用於電池組的格籠的製作方法
2023-07-07 00:00:31 1
用於電池組的格籠的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於電池組的格籠，提供格籠組件以保護電池組。格籠組件包括被固定在一起以保護電池組的上部子組件和底部子組件。U形框架和基礎框架通過管構件連接在一起。
【專利說明】用於電池組的格籠
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種用於將電池組附著到車輛的格籠，所述格籠在碰撞事件中保護電池組並且還便於電池組的維護。
【背景技術】
[0002]用於純電動車輛(BEV)、混合動力電動車輛(HEV)和插電式混合動力電動車輛(PHEV)的電池單元封裝在遠離碰撞區域的位置，以在碰撞事件中使任何損壞風險最小化。
[0003]沿車底板中間縱向延伸的通道可以是合適的電池封裝空間，這是因為該通道遠離車輛邊緣。在車底板下封裝的典型的電池組可包括在車輛中縱向和橫向布置的電池單元。整個電池組可被容納於在車輛的車底板中縱向和橫向布局的通道內。對於電池單元而言，通道下的區域是相對安全的區域並且在完全正面和背面壁障碰撞試驗中表現良好。
[0004]然而，在可變形移動壁障(MDB )側面碰撞試驗和側面立柱碰撞試驗中，車輛具有圍繞衝擊壁障或立柱彎曲和進行包裹的趨勢，導致通道側向坍塌。因為車身側和車底未提供足夠的抵抗力，所以車底板圍繞立柱凹陷並迫使通道自身塌陷。通道塌陷的結果是，在這樣的碰撞模式下電池單元會遭到損壞。
[0005]加強搖杆、橫梁和車底並不能為通道空間中的電池單元提供有效的和重量高效的保護。增大包括通道、橫梁在內的所有車底結構組件的尺寸並增加通道加強件和隔板能夠在一定程度上減輕通道碰撞。然而，在重量上導致的弊端通常會大於益處，並且不能提供可接受的方案。
[0006]本公開致力於解決上面的問題以及與保護BEV、HEV或PHEV類型的車輛中的電池組相關的其它問題。
【發明內容】
[0007]根據本公開的一方面，提供了一種用於電池組的格籠。所述格籠包括上部子組件，所述上部子組件包括間隔開的多個第一管和間隔開的多個倒U形框架，所述多個倒U形框架的框架高度與一個或更多個電池的高度對應。所述格籠還包括底部子組件，所述底部子組件包括間隔開的多個第二管和間隔開的多個框架，所述多個框架的高度小於所述框架高度，且所述底部子組件裝配到上部子組件。
[0008]根據本公開的與用於電池組的格籠相關的其它方面，倒U形框架可限定多個開口，每個開口均接納所述多個第一管中的一個。底部子組件的每個間隔開的框架均可限定多個開口，每個開口均接納所述多個第二管中的一個。間隔開的倒U形框架可具有從U形框架的下端向外延伸的上足，且底部子組件的每個間隔開的框架在與上足對應的位置均可具有從所述間隔開的框架向外延伸的下足，以有利於利用緊固件將上足裝配到下足。底部子組件還可包括由底部子組件的管的一部分和間隔開的框架而架構的盤。
[0009]根據本公開的其它方面，所述多個第一管可包括第一組縱向延伸管和第一組橫向延伸管。所述多個第二管可包括第二組縱向延伸管和第二橫向延伸管。所述第一組縱向延伸管和所述第二組縱向延伸管可裝配到在車輛的車底盤中縱向延伸的通道，且第一組橫向延伸管和第二組橫向延伸管可裝配到形成在車輛的車底盤中的橫向延伸的通道。
[0010]用於車輛電池組的格籠與電池組結合地設置，且所述電池組包括多個電池單元。上部子組件和底部子組件在電池單元的相對側裝配在一起。這種組合還可包括阻尼器，所述阻尼器包括設置在電池單元與上部子組件和/或底部子組件之間的泡沫墊。
[0011]根據本公開的其它方面，涉及一種製造用於車輛電池組的格籠的方法，所述方法可包括:裝配間隔開的多個第一管和間隔開的多個倒U形框架，以形成第一子組件；裝配間隔開的多個第二管和間隔開的多個框架，以形成第二子組件。將第一子組件和第二子組件裝配在一起，以圍繞電池組。
[0012]根據所述方法的其它方面，可將所述間隔開的多個第一管焊接到所述間隔開的多個倒U形框架，並且可將所述間隔開的多個第二管焊接到所述間隔開的多個框架。可擠壓成型所述間隔開的多個第一管和所述間隔開的多個第二管。可擠壓成型U形框架和間隔開的框架。或者，可通過鑄造形成U形框架和間隔開的框架。製造用於電池組的格籠的方法還可包括將第一子組件螺栓連接到第二子組件。
