一種純電動汽車電池總成結構的製作方法

2023-06-01 02:56:01 1

本實用新型涉及純電動汽車技術領域，特別的涉及一種純電動汽車電池總成結構。

背景技術：

隨著全球範圍內能源和環境壓力越來越大，節能環保的概念已經滲透到各個領域。對於汽車工業來講，與傳統的燃油和燃氣發動機汽車相比，以動力電池作為動力源的電動汽車因其清潔環保的特點逐漸步入廣泛的實用階段。

國內現有電動小汽車底盤大多是從燃油車底盤改制而成，大部分現有的電動小汽車底盤結構中，其電池包安裝結構，均是採用開放式安裝結構，方便單塊電池的檢修更換等操作，但這種結構還存在以下缺陷：1、車輛涉水深度能力較低，電池容易進水短路，遇到暴雨天氣特別容易熄火。2、由於電動車需要設置相對比較複雜的電氣系統以對電池和電機等構件進行管理，用於電力控制的構件較多相互之間容易產生幹擾而影響車輛性能。3、電池包外部線纜過多，電池包整體性低導致穩定性差，單塊電池容易產生鬆動或因積灰而短路等現象，不利於管理，電池使用壽命較短。

技術實現要素：

針對上述現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是：如何提供一種能夠提高對電池保護效果，車輛涉水深度大，電氣系統抗幹涉性好，管理穩定可靠，電池使用壽命更長的純電動汽車電池總成結構。

為了解決上述技術問題，本實用新型採用了如下的技術方案：

一種純電動汽車電池總成結構，電池總成安裝在整體呈水平的矩形框架結構的車架上，電池總成包括一個密封設置的電池盒，電池安裝在電池盒內，電池盒上設置接口和驅動電機、控制器以及充電機相連；其特徵在於，電池盒採用金屬材料製得，電池盒內設置有BMS和電池相連，還設置有保險模塊和繼電控制電路模塊，BMS和電池盒上的信號線接口相連，信號線接口和控制器相連。

這樣，本方案的純電動汽車電池總成結構中，電池密封安裝在電池盒內形成電池包，能夠更好地提高車輛涉水性能，提高對電池保護效果，延長電池使用壽命。同時，電池盒採用金屬材料製得，並將部分管理控制元件集成到電池盒內，不僅僅簡化了原高壓配電盒，方便提高對電池包的控制效率，避免外部線纜纏繞，降低電氣故障率，而且可以依靠金屬電池盒的電磁屏蔽效果，更好地避免電氣元件之間的相互幹涉，提高控制的穩定性和可靠性。

作為優化，所述電池盒下部焊接固定有一塊沿左右方向設置的安裝託架，安裝託架整體呈凹形板狀且凹形處和電池盒下表面中部貼合連接，安裝託架兩側固定連接在車架的主骨架上。

這樣結構簡單，方便電池盒安裝結構的加工設置，同時提高了電池和裝配固定的便捷性和可靠性。

作為優化，電池盒包括對合連接呈矩形體的盒體和盒蓋，盒體和盒蓋之間對合連接處各自具有水平向外延伸的法蘭邊，盒體和盒蓋的法蘭邊之間壓接有密封墊圈並靠螺栓固定。保證其密封固定效果。其中密封墊圈優選為EVA墊圈。具有良好的化學穩定性、耐老化性能和電信號隔絕性，保證空間密封和信號屏蔽效果。

作為優化，電池盒上的接口包括所述信號線接口，還包括單獨設置的快充正接口、快充負接口、放電正接口和放電負接口，還包括集成了正負極端子的慢充接口。各接口通過繼電控制電路模塊與保險模塊和電池相連。

這樣，可以更好地方便電池盒和外部電器件的線路連接。同時設置了快充和慢充兩種充電方式，以適用於不同的需求情況。

作為進一步優化，電池盒內電池的正極接出導線串聯有一個總保險絲，再通過一路安裝有主正接觸器的放電正極電路連接到放電正接口，主正接觸器具有一個和BMS相連的主繼電器控制端；總保險絲後還設置有和放電正極電路並聯的一路慢充正極電路和一路快充正極電路，慢充正極電路中串聯安裝一個慢充保險絲和慢充接觸器後連接到慢充接口的正極端子，慢充接觸器具有一個和BMS相連的慢充繼電器控制端；快充正極電路中串聯安裝一個快充保險絲和快充接觸器後連接到快充正接口，快充接觸器具有一個和BMS相連的快充繼電器控制端；

電池盒內電池的負極接出導線連接有一個分流器，然後再串聯一個主負接觸器後分別靠並聯的電路連接到快充負接口、放電負接口和慢充接口中的負極端子，所述主負接觸器具有一個和BMS相連的的總負繼電器控制端。

