一種機械式防碰撞電池箱的制作方法

本發明涉及電動汽車電池裝備領域，特別涉及一種機械式防碰撞電池箱。

背景技術：

電池箱是電動汽車的動力來源，其內的電池組存儲了巨大的電能，電池箱的好壞直接影響的電動汽車是否能正常工作。在傳統電池箱的設計中，為了保護電池箱免遭事故損傷，一般采用剛性一體式設計來吸收和緩沖沖擊，但是，這種設計只能抵御一般的輕微事故，當電動汽車遭遇強烈沖擊時，剛性封閉的一體式設計反而不利于電池箱的保護，即，當電池箱的某一面受到強烈撞擊時，承力面受壓而向內變形，而電池箱內已無緩沖空間，承力面的對面又是剛性面，導致電池組無法移動，進而電池組受沖擊而破壞。

中國專利CN205542942U公開了一種防碰撞動力電池箱，其技術方案是：在電池箱體的至少一個易受碰撞側面上設有緩沖吸能層和加強筋結構，在車輛發生碰撞時，緩沖吸能層能夠起到緩沖系能的作用，減少動力電池的碰撞力度，從而保護動力電池，避免電池因碰撞損壞而造成起火、爆炸等對乘車人員造成傷害的情況發生，設置的加強筋結構，加固了電池箱體的側面，增加了防撞系數，進一步提高了電池的安全性和可靠性，不難看出，雖然該技術方案能夠起到較好的防撞效果，但是在實際應用中，該方案實用性不強，緣由在于，在突發車禍中，撞擊強度可以達到很高，特別是事故發生率較高的追尾事故中，一般車輛的后排會發生嚴重變形，電池箱內，緊靠緩沖層和加強筋還不能有效吸收該沖擊力，此時，該技術方案仍然會面對上述同樣的問題，即電池組依然會承受較大沖擊力而變形，電池箱的安全性能依然得不到有效保護。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種機械式防碰撞電池箱，通過設置緩沖板和十字架結構，使原本一體化設計的電池箱模塊化，并通過彈性連接的方式組裝，這樣能夠大幅提高電池箱的防撞系數，使電池組具有足夠的應變空間，能夠吸收很高的沖擊力，對電池組進行有效保護。

本發明采用的技術方案如下：一種機械式防碰撞電池箱，包括電池箱體，電池箱體的底部包括一個十字架結構，電池箱體的側壁由緩沖板構成，緩沖板通過彈性連接件組裝形成電池箱體的側壁，緩沖板上設有緩沖槽，緩沖槽內固定連接有橡膠條，橡膠條的兩側面超出緩沖板的兩側面，十字架結構由支撐桿通過四通接頭組裝形成，支撐桿的各懸臂端分別與相對應地緩沖板固定連接，四通接頭與各支撐桿彈性連接，且支撐桿可在四通接頭內自由伸縮運動。

由于上述結構的設置，緩沖板通過彈性連接件組裝形成電池箱體的側壁，電池組置于電池箱內，并且與橡膠條緊密貼合，十字架結構用以形成電池箱的龍骨，以更好地的固定緩沖板，防止電池箱走形，當電池箱遭受強烈沖擊時，緩沖板上的橡膠條首先受到沖擊，橡膠條先吸收一部分能量，此時，緩沖板接收沖擊并向電池箱內移動，由于彈性連接件和十字架結構的緩沖作用，沖擊力的能量被大量吸收，電池組此時受到較小沖擊，該沖擊通過承力面對面的橡膠條吸收，電池組無損，當沖擊力很大，彈性連接件和十字架結構的緩沖不足以降低沖擊力的能量時，電池組受壓并產生應變趨勢，此時，承力面對面的緩沖板受到來自電池組的沖擊力而發生應變，經十字架結構和彈性連接件的緩沖作用，緩沖板應變小于電池組，電池箱發生形變，電池組朝沖擊力的方向移動，在此應變過程中，沖擊力進一步被大量吸收，電池組自身形變較小，可以認為電池組無損，沖擊力消失后，電池箱受到回彈力而恢復原形態，電池箱無損。更進一步地說，當車輛遭受的沖擊力具有很強的破壞性，以至于車輛的后排發生完全變形，此時，電池箱的形變不足以降低沖擊力的破壞性，彈性連接件和十字架結構不足以繼續連接固定住緩沖板，緩沖板脫落，電池組隨緩沖板的脫落而飛出電池箱，進而使電池組免遭進一步的破壞，電池組得到了有效保護，防止了二次事故的發生。

