[发明专利]一种用于电池包分布式安装的电动汽车车架结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电池包分布式安装的电动汽车车架结构，尤其涉及一种能够高效吸能、全方位保护电池包碰撞安全性能以及轻量化程度高的电动汽车车架结构。

背景技术

汽车工业的快速发展正面临着能源短缺、环境污染等一系列瓶颈，安全、节能、环保成为汽车工业发展的主题。为实现这一目标，电动汽车的发展已成为必然趋势。然而，制约电动汽车快速发展的主要因素是电池的续航里程和电池安全问题。由于电池包本体质量大约占电动汽车整备质量的三分之一，为实现电动汽车的目标续航里程，电动汽车的结构轻量化设计成为解决这一问题非常重要的手段。在电动汽车的诸多技术中，电动汽车车架、电池包结构的轻量化设计和安全性创新设计是一项至关重要的研究课题。同时，实现车架和电池包结构的轻量化在一定程度上也可以提升电动汽车的续航里程。

然而，当前主流电动汽车的电池包结构和车架结构往往采用独立设计的策略，其缺点是电动车车架与电池包结构的总体质量很大，同时很难做到对电池包安全性能的全方位保护。导致电动汽车在长时间工作或碰撞事故过程中，电池包结构无法保证电池单元的完整性和安全性能，从而电池单元很容易发生相互挤压，造成电池破坏、电池自燃等现象。

铝合金材料具有强度高、耐腐蚀和散热速度快等特性，其密度只有钢材的1/3，具有优良机械加工性能以及铸造工艺性能，是一种很好的汽车轻量化材料。蜂窝铝材料是由铝箔经胶结拉伸而成，具有质量轻、吸能效率高的特点，是一种很好碰撞吸能结构。为此，本发明结合铝合金和蜂窝铝的优势设计出一种用于电池包分布式安装的电动汽车车架结构。该结构既能在电动汽车电池包结构碰撞安全性和轻量化设计等方面取得很好的平衡，又能够满足消费者对电动汽车续航里程的不同需求而灵活选装不同数量的独立电池包单元的技术要求。

发明内容

本发明提供一种用于电池包分布式安装的电动汽车车架结构，旨在实现电动汽车车架及电池包结构的碰撞安全性设计、轻量化设计以及方便设计者根据消费者对续航里程的不同需求灵活安装不同数量的电池包单元。

本发明的技术方案是提供一种用于电池包分布式安装的电动汽车车架结构，包括：框架式车架、分块式电池包结构、密封板和地板，其特征在于：

所述的框架式车架包括前车梁、后车梁、锥形多胞薄壁管结构和门槛结构；其中，前车架位于所述框架式车架的前端，后车架位于所述框架式车架的后部位置，前车架与后车架通过位于正交吸能结构中左右两侧的纵向吸能结构相连接，门槛结构与正交吸能结构通过锥形多胞薄壁管结构过渡连接；

所述分块式电池包结构包括正交吸能结构和蜂窝铝填充结构；蜂窝铝填充结构填充于正交吸能结构内部，二者结构胶相连接；其中，分块式电池包结构集成于框架式车架中，并与框架式车架形成一个完整的受力体，该分块式电池包结构既作为独立电池包单元的安装结构用于承载整个电池组的本体重量，又作为电动汽车车架的横梁和纵梁结构用于承载来自车身座椅和乘员的重量。

所述的密封板和地板均利用密封胶条、镶嵌于正交吸能结构内部的拉铆螺母以及螺栓与正交吸能结构进行紧固连接，密封板和地板均对电池箱起到密封作用。

进一步地，独立电池包单元和主控制箱均通过螺栓与镶嵌于正交吸能结构内部的拉铆螺母紧固连接，以固定于正交吸能结构上。

进一步地，蜂窝铝材料由铝箔经胶结拉伸而成，其中，每个六边形孔与相邻六边形孔的共享边是由两层铝箔胶结构成，沿着六边形孔的方向设定为T方向，在与T方向垂直的矩形平面上，与矩形平面长边平行的方向为L方向，与矩形平面短边平行的方向为W方向。

进一步地，在所述分块式电池包结构中沿纵向布置的正交吸能结构内部填充蜂窝铝时，蜂窝铝的T方向沿横向布置；在所述分块式电池包结构中沿横向布置的正交吸能结构内部填充蜂窝铝时，蜂窝铝的T方向沿纵向布置。

进一步地，该多胞截面形状的外层截面形状为正十二边形，内层截面形状为与正十二边形各边长相平行的正四边形，内层截面与外层截面通过肋条过渡连接。

进一步地，当发生汽车100％正面碰撞时，碰撞载荷依次传递至前车架、左右大梁、左右门槛结构、分块式电池包结构的各纵向吸能结构而得到有效分散；

进一步地，当发生汽车40％偏置碰撞时，碰撞载荷依次传递至前车架、左大梁、左右门槛结构、分块式电池包结构的各纵向吸能结构而得到有效分散。

进一步地，当发生汽车侧面碰撞时，侧面碰撞载荷依次传递至门槛结构、锥形多胞薄壁管结构、分块电池包各横向吸能结构而得到有效分散。