时电池框架11内侧设计为具有一定截面的腔体结构，以保证框架本身的抗弯性能。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。