[0013]製造用於電池組的格籠的方法還可包括在電池組和第二子組件之間插入阻尼器。
[0014]將在下面對示出的實施例的詳細描述中結合附圖對本公開的以上方面和其它方面進行更全面的描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是以虛線示出的圍繞車輛中的多個電池單元的電池格籠的局部透視圖；
[0016]圖2是格籠和電池組的透視圖；
[0017]圖3是用於電池組的格籠的上部子組件的透視圖；
[0018]圖4是用於電池組的格籠的底部子組件的透視圖；
[0019]圖5是用於電池組的裝配後的格籠的透視圖；
[0020]圖6是設置在隔離件上的電池組的示意性剖視圖。
【具體實施方式】
[0021]下面提供對本發明的示出的實施例的詳細描述。所公開的實施例是本發明的示例，本發明可以以各種和替代的形式實施。附圖不一定按照比例繪製。可能會誇大或最小化一些特徵，以示出特定組件的細節。在本申請中公開的具體結構和功能性細節將不會被解釋為限制，而僅僅作為用於教導本領域的技術人員如何實施本發明的代表性基礎。
[0022]參照圖1，示出了具有電池組12的車輛10。電池組12被格籠組件16部分地圍繞。設置格籠組件16以在車輛10遭受碰撞的事件中保護電池組12。格籠組件16防止衝擊載荷直接傳遞到電池組12。格籠組件16保護電池組12免受碰撞載荷損壞。
[0023]參照圖2，更詳細地示出了設置在格籠組件16內的電池組12。電池組12由多個單獨的電池單元18組成。電池單元18可按照沿車輛縱向延伸的縱向堆20布置。如所示，縱向堆20包括這樣的部分，該部分具有電池單元18的雙層堆22和電池單元18的單層堆
24。在圖2中還示出了電池單元18的橫向堆26，該橫向堆26沿車輛橫向延伸。橫向堆26與縱向堆20相交。應該理解，根據在給定的車輛設計中可用的封裝空間，電池組12和格籠組件16可布置有不同數量的電池單元18或者可按照不同的布置方式布置。
[0024]參照圖3，示出了格籠組件16的上部子組件30。上部子組件30包括位于格籠組件16的單層堆24區域中的多個U形框架32。針對縱向堆20的包括電池單元18的雙層堆22的部分，多個雙層堆U形框架34也被提供。每個U形框架32、34均包括位於U形框架下端上的一對上足。格籠組件16可利用被形成為鋁擠壓成型件或鎂鑄造件的U形框架32,34形成。或者，可使用碳纖維增強塑料來進一步降低U形框架32和34的重量。
[0025]孔38設置在上足36中，以接納緊固件(未示出)。管40插入在上孔42中，所述上孔42設置在U形框架32和雙層堆U形框架34中。中孔44設置在雙層堆U形框架34的中間位置。
[0026]參照圖4，示出了底部子組件46，該底部子組件46包括通過管段50彼此連接的多個基礎框架48。管40、50可形成為擠壓成型管或無縫鋁管。如圖4中所示，管段50可連接(stem)在兩個基礎框架48之間，或者橫穿六個或更多個基礎框架48。接納管段50的孔52設置在每個基礎框架48中。優選地，管40、50通過MIG焊接或其它結合技術焊接在孔38、52中。一對下足54設置在每個基礎框架48上。用於緊固件(未示出)的孔56設置在每個下足54中。
[0027]參照圖5，示出了格籠組件16，該格籠組件16在圖3中示出的上部子組件30被裝配到圖4中示出的底部子組件46。上足36通過插入上足36中的孔38和設置在下足54中的孔56的緊固件而附著到下足54。底部子組件46可構造有能支持住電池組並允許整個電池組為了進行維護而被移出的框架盤(framed pan)或底部盤(bottom pan) 66。
[0028]參照圖6，示意性示出了阻尼器60，電池組12被支撐在阻尼器60上。阻尼器60包括在上側和下側設有剛性層64的泡沫層62。阻尼器60可被支撐在底部盤66上，該底部盤66設置在阻尼器60和基礎框架48之間。所示出的U形框架32被裝配到基礎框架48，以圍繞電池組12。阻尼器60防止衝擊載荷直接傳遞到電池組。格籠組件16防止電池組由於衝擊載荷而發生不利的變形。電池組12可通過阻尼器60而被隔離，以便當車輛受到衝擊時減輕任何有害的突然加速或減速對電池組造成的影響。