這樣的電路控制結構，方便更好地實現對電池盒內快充電路、慢充電路以及負載放電電路的控制管理，實現高壓保險，提高安全性。實施時分流器優選為75MV/400A型號適應電流檢測需求。各接觸器採用工作電壓12V的接觸器以適應控制要求。

作為優化，電池盒上的接口還包括集成有正負極端子的DC/空調輸出接口，電池盒內的電池正極接出的導線電路中位於主正接觸器後方的放電正極電路上還並列設置有一個DC/空調正極電路，DC/空調正極電路中串聯有DC/空調保險絲且和DC/空調輸出接口的正極端子相連接；電池盒內的電池負極接出的導線電路中主負接觸器後還並聯設置有一路電路連接到DC/空調輸出接口的負極端子。其中DC/空調輸出接口用於和直流斬波器（DC/DC）以及車載空調相連接。

這樣，採用簡單的電路結構，在電池盒內集成保留了DC/空調的保險和控制功能，將這部分控制元件集成到電池包內，進一步簡化了原高壓配電盒的配置，同時更加利於會導致信號幹擾的電氣構件之間的幹擾屏蔽，提高車輛系統整體電控穩定性。

作為優化，電池盒內的電池正極接出的導線電路中還設置有和主正接觸器相併聯的預充電路，預充電路中串聯設置有一個預充電阻和預充接觸器，預充接觸器具有一個和BMS相連的預充繼電器控制端。

這樣，採用簡單的電路結構實現了對電池包輸出負載端中負載的電容元件的預充，實現對負載端的預啟動，更好地提高電氣控制的穩定性並延長相應的電氣構件使用壽命。同時該結構還能夠實現控制端靠主正接觸器控制或者預充接觸器控制之間的切換，而且使其各自分別能夠同時控制放電正接口所接負載和DC/空調輸出接口所連接的負載，提高了控制的方便性和靈活性。實施時，預充電阻採用100R/250W的電阻，使其更加適應於負載輸出端的針對性要求。

作為優化，電池盒內的電池正極或者負極接出的導線電路中還安裝有一個檢修用的總控制開關，所述總控制開關具有一個露出於電池盒的開關按鈕。這樣，更加方便實現檢修安全控制以及提高打開電池盒時的安全性。

綜上所述，本實用新型能夠提高對電池保護效果，具有車輛涉水深度大，電氣系統抗幹涉性好，管理穩定可靠，電池使用壽命更長等優點。

附圖說明

圖1為一種採用了本實用新型結構的純電動汽車底盤的結構示意圖。

圖2為圖1中單獨電池盒的結構示意圖。

圖3為圖2的電池盒內部的電氣原理圖。

具體實施方式

下面結合一種採用了本實用新型結構的純電動汽車底盤及其附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。

具體實施時：如圖1-3所示，一種採用了本實用新型結構的純電動汽車底盤，包括整體呈水平的矩形框架結構的車架1，車架上安裝有充電機6、和充電機6相連的電池總成、和電池總成相連的驅動電機4，驅動電機4安裝在後橋5上並和後輪驅動連接，還包括分別和驅動電機4及電池總成相連的控制器3（此處控制器主要是指驅動電機控制器MCU）以及用於和車輛操控系統相連的直流斬波器（DC/DC）7；其特點在於，車架1包括兩根水平且左右正對設置的主骨架8和多根水平橫向連接在主骨架之間的橫梁9，車架前半部靠近前輪位置處的主骨架具有一段前窄後寬的梯形段，所述直流斬波器7安裝布置在梯形段內，電池總成安裝布置在梯形段位置後方相鄰處，控制器和充電機左右並列地安裝在電池總成和驅動電機之間的位置，電池總成包括一個密封設置的電池盒2，電池安裝在電池盒2內，電池盒2上設置接口和驅動電機、控制器以及充電機相連。

這樣的純電動汽車架底盤結構布局合理，提高了車輛平衡性和穩定性，提高了電機傳動效率，電池密封安裝在電池盒內形成電池包，能夠更好地提高車輛涉水性能，提高對電池保護效果，延長電池使用壽命。

本實施方式中，所述後橋5包括管狀的後橋殼體，設置後橋殼體內並用於和後輪相連的半軸，後橋殼體上焊接固定有主減速器，驅動電機4固定安裝在主減速器上，驅動電機4輸出軸通過花鍵和主減速器輸出軸連接，主減速器輸出端和半軸傳動連接。這樣，提高車輛後橋總成的結構一體性，提高穩定性，具有結構合理，傳動效率高的特點。

本實施方式中，所述電池盒2下部焊接固定有一塊沿左右方向設置的安裝託架10，安裝託架10整體呈凹形板狀且凹形處和電池盒下表面中部貼合連接，安裝託架兩側固定連接在車架的主骨架上。這樣方便電池盒安裝結構的加工設置，同時提高了電池和裝配固定的便捷性和可靠性。

