一种电池包安装结构以及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种电池包安装结构以及电动汽车。


背景技术：

2.现在新能源汽车已经成为车企的重要开发方向，新能源汽车的电池包安全成为客户愈发关注的重点。
3.现有多数电动车型的电池包基本集成成一个整体，安装在车身底部，通过固定点固定于车底纵梁及横梁上。常见安装方式：将车身地板中部区域沿车身整体向上抬高，车底“凸”起，将电池包安装在“凸”字型顶部“п”形腔体中，电池包前后及左右车身具有防护作用。此安装方式占用车内空间，而且在发生碰撞时容易电池包容易产生挤压，从而挤压内部电池造成安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种电池包安装结构及电动汽车，旨在解决电动汽车上的电池包抗碰撞能力弱，在汽车发生碰撞时容易导致电池包挤压造成安全问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种电池包安装结构，用以安装在电动汽车上，所述电池包安装结构包括车身骨架和固定安装在所述车身骨架下侧的电池包组件，所述电池包组件包括：
6.壳体，包括底板和固定安装在所述底板上侧的顶盖，所述顶盖固定安装在所述车身骨架的下侧；
7.电池包纵梁，沿前后方向延伸，所述电池包纵梁的上侧与所述顶盖固定连接，其下侧与所述底板固定连接，以将所述壳体内沿左右方向分隔；
8.连接组件，包括多个沿所述壳体周向布置的托架，所述多个托架分别固定连接所述顶盖、所述底板和所述车身骨架的下侧，以使得所述壳体固定安装在所述车身骨架的下侧；
9.其中，所述多个托架包括设于所述壳体前侧的前托架组件，所述前托架组件对应所述电池包纵梁设置，所述前托架组件分别连接所述顶盖、所述底板、所述电池包纵梁的前端和所述车身骨架。
10.可选地，所述前托架组件包括外连接件和内连接件，所述外连接件固定安装在所述壳体外，所述内连接件固定安装在所述壳体内，所述外连接件的后侧与所述内连接件的前侧固定连接；
11.其中，所述内连接件在左右方向上的一侧部与所述电池包纵梁在左右方向上的一侧部固定连接。
12.可选地，所述外连接件包括沿上下方向延伸的第一连接板和沿前后方向延伸的第二连接板，所述第一连接板的下端与所述第二连接板的后端固定连接，在所述第一连接板和所述第二连接板之间连接有多个沿左右方向间隔设置的加强筋；
13.其中，所述第一连接板的后侧贴合在所述壳体的外侧并与所述内连接件固定连接，所述第二连接板的上侧与所述车身骨架固定连接。
14.可选地，所述内连接件沿上下方向延伸，以在其左右方向的一侧部形成有第一连接面，在其前侧形成有第二连接面，在所述第一连接面和所述第二连接面之间固定连接有多个连接部；
15.其中，所述第一连接面与所述电池包纵梁在左右方向上的一侧固定连接，所述第二连接面贴合在所述壳体的内侧并与所述第一连接板固定连接。
16.可选地，所述内连接件和所述外连接件均为铝合金铸件。
17.可选地，所述车身骨架包括沿左右方向间隔设置的两个门槛梁，所述壳体设置在两个所述门槛梁之间，多个所述托架还包括设置在所述壳体左右两侧的多个侧托架，多个所述侧托架分别与所述壳体在左右方向的侧部和所述门槛梁的内侧固定连接；
18.其中，所述底板和所述门槛梁的下端的在上下方向上的落差不超过1cm。
19.可选地，所述电池包组件还包括设置在所述顶盖后侧的控制总成，所述车身骨架包括地板，所述地板的后侧开设有避让槽，所述控制总成穿设所述避让槽至所述地板的上侧。
20.可选地，所述车身骨架还包括设置在所述地板上侧的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和所述第二横梁沿左右方向延伸并且沿前后方向间隔设置，所述第一横梁和所述第二横梁分别设置在所述控制总成的前侧和后侧。
