采用底盤碎塊捕集器的電動車電池組保護系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型大體上涉及電動車，并更尤其涉及用于向電動車電池組提供底盤保護的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]應在不斷上漲的油價和全球變暖的可怕后果驅(qū)使下的消費者的要求，汽車工業(yè)逐漸開始接受對超低排放、高效率的汽車的需求。雖然行業(yè)內(nèi)一些人仍在試圖通過制造更為有效的內(nèi)燃機來達到這些目標，但是其它人正在將混合動力或全電動驅(qū)動系并入它們的車輛發(fā)展路線(line-ups)中。但是，為了達到消費者的期望，汽車工業(yè)不但必須實現(xiàn)更為綠色的驅(qū)動系，并且還必須在維持合理水平的性能、范圍、可靠性、安全性以及開銷的條件下做到。
[0003]近年來已經(jīng)發(fā)生了若干起在筆記本電腦中包含的或在車輛中使用的可充電電池組著火的事故。因此，沖擊消費者對混合動力和全電動車輛的信心的主要問題之一在于電池組火災的風險。
[0004]可再充電電池往往相對不穩(wěn)定且容易熱失控，事件發(fā)生在當電池的內(nèi)部反應率增加至生成的熱量比可吸取的熱量更多的程度時。如果反應率和生熱量不減弱，生成的熱最終將變得足夠多而導致電池和接近電池的材料燃燒。雖然熱失控是典型的電池短路或制造缺陷導致的，但是諸如在事故過程中或在道路碎塊劃過或擊中電池組時可能發(fā)生的損壞也可能導致熱失控事件。
[0005]由于電池組存在著火的風險，混合動力和電動車(EV)制造商采用了不同技術來保護其電池組避免道路碎塊或車輛碰撞可能導致的損壞。例如，在使用例如混合動力電池組的相對較小的車輛中，電池組可通過將其置于后車廂內(nèi)、后座后面、前座下面，或者在另一個保護性相對良好的區(qū)域中來進行保護。使用大型電池組的車輛一般被迫將電池組安裝在車輛底下。為了保護這樣的電池組，可在道路表面和電池組底部之間放置防彈保護殼，例如，正如共同被轉(zhuǎn)讓的提交于2013年12月19日的第14/134，151號美國專利申請中所揭示的。
[0006]雖然現(xiàn)有技術教導了可被用于將電池組放置在汽車的相對受保護區(qū)域中，或否則保護電池組防止?jié)撛谖ｋU的不同的安裝技術，但由于已知災難性電池組事件帶來的后果的嚴重性，期望推出保護底盤安裝電池組的更進一步的技術。本實用新型提供了這樣的保護系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型提供了一種電池組保護系統(tǒng)，其特征在于，包括:被安裝在電動車底下的電池組，其中，所述電池組被配置成容納多個電池；被安裝在所述電池組前方的碎塊捕捉板，其中，所述碎塊捕捉板的后緣被附接至車輛結(jié)構(gòu)上，并且其中，所述碎塊捕捉板的前緣被設置成比最下的電池組表面更靠近下方路面，以及被耦接至所述碎塊捕捉板的多個板加強構(gòu)件，其中，每一個板加強構(gòu)件被縱向耦接至所述碎塊捕捉板，使得對應于每一個板加強構(gòu)件的縱向軸基本上平行于所述電動車的縱軸，其中，所述多個板加強構(gòu)件中的每一個板加強構(gòu)件包括至少一個變形控制特征，該變形控制特征在一塊碎塊撞擊所述碎塊捕捉板的所述前緣時，促使碎塊捕捉板發(fā)生預配置模式的變形。
[0008]本實用新型提供了一種用于電動車的電池組保護系統(tǒng)，其中電池組被安裝在汽車下面。該系統(tǒng)采用被安裝在電池組前方的碎塊捕捉板，該捕捉板被配置成變形并對擊中該捕捉板的前緣(leading edge)的碎塊進行捕集。捕捉板的前緣被設置成比電池組更低，即，安裝后捕捉板的前緣被設置成比最下面的電池組表面更接近于下層路面。多個板加強構(gòu)件被耦接至捕捉板的上表面，使得每一個加強構(gòu)件的縱向軸基本上平行于汽車的縱軸。每一個板加強構(gòu)件包括至少一個變形控制特征，其在一塊碎塊撞擊板的前緣時促使捕捉板進行預先配置模式的變形。擋板可被安裝在捕捉板的前緣上方，該擋板在一塊碎塊撞擊板的前緣時促使捕捉板的前緣發(fā)生向下的變形。該擋板可部分或整體延伸至在碎塊捕捉板上。
[0009]在每一個板加強構(gòu)件上包括的變形控制特征可包括沿每一個加強構(gòu)件的上緣放置的多個凹口，其中，這些凹口構(gòu)成由這些凹口形成的塑料鉸鏈。相鄰的板加強構(gòu)件的凹口優(yōu)選地互相對齊。
