一种动力电池碰撞保护结构及电动汽车的制作方法

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种动力电池碰撞保护结构及电动汽车。

背景技术：

随着新能源技术的发展，电动汽车的性能不断提升，而且其对环境污染小，受到了越来越多的消费者的青睐。与此同时，人们对电动汽车的安全性能要求也越来越高，而电动汽车的安全性能与电动汽车的车架构造密切相关，但是，现有的电动汽车车架构造设计存在不尽如人意的地方，主要是对正面碰撞力的传导不够合理，结构稳定性不佳，铸铝材质的车身横梁承受的碰撞力过大，容易导致车身横梁受力过大产生严重变形甚至碎裂，从而对乘员造成较大的冲击。同时，由于对正面碰撞力的传导不够合理，加之现有的电动汽车电池保护支架仅能在发生剐蹭时对电池起到一定保护作用，而在电动汽车发生正面碰撞时，并不能有效分散碰撞力而避免其作用到电池上，难以实现对电池的保护，电动汽车的电池在受到车架传导来的碰撞力产生较大变形时，容易导致电池爆炸起火，会进一步威胁汽车和乘员的安全。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供了一种动力电池碰撞保护结构，其能够改善副车架受到的正面碰撞力的传导路径，防止车身横梁受力过大而碎裂失效，有利于提高乘员保护性能，还可以降低动力电池爆炸起火的风险。

基于此，本实用新型的一个方面，提供了一种动力电池碰撞保护结构，包括连接于电动汽车的前纵梁和车身横梁的副车架结构以及连接于所述副车架结构后端的电池防护横梁；所述副车架结构包括连接于前纵梁之间的副车架前横梁、两条连接于副车架前横梁和车身横梁之间的副车架纵梁、以及连接于两条副车架纵梁之间的副车架后横梁；所述电池防护横梁连接于所述副车架纵梁的后端，且其两端分别连接于电动汽车的纵梁转接头。作为优选方案，所述电池防护横梁包括直线段部和连接于所述直线段部两端且斜向上延伸的斜线段部，所述斜线段部与所述纵梁转接头连接，所述直线段部与所述副车架纵梁的后端均连接于所述车身横梁的底部。

作为优选方案，所述纵梁转接头具有斜向后延伸的转接部，所述斜线段部斜向后延伸且连接于所述转接部，所述直线段部连接于所述副车架纵梁的后端的底部。

作为优选方案，所述斜线段部设有第一固定孔，所述直线段部设有第二固定孔，所述斜线段部通过穿设在所述第一固定孔的螺栓连接于所述纵梁转接头；所述副车架纵梁的后端和所述车身横梁均设有与所述第二固定孔位置相对的安装孔，所述直线段部和副车架纵梁的后端通过穿设于所述第二固定孔及所述安装孔中的螺栓连接于所述车身横梁。

作为优选方案，所述电池防护横梁、所述副车架前横梁、所述副车架后横梁和所述副车架纵梁均为钢材制作而成。

作为优选方案，所述副车架纵梁的前端焊接于所述副车架前横梁，所述副车架后横梁焊接于所述副车架纵梁的后侧。

作为优选方案，所述副车架前横梁和所述前纵梁通过螺栓连接。

作为优选方案，所述电池防护横梁包括上折弯板和下折弯板，所述上折弯板和下折弯板的两端焊接在一起形成环状截面。

本实用新型的另一方面，还提供一种电动汽车，其包括上述技术方案中的动力电池碰撞保护结构。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的动力电池碰撞保护结构及电动汽车，其动力电池碰撞保护结构包括连接于电动汽车的前纵梁和车身横梁的副车架结构以及连接于副车架结构后端的电池防护横梁，副车架结构包括连接于前纵梁之间的副车架前横梁、两条连接于副车架前横梁和车身横梁之间的副车架纵梁、以及连接于两条副车架纵梁之间的副车架后横梁，副车架纵梁的后端连接有电池防护横梁，且电池防护横梁的两端连接于电动汽车的纵梁转接头，在发生正面碰撞时，由于副车架纵梁的后端连接于车身横梁，同时副车架纵梁的后端也连接于电池防护横梁，副车架纵梁受到的碰撞力传导到电池防护横梁和车身横梁上，再从电池防护横梁和车身横梁分散到电动汽车的纵梁转接头和中通道梁上，分散到纵梁转接头上的碰撞力继而传导到电动汽车的门槛梁上，实现将碰撞力向门槛和车体后部传导，由此通过电池防护横梁增加了一条传力路径，能减轻车身横梁的受力负担，有效防止车身横梁受力过大而碎裂失效，由此增强了结构稳定性，提高了乘员保护性能，同时，由于可以将副车架受到的碰撞力及时有效传导出去，能减小副车架的变形和后移量，从而起到保护位于副车架后方的动力电池的作用，降低了动力电池爆炸起火的风险。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种动力电池碰撞保护结构的底部示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种动力电池碰撞保护结构的俯视图；