21.可选地，所述壳体呈扁平状设置，所述顶盖的左右两侧向下延伸形成第一延伸部并与所述底板固定连接，所述底板的前后两侧向上延伸形成第二延伸部并与所述顶盖固定连接。
22.本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括如上所述的电池包安装结构，所述电池包安装结构包括车身骨架和固定安装在所述车身骨架下侧的电池包组件，所述电池包组件包括：
23.壳体，包括底板和固定安装在所述底板上侧的顶盖，所述顶盖固定安装在所述车身骨架的下侧；
24.电池包纵梁，沿前后方向延伸，所述电池包纵梁的上侧与所述顶盖固定连接，其下侧与所述底板固定连接，以将所述壳体内沿左右方向分隔；
25.连接组件，包括多个沿所述壳体周向布置的托架，所述多个托架分别固定连接所述顶盖、所述底板和所述车身骨架的下侧，以使得所述壳体固定安装在所述车身骨架的下侧；
26.其中，所述多个托架包括设于所述壳体前侧的前托架组件，所述前托架组件对应所述电池包纵梁设置，所述前托架组件分别连接所述顶盖、所述底板、所述电池包纵梁的前端和所述车身骨架。
27.本发明技术方案中，通过在壳体内部设置电池包纵梁，所述纵梁的上侧与所述顶盖固定连接，其下侧与所述底板固定连接，以将所述壳体内沿左右方向分隔成为两个腔体，以使得所述壳体自身刚强度提高，进一步在所述壳体的前侧设置前托架组件，所述前托架组件在起到将壳体与车身骨架下侧连接的作用的同时，所述前托架组件对应所述电池包纵梁设置并与所述电池包纵梁的前端固定连接，当车辆前侧发生碰撞时，碰撞力首先经过所
述车身骨架传递和分解，传递到所述电池包组件的力通过所述前托架组件传递到所述电池包纵梁，所述电池包纵梁的刚强度较高传力效果好，可以有效将碰撞力通过所述电池包纵梁传递到所述壳体的后侧，从而减少壳体自身承受的挤压力。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下板将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下板描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本发明提供的电池包安装结构一实施例的结构示意图；
30.图2为图1中电池包组件的结构示意图；
31.图3为图1中前托架组件的局部结构示意图；
32.图4为图1中沿前后方向的局部剖面结构示意图；
33.图5为图1中沿左右方向的局部剖面结构示意图。
34.附图标号说明：
35.标号名称标号名称1壳体32侧托架11顶盖4控制总成12底板5车身骨架2电池包纵梁51地板3连接组件52门槛梁31前托架组件53横梁总成311外连接件531第一横梁312内连接件532第二横梁
36.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
37.下板将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但
是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
40.现在新能源汽车已经成为车企的重要开发方向，新能源汽车的电池包安全成为客户愈发关注的重点。
41.现有多数电动车型的电池包基本集成成一个整体，安装在车身底部，通过固定点固定于车底纵梁及横梁上。常见安装方式：将车身地板中部区域沿车身整体向上抬高，车底“凸”起，将电池包安装在“凸”字型顶部“п”形腔体中，电池包前后及左右车身具有防护作用。此安装方式占用车内空间，而且在发生碰撞时容易电池包容易产生挤压，从而挤压内部电池造成安全隐患。
42.本发明提出一种电池包安装结构，旨在解决电动汽车上的电池包抗碰撞能力弱，在汽车发生碰撞时容易导致电池包挤压造成安全问题。请参阅图1至图5，为本发明提供的所述电池包安装结构的一实施例。
