采用底盘碎块捕集器的电动车电池组保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型大体上涉及电动车，并更尤其涉及用于向电动车电池组提供底盘保护的系统。
【背景技术】
[0002]应在不断上涨的油价和全球变暖的可怕后果驱使下的消费者的要求，汽车工业逐渐开始接受对超低排放、高效率的汽车的需求。虽然行业内一些人仍在试图通过制造更为有效的内燃机来达到这些目标，但是其它人正在将混合动力或全电动驱动系并入它们的车辆发展路线(line-ups)中。但是，为了达到消费者的期望，汽车工业不但必须实现更为绿色的驱动系，并且还必须在维持合理水平的性能、范围、可靠性、安全性以及开销的条件下做到。
[0003]近年来已经发生了若干起在笔记本电脑中包含的或在车辆中使用的可充电电池组着火的事故。因此，冲击消费者对混合动力和全电动车辆的信心的主要问题之一在于电池组火灾的风险。
[0004]可再充电电池往往相对不稳定且容易热失控，事件发生在当电池的内部反应率增加至生成的热量比可吸取的热量更多的程度时。如果反应率和生热量不减弱，生成的热最终将变得足够多而导致电池和接近电池的材料燃烧。虽然热失控是典型的电池短路或制造缺陷导致的，但是诸如在事故过程中或在道路碎块划过或击中电池组时可能发生的损坏也可能导致热失控事件。
[0005]由于电池组存在着火的风险，混合动力和电动车(EV)制造商采用了不同技术来保护其电池组避免道路碎块或车辆碰撞可能导致的损坏。例如，在使用例如混合动力电池组的相对较小的车辆中，电池组可通过将其置于后车厢内、后座后面、前座下面，或者在另一个保护性相对良好的区域中来进行保护。使用大型电池组的车辆一般被迫将电池组安装在车辆底下。为了保护这样的电池组，可在道路表面和电池组底部之间放置防弹保护壳，例如，正如共同被转让的提交于2013年12月19日的第14/134，151号美国专利申请中所揭示的。
[0006]虽然现有技术教导了可被用于将电池组放置在汽车的相对受保护区域中，或否则保护电池组防止潜在危险的不同的安装技术，但由于已知灾难性电池组事件带来的后果的严重性，期望推出保护底盘安装电池组的更进一步的技术。本实用新型提供了这样的保护系统。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供了一种电池组保护系统，其特征在于，包括:被安装在电动车底下的电池组，其中，所述电池组被配置成容纳多个电池；被安装在所述电池组前方的碎块捕捉板，其中，所述碎块捕捉板的后缘被附接至车辆结构上，并且其中，所述碎块捕捉板的前缘被设置成比最下的电池组表面更靠近下方路面，以及被耦接至所述碎块捕捉板的多个板加强构件，其中，每一个板加强构件被纵向耦接至所述碎块捕捉板，使得对应于每一个板加强构件的纵向轴基本上平行于所述电动车的纵轴，其中，所述多个板加强构件中的每一个板加强构件包括至少一个变形控制特征，该变形控制特征在一块碎块撞击所述碎块捕捉板的所述前缘时，促使碎块捕捉板发生预配置模式的变形。
[0008]本实用新型提供了一种用于电动车的电池组保护系统，其中电池组被安装在汽车下面。该系统采用被安装在电池组前方的碎块捕捉板，该捕捉板被配置成变形并对击中该捕捉板的前缘(leading edge)的碎块进行捕集。捕捉板的前缘被设置成比电池组更低，即，安装后捕捉板的前缘被设置成比最下面的电池组表面更接近于下层路面。多个板加强构件被耦接至捕捉板的上表面，使得每一个加强构件的纵向轴基本上平行于汽车的纵轴。每一个板加强构件包括至少一个变形控制特征，其在一块碎块撞击板的前缘时促使捕捉板进行预先配置模式的变形。挡板可被安装在捕捉板的前缘上方，该挡板在一块碎块撞击板的前缘时促使捕捉板的前缘发生向下的变形。该挡板可部分或整体延伸至在碎块捕捉板上。