本實施方式中，電池盒2包括對合連接呈矩形體的盒體和盒蓋，盒體和盒蓋之間對合連接處各自具有水平向外延伸的法蘭邊，盒體和盒蓋的法蘭邊之間壓接有密封墊圈並靠螺栓固定。保證其密封固定效果。其中密封墊圈優選為EVA墊圈。具有良好的化學穩定性、耐老化性能和電信號隔絕性，保證空間密封和信號屏蔽效果。

本實施方式中，電池盒2採用金屬材料製得，電池盒內設置有BMS（電池管理系統）和電池相連，還設置有保險模塊和繼電控制電路模塊，BMS和電池盒2上的信號線接口11相連，信號線接口11和控制器（實施時，信號線接口同時連接驅動電機控制器MCU和整車控制器VCU，另外實現充電控制的信號線路也是通過信號線接口實現連接）相連。這樣，不僅僅簡化了原高壓配電盒，方便提高對電池包的控制效率，避免外部線纜纏繞，降低電氣故障率，而且可以依靠金屬電池盒的電磁屏蔽效果，更好地避免電氣元件之間的相互幹涉，提高控制的穩定性和可靠性。

本實施方式中，電池盒2上的接口包括所述信號線接口11，還包括單獨設置的快充正接口12、快充負接口13、放電正接口14和放電負接口15，還包括集成了正負極端子的慢充接口16。各接口通過繼電控制電路模塊與保險模塊和電池相連。這樣，可以更好地方便電池盒和外部電器件的線路連接。同時設置了快充和慢充兩種充電方式，以適用於不同的需求情況。

本實施方式中，電池盒內電池的正極接出導線串聯有一個總保險絲19，再通過一路安裝有主正接觸器20的放電正極電路連接到放電正接口14，主正接觸器20具有一個和BMS相連的主繼電器控制端；總保險絲19後還設置有和放電正極電路並聯的一路慢充正極電路和一路快充正極電路，慢充正極電路中串聯安裝一個慢充保險絲21和慢充接觸器22後連接到慢充接口16的正極端子，慢充接觸器22具有一個和BMS相連的慢充繼電器控制端；快充正極電路中串聯安裝一個快充保險絲23和快充接觸器24後連接到快充正接口12，快充接觸器24具有一個和BMS相連的快充繼電器控制端；

電池盒內電池的負極接出導線連接有一個分流器25，然後再串聯一個主負接觸器26後分別靠並聯的電路連接到快充負接口13、放電負接口15和慢充接口16中的負極端子，所述主負接觸器26具有一個和BMS相連的的總負繼電器控制端。

這樣的電路控制結構，方便更好地實現對電池盒內快充電路、慢充電路以及負載放電電路的控制管理，實現高壓保險，提高安全性。實施時分流器優選為75MV/400A型號適應電流檢測需求。各接觸器採用工作電壓12V的接觸器以適應控制要求。

本實施方式中，電池盒上的接口還包括集成有正負極端子的DC/空調輸出接口17，電池盒內的電池正極接出的導線電路中位於主正接觸器20後方的放電正極電路上還並列設置有一個DC/空調正極電路，DC/空調正極電路中串聯有DC/空調保險絲27且和DC/空調輸出接口17的正極端子相連接；電池盒內的電池負極接出的導線電路中主負接觸器後還並聯設置有一路電路連接到DC/空調輸出接口17的負極端子。其中DC/空調輸出接口用於和直流斬波器（DC/DC）以及車載空調相連接。

這樣，採用簡單的電路結構，在電池盒內集成保留了DC/空調的保險和控制功能，將這部分控制元件集成到電池包內，進一步簡化了原高壓配電盒的配置，同時更加利於會導致信號幹擾的電氣構件之間的幹擾屏蔽，提高車輛系統整體電控穩定性。

本實施方式中，電池盒內的電池正極接出的導線電路中還設置有和主正接觸器相併聯的預充電路，預充電路中串聯設置有一個預充電阻28和預充接觸器29，預充接觸器29具有一個和BMS相連的預充繼電器控制端。

這樣，採用簡單的電路結構實現了對電池包輸出負載端中的負載電容構件的預充，實現對負載端的預啟動，更好地提高電氣控制的穩定性並延長相應的電氣構件使用壽命。同時該結構還能夠實現控制端靠主正接觸器控制或者預充接觸器控制之間的切換，而且使其各自分別能夠同時控制放電正接口所接負載和DC/空調輸出接口所連接的負載，提高了控制的方便性和靈活性。實施時，預充電阻採用100R/250W的電阻，使其更加適應於負載輸出端的針對性要求。

本實施方式中，電池盒內的電池正極或者負極接出的導線電路中還安裝有一個檢修用的總控制開關，所述總控制開關具有一個露出於電池盒2的開關按鈕18。這樣，更加方便實現檢修安全控制以及提高打開電池盒時的安全性。