[0029]在需要對電池單元48進行維護的事件中，可將底部子組件46從上部子組件30拆卸掉。上部子組件30可被固定到車輛10，而底部子組件46可被固定在上部子組件30之下。可拆卸掉將底部子組件46固定到上部子組件30的緊固件，並且可拆卸掉底部子組件46，以便當使上部子組件30仍附著到車輛10時能接近電池單元18，或者允許將電池組12從車輛10拆卸掉，或者，將上部子組件30與底部子組件46和電池組12 —起拆卸掉。
[0030]格籠組件16是輕型空間框架結構，意於在車輛碰撞中保護純電動車輛、混合動力電動車輛或插電式混合動力電動車輛的電池單元。
[0031]雖然上文描述了示例實施例，但是並不意味著這些實施例描述了所公開的設備和方法的所有可能形式。更確切地講，說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限定，並且應理解在不脫離所要求保護的本發明的精神和範圍的情況下可進行各種改變。此外，可對實現多個實施例的特徵進行組合，以形成所公開的構思的進一步的實施例。
【權利要求】
1.一種用於電池組的格籠，包括: 上部子組件，包括間隔開的多個第一管和間隔開的多個倒U形框架，所述多個倒U形框架的框架高度與電池的高度對應； 底部子組件，包括間隔開的多個第二管和間隔開的多個框架，所述多個框架的高度小於所述倒U形框架的框架高度，並且所述底部子組件被裝配到上部子組件。
2.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，倒U形框架限定多個開口，每個開口均接納所述多個第一管中的一個。
3.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，底部子組件的間隔開的框架均限定多個開口，每個開口均接納所述多個第二管中的一個。
4.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，間隔開的倒U形框架具有一對上足，所述一對上足從U形框架的一對下端向外延伸，其中，底部子組件的每個間隔開的框架均具有下足，所述下足在與所述上足對應的位置從間隔開的框架向外延伸，其中，上足利用緊固件裝配到下足。
5.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，底部子組件還包括由底部子組件的管的一部分和間隔開的框架而支撐的盤。
6.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，所述多個第一管包括第一組縱向延伸管和第一組橫向延伸管，所述多個第二管包括第二組縱向延伸管和第二組橫向延伸管，其中，第一組縱向延伸管和第二組縱向延伸管裝配到在車輛的車底盤中縱向延伸的通道，並且第一組橫向延伸管和第二組橫向延伸管裝配到在車輛的車底盤中橫向延伸的通道。
7.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，上部子組件的U形框架和底部子組件的間隔開的框架是鑄造件。
8.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，上部子組件的U形框架和底部子組件的間隔開的框架是擠壓成型部件。
9.根據權利要求1所述的用於電池組的格籠，其中，所述格籠與包括多個電池單元的電池組結合，其中，上部子組件和底部子組件在電池單元的相對側被裝配在一起。
10.根據權利要求9所述的用於電池組的格籠，其中，在電池單元與上部子組件和底部子組件之間設置有阻尼器，其中，所述阻尼器是彈性泡沫墊。
【文檔編號】H01M2/10GK103832257SQ201310616207
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】斯裡尼瓦桑·桑達拉拉揚, 吳福邦, 穆罕默德·奧馬·法魯克, 麥可·M·阿祖茲, 賽諾·喬漢·凡·戴克 申請人:福特全球技術公司