一種分布式四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池組的布置結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池及在車內(nèi)組成的最佳布局。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著全球汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨能源和環(huán)境問題的巨大挑戰(zhàn)，人們開始研究以電能發(fā)動(dòng)機(jī)代替汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來制造電動(dòng)汽車。采用傳統(tǒng)汽車進(jìn)行改裝的純電動(dòng)汽車，由于受現(xiàn)有車型的局限，導(dǎo)致整車零部件布置不合理，系統(tǒng)匹配困難、車身重量偏大、有效乘用空間小，無法發(fā)揮電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)；場(chǎng)地用純電動(dòng)車的車架結(jié)構(gòu)過于簡(jiǎn)單，車架整體結(jié)構(gòu)剛度低，安全性差，難于達(dá)到公路用車的要求；另外，現(xiàn)有車架都不利于電動(dòng)汽車的組裝，不適合發(fā)展的需求。
[0003]目前，主流電動(dòng)汽車的電池包結(jié)構(gòu)和車架結(jié)構(gòu)往往采用獨(dú)立設(shè)計(jì)的策略，其缺點(diǎn)是電動(dòng)車車架與電池包結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量很大，同時(shí)很難做到對(duì)電池包安全性能的全方位保護(hù)。導(dǎo)致電動(dòng)汽車在長(zhǎng)時(shí)間工作或碰撞事故過程中，電池包結(jié)構(gòu)無法保證電池單元的完整性和安全性能，從而電池單元很容易發(fā)生相互擠壓，造成電池破壞、電池自燃等現(xiàn)象。
[0004]純電動(dòng)轎車要滿足車輛的動(dòng)力性和續(xù)駛里程，通常要有足夠多的電池單體構(gòu)成多個(gè)電池模組12最終組建成一個(gè)電池系統(tǒng)。目前動(dòng)力電池主要采用鋰離子電池，它的能量密度較低，體積一般比較大。所以在車身設(shè)計(jì)上就是要有足夠大的電池布置空間，另外也要兼顧車身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和碰撞性能，如何設(shè)計(jì)好電池箱的結(jié)構(gòu)是目前面臨的技術(shù)難題。
[0005]目前，動(dòng)力電池的布局方式部分米用分布式布置，將多塊電池固定在前機(jī)艙、車身地板下方、后備箱燈可用空間，此形式不便于安裝和拆卸電池組。同時(shí)后備箱的電池與車身地板下方的電池環(huán)境溫度不同，不便于整車熱管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此外，若前機(jī)艙或后備箱單獨(dú)布置電池會(huì)造成前后軸荷分布不均，對(duì)整車的操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。
[0006]另外動(dòng)力電池布置在車身地板下方，需要滿足整車其他系統(tǒng)的布置需求，從而使動(dòng)力電池的體積受到很大的制約，尤其是為保證整車具有的合理最小離地間隙，動(dòng)力電池的高度受到限制，高度這對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池的體積具有很大的影響，進(jìn)而影響動(dòng)力電池存儲(chǔ)能量和電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種分布式四輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組的布置結(jié)構(gòu)，構(gòu)造一種全新概念的電池箱，動(dòng)力電池在車內(nèi)可被最佳化布置，電池體積可達(dá)到合理的最大化。