進一步，為了更好地固定電池組和四通接頭，四通接頭的上下端面分別設有固定安裝孔，四通接頭的下端面固定連接在電池箱體的底板上，其上端面則與電池組固定連接。

進一步，為了增強四通接頭的強度，防止四通接頭因剪切應力而斷裂，四通接頭的相鄰連接接頭之間設有支撐筋，支撐筋沿四通接頭的外圓周面環形分布。

作為優選，支撐筋沿四通接頭的連接接頭周壁方向設置為3條，中間的支撐筋的外圓周尺寸大于其兩側支撐筋的外圓周尺寸。

進一步，為了改善支撐桿的受力，防止支撐桿因剪切應力而斷裂，支撐桿的橫截面為圓形，且支撐桿沿其軸向方向，其半徑朝遠離四通接頭的方向逐漸減小，這樣的結構可以使支撐桿上各個方向的應力都盡量集中于支撐桿的軸線上，減小支撐桿的傾斜角度。

為了進一步增強支撐桿的緩沖作用，支撐桿由桿套、承力桿和壓縮彈簧構成，承力桿與壓縮彈簧固定連接，壓縮彈簧全部置于桿套內，承力桿與桿套滑動連接。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、緩沖板的設置可以吸收一般沖擊的能量，此為彈性吸收階段，能夠有效保護電池箱內的電池組，使電池箱即使受到沖擊時也能完好地保持形態；

2、當受到強烈的沖擊力時，彈性連接件和十字架結構聯合吸收能量，電池箱發生一定的彈性形變，以用以吸收和緩沖沖擊力，沖擊力消散后，電池箱恢復原態，避免了電池組因強烈碰撞而發生破損，相比于只設置緩沖層和加強筋的電池箱，本發明的結構在吸收能量的能級上明顯高于前者，能夠有效抵御強烈的沖擊力，實用性更強；

3、當收到不可抗力的破壞時，緩沖板脫落，電池組脫離電池箱，解除了電池箱對電池組的束縛，避免了塑性變形后的電池箱對電池組造成二次破壞，脫離電池箱的電池組有概率保持安全的結構形態，在一定程度上，降低了電池組因碰撞損壞而造成起火、爆炸等對乘車人員造成傷害的情況發生的概率；

4、本發明的電池箱結構，緩沖能力強，組裝簡單，避免了現有一體化設計帶來的麻煩，同時簡化了電池箱的制造工藝和檢修工藝，實用性更強。

附圖說明

圖1是本發明的一種機械式防碰撞電池箱結構示意圖；

圖2是本發明的緩沖板結構示意圖；

圖3是圖2的正視結構示意圖；

圖4是本發明的四通接頭結構示意圖；

圖5是本發明的支撐桿結構示意圖；

圖6是本發明的承力桿結構示意圖；

圖7是本發明的電池箱遭受較小沖擊力時的狀態結構示意圖；

圖8是本發明的電池箱遭受較大沖擊力時的狀態結構示意圖。

圖中標記：1為電池箱體，2為十字架結構，3為緩沖板，301為緩沖槽，302為橡膠條，4為彈性連接件，5為支撐桿，501為桿套，502為承力桿，503為壓縮彈簧，504為卡銷，6為四通接頭，601為連接接頭，602為支撐筋，603為連接孔，604為固定安裝孔，605為定位滑槽。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1至圖5所示，一種機械式防碰撞電池箱，包括電池箱體1，電池箱體1的底部包括一個十字架結構2，電池箱體1的側壁由緩沖板3構成，緩沖板3通過彈性連接件4組裝形成電池箱體1的側壁，緩沖板3上設有緩沖槽301，緩沖槽301內固定連接有橡膠條302，十字架結構2由支撐桿5通過四通接頭6組裝形成，支撐桿5的各懸臂端分別與相對應地緩沖板3固定連接，四通接頭6與各支撐桿5彈性連接，且支撐桿5可在四通接頭6內自由伸縮運動。

如圖2和圖3所示，緩沖板3上均布四條橡膠條302，橡膠條302通過過盈配合的方式卡接于緩沖槽301內，橡膠條302的兩側面必須超出緩沖板3的兩側面，否則電池組可能會因為與緩沖板3撞擊而破損，相應地，橡膠條302超出緩沖板3較多的一面應與電池組的側壁貼合，以更好地起到減震緩沖作用，其中，橡膠條302可以用廢舊輪胎切割加工而成。緩沖板3可以為金屬板，亦或是硬質塑料板。