43.在本实施例中，所述电池包安装结构用以安装在电动汽车上，所述电池包安装结构包括车身骨架5和固定安装在所述车身骨架5下侧的电池包组件，所述电池包组件包括壳体1、电池包纵梁2和连接组件3，所述壳体1包括底板12和固定安装在所述底板12上侧的顶盖11，所述顶盖11固定安装在所述车身骨架5的下侧；所述电池包纵梁2沿前后方向延伸，所述电池包纵梁2的上侧与所述顶盖11固定连接，其下侧与所述底板12固定连接，以将所述壳体1内沿左右方向分隔；所述连接组件3包括多个沿所述壳体1周向布置的托架，所述多个托架分别固定连接所述顶盖11、所述底板12和所述车身骨架5的下侧，以使得所述壳体1固定安装在所述车身骨架5的下侧；其中，所述多个托架包括设于所述壳体1前侧的前托架组件31，所述前托架组件31对应所述电池包纵梁2设置，所述前托架组件31分别连接所述顶盖11、所述底板12、所述电池包纵梁2的前端和所述车身骨架5。
44.在本发明技术方案中，通过在所述壳体1内部设置电池包纵梁2，所述电池包纵梁2的上侧与所述顶盖11固定连接，其下侧与所述底板12固定连接，以将所述壳体1内沿左右方向分隔成为多个腔体，多个腔体的结构相对稳定，配合所述电池包纵梁2以使得所述壳体1自身刚强度提高。进一步在所述壳体1的前侧设置前托架组件31，所述前托架组件31与所述顶盖11、所述底板12和所述车身骨架5固定连接，以起到将壳体1与车身骨架5下侧连接的作用的同时，所述前托架组件31对应所述电池包纵梁2设置并与所述电池包纵梁2的前端固定连接，当车辆前侧发生碰撞时，碰撞力首先经过所述车身骨架5传递和分解，传递到所述电池包组件的力通过所述前托架组件31传递到所述电池包纵梁2，所述电池包纵梁2的刚强度较高传力效果好，可以有效将碰撞力通过所述电池包纵梁2传递到所述壳体1的后侧，从而减少壳体1自身承受的挤压力，保护了所述壳体1内的电池组件。
45.需要说明的是，在本实施例中，所述电池包纵梁2优选为“工”字型梁，所述电池包纵梁2在前后方向上的截面呈工字型，此结构便于其上下侧与所述顶盖11和所述底板12的连接，具体地，所述电池包纵梁2的上下两侧分别通过螺栓与所述顶盖11和所述底板12固定连接，而且其中部的筋条满足刚强度的要求，同时也满足轻量化的需求。在其他实施例中，所述电池包纵梁2还可以是其他形式，例如方形或者矩形管梁。
46.在本实施例中，所述壳体1呈扁平状设置，所述顶盖11的左右两侧向下延伸形成第一延伸部并与所述底板12固定连接，所述底板12的前后两侧向上延伸形成第二延伸部并与
所述顶盖11固定连接。在本方案中，所述壳体1呈扁平状设置，减少对所述电动汽车内部空间的侵占，只需正常安装在所述电动汽车的地板51下侧即可，并且，所述壳体1的下侧没有凸起，较为平整，在安装完成后，所述壳体1基本不会向下突出车辆底盘，在行驶过程中有较好的空气动力学性能。具体地，所述顶盖11的左右两侧向下延伸形成有第一延伸部，两个所述第一延伸部的下侧分别向左右方向延伸有第一延伸边，所述底板12的左右两侧向左右方向自然延伸，两个所述第一延伸边分别与所述底板12的左右两侧贴合并固定连接；所述底板12的前后两侧向上延伸形成有第二延伸部，两个所述第二延伸部的上侧分别向前后方向延伸有第二延伸边，所述顶盖11的前后两侧向前后方向自然延伸，两个所述第二延伸边分别与所述顶盖11的前后两侧贴合并固定连接；以此，所述顶盖11和所述底板12围合形成一腔体。
47.进一步地，所述前托架组件31包括外连接件311和内连接件312，所述外连接件311固定安装在所述壳体1外，所述内连接件312固定安装在所述壳体1内，所述外连接件311的后侧与所述内连接件312的前侧固定连接；其中，所述内连接件312在左右方向上的一侧部与所述电池包纵梁2在左右方向上的一侧部固定连接。为了便于所述前托架组件31与所述电池包纵梁2的连接，所述前托架组件31包括设置在所述壳体1外的外连接件311和设置在所述壳体1内的内连接件312，所述外连接件311主要用以起到托起所述壳体1前侧的作用并与所述车身骨架5固定连接，所述内连接件312用以将所述电池包纵梁2和所述外连接件311固定连接。具体地，所述内连接件312在左右方向上的一侧与所述纵梁在左右方向上的一侧固定连接，所述外连接件311的后侧与所述内连接件312的前侧固定连接，以实现所述外连接件311与所述电池包纵梁2的固定连接，在发生碰撞时，碰撞力的传递路径为所述车身骨架5—所述外连接件311—所述内连接件312—所述电池包纵梁2。