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組布置結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力電池組在電池箱內(nèi)部的布置結(jié)構(gòu)，動(dòng)力電池組是車架的一部分，位于車架中間，所述動(dòng)力電池組為封閉箱體狀框架，包括焊接在車身上的前地板、后地板、左門檻梁和右門檻梁、平行于地面的上地板、平行于地面的下地板、密封膠條構(gòu)成封閉的空間。所述動(dòng)力電池組的內(nèi)部設(shè)置有電池模組、電池管理系統(tǒng)、預(yù)充電阻、總正繼電器、總負(fù)繼電器、維修開關(guān)、電連接片、霍爾傳感器、低壓插接件、高壓插接件、電池模組支架、分電池管理系統(tǒng)支架、霍爾傳感器支架、第一支架、第二支架、橫跨在左門檻梁和右門檻梁之間的第一橫梁和第二橫梁、四條縱梁。
[0009]優(yōu)選地，所述動(dòng)力電池箱呈封閉箱體狀，動(dòng)力電池箱包括形成箱體框架結(jié)構(gòu)的前地板、后地板和左門檻梁、右門檻梁以及電池箱內(nèi)部設(shè)置有兩條中間橫梁、四條縱梁。
[0010]所述動(dòng)力電池箱從力學(xué)角度上與車架是一個(gè)完整的受力整體，該電池箱既可以作為電池模組及電器元件的安裝結(jié)構(gòu)用于承載整個(gè)電池組的本體重量，也可作為電動(dòng)汽車車架的橫梁和縱梁結(jié)構(gòu)用于承載來自車身座椅和乘員的重量。
[0011]優(yōu)選地，前地板、后地板、左門檻梁、右門檻梁焊接在車身上，保證了電池包的強(qiáng)度。
[0012]優(yōu)選地，前地板、后地板、左門檻梁、右門檻梁上平面對(duì)應(yīng)上地板開有螺栓孔，內(nèi)部鑲嵌有拉鉚螺母。
[0013]優(yōu)選地，所述上地板由第一塊鋼板、第二塊鋼板和第三塊鋼板這三塊鋼板組成，鋼板采用強(qiáng)度很高的材料，并配有加強(qiáng)措施。第一塊鋼板和第三塊鋼板呈長(zhǎng)方形，第二塊鋼板兩邊具有一翻邊，第一塊鋼板、第二塊鋼板和第三塊鋼板的四個(gè)邊均開設(shè)有若干個(gè)螺栓孔，第一塊鋼板、第三塊鋼板壓裝在第二塊鋼板的翻邊處，并用螺栓固定。
[0014]優(yōu)選地，所述上地板利用密封膠條、鑲嵌于前地板、后地板、左門檻梁、右門檻梁內(nèi)部的拉鉚螺母以及螺栓進(jìn)行緊固連接，進(jìn)而對(duì)電池箱進(jìn)行密封。
[0015]優(yōu)選地，所述下地板和前地板、后地板、左門檻梁、右門檻梁焊接在一起。
[0016]優(yōu)選地，所述兩條中間橫梁把電池箱內(nèi)部三個(gè)獨(dú)立的空間，按照車輛向前的方向，以下簡(jiǎn)稱第一排、第二排、第三排，在橫梁上設(shè)置有減重孔。兩條橫梁主要用于加強(qiáng)左右門檻之間的聯(lián)系，固定座椅和加強(qiáng)地板剛度，并用于承受側(cè)向碰撞力，可以有效地緩解整車碰撞時(shí)對(duì)動(dòng)力電池的影響，提高動(dòng)力電池的安全性。
[0017]優(yōu)選地，所述電池模組共有11個(gè)，其中第一排布置4個(gè)電池模組，第二排布置2個(gè)電池模組，第三排布置5個(gè)電池模組，每個(gè)電池模組的下方架設(shè)有一用于固定電池模組的電池模組支架，每個(gè)電池模組支架的下方的四個(gè)角開設(shè)有螺栓孔；在下地板固定的電池模組支撐座相應(yīng)位置鑲嵌有拉鉚螺母，由此，利用螺栓與鑲嵌于電池模組支撐座內(nèi)部的拉鉚螺母進(jìn)行螺栓連接實(shí)現(xiàn)電池模組的緊固連接?？纱_保動(dòng)力電池模組在車輛運(yùn)行過程中因振動(dòng)而發(fā)生電池模組移位的現(xiàn)象，從而保證了整個(gè)電池箱內(nèi)電池模組的安全正常工作。