作為一種實施方式，為了更好地固定電池組和四通接頭6，四通接頭6的上下端面分別設有固定安裝孔604，四通接頭6的下端面固定連接在電池箱體1的底板上，其上端面則與電池組固定連接。如圖4所示，四通接頭6朝四個方向分別設有連接接頭601，連接接頭601內設有連接孔603，連接孔603內設有定位滑槽605（定位滑槽605并非伸出與連接孔603持平，圖4只是為了更清楚地表示定位滑槽605的結構和位置而隱藏了限位結構，限位結構用于防止支撐桿脫離四通接頭），四通接頭6的中心內置彈性橡膠球（圖中未畫出），通過彈性橡膠球的的彈性作用，可實現支撐桿5在連接孔603內的伸縮運動,。另外，為保證四通接頭6的強度和耐用性，四通接頭6采用金屬制成或硬質塑料制成，優選采用Q235鋼材料，以便后期重復使用。

作為一種實施方式，為了增強四通接頭6的強度，防止四通接頭6因剪切應力而斷裂，四通接頭6的相鄰連接接頭601之間設有支撐筋602，支撐筋602沿四通接頭6的外圓周面環形分布。如圖4所示，支撐筋602為圓柱形鋼條，支撐筋602的兩端內嵌于連接接頭601內并固定，當支撐桿5發生左右晃動時，支撐筋602能有效地防止連接接頭601彎曲，四通接頭6不易發生剪切斷裂，進而改善了四通接頭6的受力，使四通接頭6更耐用。

作為一種優選地實施方式，支撐筋602沿四通接頭6的連接接頭601周壁方向設置為3條，中間的支撐筋602的外圓周尺寸大于其兩側支撐筋602的外圓周尺寸，即支撐筋602以中間圓柱形鋼條為主要承力，其兩側的為輔助承力，以應對復雜方向上的剪切力的同時，減小對四通接頭6結構的影響。

作為一種實施方式，為了進一步增強支撐桿5的緩沖作用，支撐桿5由桿套501、承力桿502和壓縮彈簧503構成，如圖5和圖6所示，承力桿502與壓縮彈簧503固定連接，壓縮彈簧503全部置于桿套501內，承力桿502與桿套501滑動連接，當承力桿502受壓移動時，壓縮彈簧503收縮吸收能量，應力消散后，壓縮彈簧503釋放能量，支撐桿5恢復原態，實現吸收沖擊能。更進一步地說，桿套501為鋼制桿套，承力桿502可以為硬質塑料或金屬制成，壓縮彈簧503要求為不銹鋼壓簧，直徑規格要求在3-8mm。

更進一步地說，為了改善支撐桿5的受力，防止支撐桿5因剪切應力而斷裂，支撐桿5的橫截面為圓形，且支撐桿5沿其軸向方向，其半徑朝遠離四通接頭6的方向逐漸減小，這樣的結構可以使支撐桿5上各個方向的應力都盡量集中于支撐桿5的軸線上，減小支撐桿5的傾斜角度。

當電池箱遭受強烈沖擊時，緩沖板3上的橡膠條302首先受到沖擊，橡膠條302先吸收一部分能量，此時，緩沖板3接收沖擊并向電池箱體1內移動，由于彈性連接件4和十字架結構2的緩沖作用，沖擊力的能量被大量吸收，電池組此時受到較小沖擊，該沖擊通過承力面對面的橡膠條302吸收，電池組無損，如圖7所示，該情況變形較大的為彈性連接件4，彈性連接件4采用彈性塑料、彈性聚氨酯或橡膠制成；當沖擊力很大，彈性連接件4和十字架結構2的緩沖不足以降低沖擊力的能量時，電池組受壓并產生應變趨勢，此時，承力面對面的緩沖板3受到來自電池組的沖擊力而發生應變，經十字架結構2和彈性連接件4的緩沖作用，緩沖板3應變小于電池組，電池箱體1發生形變，電池組沿沖擊力的方向移動，在此應變過程中，沖擊力進一步被大量吸收，電池組自身形變較小，可以認為電池組無損，沖擊力消失后，電池箱受到回彈力而恢復原形態，電池箱無損，如圖8所示。更進一步地說，當車輛遭受的沖擊力具有很強的破壞性，以至于車輛的后排發生完全變形，此時，電池箱體1的形變不足以降低沖擊力的破壞性，彈性連接件4和十字架結構2不足以繼續連接固定住緩沖板3，緩沖板3脫落，電池組隨緩沖板3的脫落而飛出電池箱體1，進而使電池組免遭進一步的破壞，電池組得到了有效保護，防止了二次事故的發生。經過測試，本發明的電池箱能夠承受2000N以下不損壞，最高承受3500N，在4000N以上電池組飛出電池箱。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。