48.在本实施例中，所述外连接件311包括沿上下方向延伸的第一连接板和沿前后方向延伸的第二连接板，所述第一连接板的下端与所述第二连接板的后端固定连接，在所述第一连接板和所述第二连接板之间连接有多个沿左右方向间隔设置的加强筋；其中，所述第一连接板的后侧贴合在所述壳体1的外侧并与所述内连接件312固定连接，所述第二连接板的上侧与所述车身骨架5固定连接。
49.具体地，在所述第一连接板的前侧与所述第二连接板的下侧之间还设有多个沿左右方向间隔设置的加强筋，用以加强所述外连接件311的结构强度，保证力传递效果，防止断裂。所述第一连接板贴合所述第二延伸部并与所述内连接件312的前侧固定连接，所述第二延伸部上开设有多个安装孔，所述第一连接板通过多个螺栓穿设所述第二延伸部与所述内连接件312固定连接；所述第二连接板的上侧与所述第二延伸边贴合并固定连接，在所述第二延伸边和所述顶盖11的前端开设有多个安装孔，所述第二连接板通过螺栓穿设所述第二延伸边和所述顶盖11与所述车身骨架5固定连接，具体地，所述第二连接板的上侧连接的所述车身骨架5包括：前副车架车身后安装支架、前副车架车身后安装加强螺母板、前围地板加强板、前围框架安装板支架等多个内部加强件连接，连接点安装强度高，力的传递路径多，且所述前托架组件31安装点与前副车架后点保持一定间隙，防止汽车前侧发生碰撞时，所述前托架组件31承受较多的冲击力从而影响电池包。
50.在本实施例中，所述内连接件312沿上下方向延伸，以在其左右方向的一侧部形成有第一连接面，在其前侧形成有第二连接面，在所述第一连接面和所述第二连接面之间固
定连接有多个连接部；其中，所述第一连接面与所述电池包纵梁2在左右方向上的一侧固定连接，所述第二连接面贴合在所述壳体1的内侧并与所述第一连接板固定连接。
51.具体地，所述内连接件312呈沿上下方向延伸的镂空合金件，在其左右方向上的一侧形成有第一连接面，所述第一连接面与所述电池包纵梁2在左右方向上的一侧固定连接，所述电池包纵梁2上开设有沿左右方向贯通的安装孔，所述第一连接面通过螺栓与所述电池包纵梁2固定连接；所述第二连接面贴合在所述第二延伸部的后侧，并通过螺栓与所述第一连接板固定连接，因为所述内连接件312呈沿上下方向延伸的镂空合金件，在所述第一连接面和所述第二连接面直接还设有多个连接部，多个所述连接部之间形成有小腔，以提升所述内连接件312自身的结构强度。
52.在本发明技术方案中，为满足轻量化需求以及所述壳体1内部空间限制，所述电池包纵梁2在前后方向上的截面宽度较小，如果将所述电池包纵梁2的前端直接与所述外连接件311连接，连接面积小，强度低，无法起到有效的力传递效果，因此设置所述外连接件311和所述内连接件312。在本实施例中，所述内连接件312的所述第二连接面的面积与所述第一连接板的面积相近，力通过所述第一连接板传递到所述第二连接面，再通过所述第二连接面转接到所述第一连接面进而传递到所述电池包纵梁2，增加了力传递的面积，从而提高了力传递的效果。
53.需要说明的是，为了保证所述电池包组件的整体强度，所述电池包纵梁2设有多个，多个所述电池包纵梁2沿左右方向间隔设置，并将所述壳体1内部分为多个腔体，结构更加稳固，所述前托架组件31对应多个所述电池包纵梁2设置有多个。在本实施例中，所述电池包纵梁2设有三个。