图3是图1的局部放大图；

图4是本实用新型实施例的车架受碰撞时碰撞力的传导示意图；

图5是本实施例提供的电池防护横梁的结构示意图；

图6是图5中电池防护横梁的截面示意图；

图7是本实施例提供的纵梁转接头的俯视图。

其中，1、前纵梁；2、纵梁转接头；21、转接部；3、车身横梁；4、门槛梁；5、中通道梁；61、副车架前横梁；62、副车架后横梁；63、副车架纵梁；7、电池防护横梁；71、直线段部；711、第二固定孔；72、斜线段部；721、第一固定孔；73、上折弯板；74、下折弯板；8、防撞梁总成；91、座椅前横梁；92、座椅后横梁；100、动力电池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。显然，所描述的实施例仅仅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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。应当理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，用来将同一类型的信息彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参见图1和图2，示意性地示出了本实用新型的动力电池碰撞保护结构，其包括副车架结构和电池防护横梁7，在本实施例中，电动汽车具有防撞梁总成8、两条相对设置的前纵梁1、连接于前纵梁1后端的纵梁转接头2、连接于两个纵梁转接头2之间的车身横梁3、连接于纵梁转接头2外侧的门槛梁4、以及连接于车身横梁3上的中通道梁5，车身横梁3为铸铝材质。副车架结构连接于电动汽车的前纵梁1和车身横梁3，电池防护横梁7连接于副车架结构的后端，其中，副车架结构包括连接于前纵梁1之间的副车架前横梁61、两条连接于副车架前横梁61和车身横梁3之间的副车架纵梁63、以及连接于两条副车架纵梁63之间的副车架后横梁62，副车架纵梁63的前端连接于副车架前横梁61，副车架纵梁63的后端连接于车身横梁3，副车架前横梁61、副车架后横梁62和车身横梁3从前向后排列，电池防护横梁7连接于副车架纵梁63的后端，且电池防护横梁7的两端分别连接于电动汽车的两个纵梁转接头2，电动汽车的动力电池100设置于电池防护横梁7和车身横梁3的后方，具体连接于门槛梁4与纵梁转接头2。

基于上述技术特征的动力电池碰撞保护结构，由于车身横梁3连接于副车架纵梁63的后端，电池防护横梁7也连接于副车架纵梁63的后端，当发生正面碰撞时，如图4所示的碰撞力传导示意图，碰撞力首先作用到防撞梁总成8上，防撞梁总成8将碰撞力向后传导到两条前纵梁1上，前纵梁1受到的碰撞力一部分分散到纵梁转接头2上，另一部分分散到副车架前横梁61上，副车架前横梁61再将受到的碰撞力传导到副车架纵梁63上，副车架纵梁63继而将受到的碰撞力分散到与其连接的车身横梁3和电池防护横梁7上，中通道梁5连接于车身横梁3，且车身横梁3的两端连接于纵梁转接头2，因此车身横梁3受到的碰撞力分别传导至中通道梁5上和纵梁转接头2上，电池防护横梁7分散了一部分副车架纵梁63传导来的碰撞力，由于电池防护横梁7的两端分别连接于纵梁转接头2，因此这部分碰撞力也传导到纵梁转接头2上，纵梁转接头2将前纵梁1、车身横梁3和电池防护横梁7这三个部件传导来的碰撞力传导至门槛梁4上，通过门槛梁4和中通道将碰撞力传导到车体后部。由此，通过电池防护横梁7的设置，增加了一条传力路径，避免了副车架纵梁63受到的碰撞力全部传导到车身横梁3上，从而能减轻车身横梁3的受力负担，有效防止铸铝结构的车身横梁3受力过大而碎裂失效，由此增强了结构稳定性，改善脚部区域变形，提高了乘员保护性能，同时，由于可以将副车架受到的碰撞力及时有效传导出去，改善碰撞力的传导路径，能减小副车架的变形和后移量，从而防止副车架挤压到设于车身横梁3后方的动力电池100，起到保护动力电池100的作用，降低了动力电池100受外力冲击爆炸起火的风险，进一步提高电动汽车安全性能。