[0010]在每一個板加強構(gòu)件上包括的變形控制特征可包括沿每一個加強構(gòu)件的下緣放置并被設置成靠近碎塊捕捉板的后緣(trailing edge)的至少一個凹口，其中這些凹口促使捕捉板的后部向下變形。相鄰板加強構(gòu)件的凹口優(yōu)選地彼此對齊。
[0011]碎塊捕捉板的后緣可經(jīng)由焊接、釬接或粘接中的至少一種牢固地附接至電池組封裝組成件(例如電池組)的前部，或使用多個緊固件(例如螺栓)牢固地附接至電池組封裝組成件的前部。碎塊捕捉板的周邊，不包括后緣，可經(jīng)由使用低強度粘合劑形成多個臨時點焊或多個臨時聯(lián)結(jié)來弱附接至板支撐結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地由例如鋁或鋼的金屬制成的碎石捕捉板可安裝成相對于下方道路表面成一定角度，其中前緣被設置成比碎塊捕捉板的后緣更接近于下方道路表面。碎塊捕捉板的前緣優(yōu)選地被設置在比最下端電池組表面更接近于下方道路表面5至25毫米之間。
[0013]多個板加強構(gòu)件，優(yōu)選地由例如鋁或鋼的金屬制造成，可經(jīng)由焊接、釬接或粘接中的至少一種被附接至碎塊捕捉板的上表面，或者使用多個緊固件(例如，螺栓)被附接至碎塊捕捉板的上表面。
[0014]參考本說明書和附圖的其余部分可實現(xiàn)對本實用新型的本質(zhì)和優(yōu)點的進一步理解。
【附圖說明】
[0015]在參考附圖閱讀以下的詳細說明后將更好地理解本實用新型的這些和/或其它特征、方面和優(yōu)點，貫穿這些附圖，其中相同的字符代表相同的部件，其中:
[0016]圖1提供了電池組和上面安裝有電池組的車架的立體視圖。
[0017]圖2提供了依據(jù)現(xiàn)有技術的示例性電池組的一部分的橫截面視圖。
[0018]圖3提供了依據(jù)現(xiàn)有技術的備選的電池組配置的一部分的橫截面視圖。
[0019]圖4A提供了從一塊具有三球結(jié)形式的道路碎塊上通過之前的常規(guī)電池組的側(cè)視圖。
[0020]圖4B提供了圖4A中的常規(guī)電池組與三球結(jié)初始接觸時的側(cè)視圖。
[0021]圖4C提供了圖4B中的常規(guī)電池組在三球結(jié)上通過時電池組開始變形的側(cè)視圖。
[0022]圖4D提供了在三球結(jié)刺穿電池組時圖4C中的常規(guī)電池組的側(cè)視圖。
[0023]圖5示出了依據(jù)本實用新型的捕捉板的示例性安裝配置。
[0024]圖6示出了本實用新型的捕捉板的備選安裝配置。
[0025]圖7提供了本實用新型的碎塊捕捉板的優(yōu)選實施例的側(cè)視圖。
[0026]圖8提供了圖7中示出的捕捉板的立體視圖。
[0027]圖9提供了就在車輛從一塊道路碎塊上通過之前圖7中碎塊捕捉板組成件的側(cè)視圖。
[0028]圖10示出了圖9中所示的碎塊捕捉板組成件的捕捉板變形的初始階段。
[0029]圖11示出了在碎塊導致捕捉板充分變形之后的圖10中所示的捕捉板組成件。
[0030]圖12示出了為了捕集到一塊道路碎石，捕捉板加強構(gòu)件與另一個捕集器獨立地稍微變形的能力。
[0031]圖13示出了基于圖7所示的組成件修改后的捕捉板組成件。
[0032]圖14示出了被放置在捕捉板組成件前方的空氣動力罩的使用。
【具體實施方式】
[0033]在下文中，術語“電池”、“原電池”，以及“電池組電池單元”可互換地使用并可指示任意各種不同的電池配置和化學組成。典型的電池化學組成包括，但不限于，鋰離子、鋰離子聚合物、鎳金屬氫化物、鎳鎘、鎳氫、鎳鋅和銀鋅。術語“電池組”和“電池組封裝”可互換使用并可指示含有一個或多個互相電連接的電池以實現(xiàn)期望的電壓和容量。術語“電動汽車”和“EV”可以互換使用并可指示純電動車、充電式混合動力車(也被稱為PHEV)，或混合動力車(也被稱為HEV)，其中混合動力車采用多個動力源，包括電驅(qū)動系統(tǒng)。
[0034]在具有例如典型地由純電動車或具有相對長的純電動范圍的PHEV所需的大型電池組的常規(guī)EV中，電池組通常被安裝在車輛下面。從使對乘客和車廂的撞擊最小化的包裝的觀點方面以及從提供低重心和期望的重量分布的車輛性能的觀點方面看，這種安裝位置大體上被認為是最佳的。令人遺憾地，與將電池組安裝成距離路面