54.在本发明一实施例中，所述内连接件312和所述外连接件311均为铝合金铸件。铝合金铸件的结构强度足够，质量轻，而且生产加工较为容易，成本低。在其他实施例中，所述第一连接件和所述第二连接件还可以是钢或者其他合金材质。
55.在本发明实施例中，所述车身骨架5包括沿左右方向间隔设置的两个门槛梁52，所述壳体1设置在两个所述门槛梁52之间，多个所述托架还包括设置在所述壳体1左右两侧的多个侧托架32，多个所述侧托架32分别与所述壳体1在左右方向的侧部和所述门槛梁52的内侧固定连接；其中，所述底板12和所述门槛梁52的下端的在上下方向上的落差不超过1cm。通过将所述壳体1设置在两个所述门槛梁52之间，以使得在发生侧向碰撞时所述门槛梁52可以对所述壳体1起一定保护作用，所述侧托架32安装在所述底板12的下侧，在所述底板12的左右两侧和所述第一延伸边设有沿上下方向贯通的安装孔，所述侧托架32通过螺栓穿设所述底板12和所述第一延伸边与所述门槛梁52固定连接。并且，所述底板12和所述门槛梁52的下端在上下方向上的落差不超过1cm，一方面，在正常行驶过程中，电池包不会超出所述门槛梁52的下端过多，避免对电池包产生擦碰，同时所述门槛梁52对所述壳体1的保护效果更好；另一方面，底盘没有凸起，可以得到更高的空气动力学性能。在本实施例中，为了达到更优的效果，所述底板12的下侧高于所述门槛梁52的下端。
56.在本发明实施例中，所述电池包组件还包括设置在所述顶盖11后侧的控制总成4，所述车身骨架5包括地板51，所述地板51的后侧开设有避让槽，所述控制总成4穿设所述避让槽至所述地板51的上侧。所述控制总成4具体为功率转换装置，用以智能控制所述电池包组件内的电池的充放电、监控及维护电池状态，延长电池使用寿命等。所述控制总成4设置
在所述顶盖11的后侧，为了不影响所述壳体1的整体安装，以及整体的空气动力学设计，所述车身骨架5包括地板51，在所述地板51的后侧开设避让槽，所述控制总成4设置在所述避让槽内，从而不影响所述顶盖11与所述地板51的贴合，而且所述控制总成4设置在所述地板51的上侧，实现所述控制总成4设置在整个车身结构内，起到对所述控制总成4的保护。
57.进一步地，所述车身骨架5还包括横梁总成，所述横梁总成包括设置在所述地板51上侧的第一横梁531和第二横梁532，所述第一横梁531和所述第二横梁532沿左右方向延伸并且沿前后方向间隔设置，所述第一横梁531和所述第二横梁532分别设置在所述控制总成4的前侧和后侧。所述避让槽开设在所述第一横梁531和所述第二横梁532之间，起对所述控制总成4保护的作用。具体地，所述托架组件3还包括后托架，所述后托架分别与所述第二延伸边、所述顶盖11和所述第二横梁532固定连接。
58.在本发明技术方案中，上述结构设计和布置，所述控制总成4设置在上述壳体1的上侧，充分保证所述壳体1的容量，所述壳体1的容量大，可以保证超长续航里程，具有较高的碰撞安全性能，底部整体平整，空气动力学性能高，风阻小，行驶能耗低。
59.所述电池包组件有以下优点：
①
所述壳体1内有多条前后贯通的所述电池包纵梁2，刚度性能优，与所述车身骨架5前后左右连接点多，结构稳固；
②
电池包容量大，且底面平整，空气动力学性能好，风阻小，续航里程长；
③
电池包底部布置扁平，离地间隙大，且通过合理开孔，所述控制总成4布置在所述壳体1后上部，位于车内，整个所述电池包组件布置在车身保护范围；且所述电池包纵梁2与所述车身骨架5连接设计合理，具有高安全碰撞性能。
60.本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括电池包安装结构，所述电池包安装结构的具体结构参照上述实施例。可以理解的是，由于本发明所述电动汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
61.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。