具体地，参见图3和图5所示，电池防护横梁7包括直线段部71和斜线段部72，斜线段部72连接于直线段部71两端，副车架纵梁63的后端连接于直线段部71，斜线段部72斜向上延伸且与纵梁转接头2连接，副车架纵梁63的后端均连接于车身横梁3的底部，直线段部71优选地连接于副车架纵梁63后端的底部，动力电池100设于车身横梁3的后方且与车身横梁3高度基本一致，直线段部71的安装位置低于动力电池100的下表面，在电动汽车行驶中可以保护动力电池100不受到剐蹭。优选地，如图7所示，纵梁转接头2具有斜向后延伸的转接部21，斜线段部72斜向后延伸且连接于转接部21。如此，副车架纵梁63传导到电池防护横梁7上的碰撞力，经过斜线段部72斜向后传导至转接部21上，由于纵梁转接头2的转接部21也斜向后延伸，纵梁转接部21向门槛梁4传导碰撞力的方向也是斜向后延伸的，与斜线段部72传导的碰撞力的方向大致相同，斜线段部72的设置使得向后传导碰撞力更加顺畅，有利于电池防护横梁7受到的碰撞力及时有效地分散至纵梁转接头2上，从而使得向门槛梁4的传力通道更加顺畅。优选地，在本实施例中，电池防护横梁7、副车架前横梁61、副车架后横梁62和副车架纵梁63均为钢材制作而成，通过钢制电池防护横梁7的设置，可对铝制车身结构的完整性起到重要作用。

更具体的是，示例性地，如图5所示，斜线段部72设有第一固定孔721，直线段部71设有第二固定孔711，第一固定孔721内安装有螺栓以将斜线段部72螺接于纵梁转接头2上，优选地，斜线段部72沿其延伸方向设有多个第一固定孔721，以提高斜线段部72与纵梁转接头2的连接性能。副车架纵梁63的后端和车身横梁3均设有安装孔(图中未示出)，安装孔与第二固定孔711位置相对，使用一个螺栓穿过第二固定孔711、副车架纵梁63上的安装孔、车声横梁上的安装孔，可以将直线段部71、副车架纵梁63的后端和车身横梁3三个部件固定连接到一起，并且直线段部71位于副车架纵梁63后端的底部，副车架纵梁63的后端位于车身横梁3的底部。

本实施例的电池防护横梁7可以为一体成型结构，也可以为分体形成后固定连接在一起的结构，优选地，为了提高材料利用率，本例中的电池防护横梁7为分体结构，参见图5和图6所示，具体由上折弯板73和下折弯板74在其两端进行焊接从而形成环状的截面，其冲压成形性好，焊接工艺更加简单。可以理解，其中的上下两片折弯板均包括直线段部71和斜线段部72。

在本实施例中，副车架纵梁63的前端焊接于副车架前横梁61，副车架后横梁62焊接于副车架纵梁63的后侧。优选地，前纵梁1的后端插接于纵梁转接头2，且通过结构胶和螺栓连接，前纵梁1的前端与防撞梁总成8通过螺栓连接，前纵梁1和副车架前横梁61通过螺栓连接。进一步地，纵梁转接头2与车身横梁3通过螺栓和结构胶连接，纵梁转接头2与门槛梁4也通过螺栓和结构胶连接，中通道梁5通过结构胶和螺栓连接于车身横梁3的顶部。各个部件之间采用这样的连接方式进行固定，可以提高车身结构的稳固性。而且，设于纵梁转接头2和电池防护横梁7上的螺栓能有效保证动力电池100不被撞到，从而进一步保护动力电池100的安全，通过实验验证，通过电池防护横梁7的设置，能有效降低动力电池100前端的侵入量。另外，该动力电池碰撞保护结构与车身采用螺栓连接，也便于对碰撞保护结构维修更换。

作为优选的实施方式，门槛梁4与中通道梁5之间连接有座椅前横梁91和座椅后横梁92，座椅前横梁91的两端铆接于门槛梁4和中通道梁5，座椅后横梁92的两端铆接于门槛梁4和中通道梁5，例如采用SPR(Self Piercing Rivet，自冲铆接)工艺连接。

为实现相同的目的，本实用新型实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车配置有本实用新型实施例提供的动力电池碰撞保护结构。因本实用新型实施例提供的动力电池碰撞保护结构可以达到上述效果，配置有该动力电池碰撞保护结构的电动汽车也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实用新型未详尽描述的方法和装置均为现有技术，在此也不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的动力电池碰撞保护结构增加了一条传力路径，能有效地将副车架受到的正面碰撞力传导到门槛及中通道上，防止车身横梁受力过大而碎裂失效，有利于提高乘员保护性能，还可以降低动力电池前端的侵入量，从而降低动力电池爆炸起火的风险，而且，电池防护横梁低于动力电池的下表面，可以保护动力电池在电动汽车行进过程中不受剐蹭。因此本动力电池碰撞保护结构具有较高的应用推广价值。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。