[0018]優(yōu)選地，所述電池模組支撐座共有8個(gè)。每個(gè)電池模組支撐座的四個(gè)角開設(shè)有螺栓孔，所述螺栓孔內(nèi)鑲嵌有拉鉚螺母，通過螺栓與鑲嵌于電池模組支撐座的拉鉚螺母將電池模組緊固地連接于電池模組支撐座，所述螺栓孔的位置與大小和所述拉鉚螺母的位置與大小相匹配。利用折彎?rùn)C(jī)把鋼板加工成具有若干個(gè)封閉梯形凸臺(tái)的電池模組支撐座。按照電池模組的布置要求，和電池模組支架四個(gè)角的螺栓孔對(duì)應(yīng)的位置在支撐座上開直徑相同的螺栓孔。在支撐座內(nèi)部對(duì)應(yīng)螺栓孔鑲嵌拉鉚螺母。
[0019]優(yōu)選地，所述電池模組支撐座分別焊接到前圍板、后圍板、左門檻梁、右門檻梁、下地板的對(duì)應(yīng)位置上。
[0020]優(yōu)選地，所述的預(yù)充電電阻、總正繼電器、總負(fù)繼電器、預(yù)充電繼電器、加熱繼電器布置在第一排中間位置，預(yù)充電電阻、總正繼電器、總負(fù)繼電器、預(yù)充電繼電器、加熱繼電器的下端兩個(gè)角開有螺栓孔，在下地板固定的支架對(duì)應(yīng)的位置鑲嵌有拉鉚螺母，由此，利用螺栓與鑲嵌于第一支架內(nèi)部的拉鉚螺母進(jìn)行螺栓連接實(shí)現(xiàn)預(yù)充電電阻、總正繼電器、總負(fù)繼電器、預(yù)充電繼電器、加熱繼電器的緊固連接。
[0021]優(yōu)選地，所述霍爾傳感器布置在第一排中間的位置上，霍爾傳感器的邊緣預(yù)留有螺栓孔。所述霍爾傳感器支架焊接在第一支架上。在霍爾傳感器支架相應(yīng)位置鑲嵌有拉鉚螺母，由此，利用螺栓與鑲嵌于霍爾傳感器支架上的拉鉚螺母進(jìn)行螺栓連接實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器的緊固連接。
[0022]優(yōu)選地，所述維修開關(guān)布置在第二排的位置上，維修開關(guān)下端四個(gè)角預(yù)留有螺栓孔，維修開關(guān)自身帶有用于固定維修開關(guān)的維修開關(guān)支架(即，維修開關(guān)支架和維修開關(guān)是一體的)由于維修開關(guān)支架在下地板上沒法固定，所有設(shè)置了一個(gè)第二支架。在第二支架相應(yīng)位置鑲嵌有拉鉚螺母，由此，利用螺栓與鑲嵌于支架上的拉鉚螺母進(jìn)行螺栓連接實(shí)現(xiàn)維修開關(guān)的緊固連接。
[0023]優(yōu)選地，所述第二支架焊接在下地板上。
[0024]優(yōu)選地，所述電池管理系統(tǒng)固定在第二排中間的位置上，電池管理系統(tǒng)分為一個(gè)主電池管理系統(tǒng)和三個(gè)分電池管理系統(tǒng)。主電池管理系統(tǒng)下平面四個(gè)角預(yù)留有螺栓孔，在橫梁上對(duì)應(yīng)位置開有螺栓孔，在橫梁的內(nèi)部鑲嵌有拉鉚螺母，由此，利用螺栓與鑲嵌于橫梁內(nèi)部的拉鉚螺母連接實(shí)現(xiàn)主電池管理系統(tǒng)的緊固連接。
[0025]優(yōu)選地，所述分電池管理系統(tǒng)支架是利用折彎?rùn)C(jī)把鋼板加工成L形。分電池管理系統(tǒng)下平面四個(gè)角預(yù)留有螺栓孔，在分電池管理系統(tǒng)支架背面鑲嵌有拉鉚螺母，由此，利用螺栓與鑲嵌于電池管理系統(tǒng)支架背面的拉鉚螺母連接實(shí)現(xiàn)分電池管理系統(tǒng)的緊固連接。
[0026]優(yōu)選地，所述分電池管理系統(tǒng)支架焊接在下地板上。
[0027]優(yōu)選地，所述電池箱內(nèi)部還設(shè)置有加熱單元，加熱采用的是加熱膜，加熱膜布置在電池模組和下地板之間。
[0028]優(yōu)選地，所述電池箱內(nèi)部還設(shè)置有減震單元，減震單元采用的是減震泡沫板，減震泡沫板布置在電池模組和下地板之間，起動(dòng)減震、隔熱等作用。
[0029]優(yōu)選地，所述電池箱內(nèi)部還設(shè)置有絕緣措施，在電池箱內(nèi)部全部噴有絕緣漆，另外在電池模組和下地板之間布置有絕緣板，用于隔開動(dòng)力電池模組和下地板。
[0030]由于動(dòng)力電池在工作時(shí)會(huì)有一定膨脹，因此需要電池模組之間要預(yù)留足夠的間隙。所述電池模組之間的間隙尺寸均在合理范圍。所述電池模組與與左右門檻梁之間的間隙均在合