[0009]在每一个板加强构件上包括的变形控制特征可包括沿每一个加强构件的上缘放置的多个凹口，其中，这些凹口构成由这些凹口形成的塑料铰链。相邻的板加强构件的凹口优选地互相对齐。
[0010]在每一个板加强构件上包括的变形控制特征可包括沿每一个加强构件的下缘放置并被设置成靠近碎块捕捉板的后缘(trailing edge)的至少一个凹口，其中这些凹口促使捕捉板的后部向下变形。相邻板加强构件的凹口优选地彼此对齐。
[0011]碎块捕捉板的后缘可经由焊接、钎接或粘接中的至少一种牢固地附接至电池组封装组成件(例如电池组)的前部，或使用多个紧固件(例如螺栓)牢固地附接至电池组封装组成件的前部。碎块捕捉板的周边，不包括后缘，可经由使用低强度粘合剂形成多个临时点焊或多个临时联结来弱附接至板支撑结构。
[0012]优选地由例如铝或钢的金属制成的碎石捕捉板可安装成相对于下方道路表面成一定角度，其中前缘被设置成比碎块捕捉板的后缘更接近于下方道路表面。碎块捕捉板的前缘优选地被设置在比最下端电池组表面更接近于下方道路表面5至25毫米之间。
[0013]多个板加强构件，优选地由例如铝或钢的金属制造成，可经由焊接、钎接或粘接中的至少一种被附接至碎块捕捉板的上表面，或者使用多个紧固件(例如，螺栓)被附接至碎块捕捉板的上表面。
[0014]参考本说明书和附图的其余部分可实现对本实用新型的本质和优点的进一步理解。
【附图说明】
[0015]在参考附图阅读以下的详细说明后将更好地理解本实用新型的这些和/或其它特征、方面和优点，贯穿这些附图，其中相同的字符代表相同的部件，其中:
[0016]图1提供了电池组和上面安装有电池组的车架的立体视图。
[0017]图2提供了依据现有技术的示例性电池组的一部分的横截面视图。
[0018]图3提供了依据现有技术的备选的电池组配置的一部分的横截面视图。
[0019]图4A提供了从一块具有三球结形式的道路碎块上通过之前的常规电池组的侧视图。
[0020]图4B提供了图4A中的常规电池组与三球结初始接触时的侧视图。
[0021]图4C提供了图4B中的常规电池组在三球结上通过时电池组开始变形的侧视图。
[0022]图4D提供了在三球结刺穿电池组时图4C中的常规电池组的侧视图。
[0023]图5示出了依据本实用新型的捕捉板的示例性安装配置。
[0024]图6示出了本实用新型的捕捉板的备选安装配置。
[0025]图7提供了本实用新型的碎块捕捉板的优选实施例的侧视图。
[0026]图8提供了图7中示出的捕捉板的立体视图。
[0027]图9提供了就在车辆从一块道路碎块上通过之前图7中碎块捕捉板组成件的侧视图。
[0028]图10示出了图9中所示的碎块捕捉板组成件的捕捉板变形的初始阶段。
[0029]图11示出了在碎块导致捕捉板充分变形之后的图10中所示的捕捉板组成件。
[0030]图12示出了为了捕集到一块道路碎石，捕捉板加强构件与另一个捕集器独立地稍微变形的能力。
[0031]图13示出了基于图7所示的组成件修改后的捕捉板组成件。
[0032]图14示出了被放置在捕捉板组成件前方的空气动力罩的使用。
【具体实施方式】
[0033]在下文中，术语“电池”、“原电池”，以及“电池组电池单元”可互换地使用并可指示任意各种不同的电池配置和化学组成。典型的电池化学组成包括，但不限于，锂离子、锂离子聚合物、镍金属氢化物、镍镉、镍氢、镍锌和银锌。术语“电池组”和“电池组封装”可互换使用并可指示含有一个或多个互相电连接的电池以实现期望的电压和容量。术语“电动汽车”和“EV”可以互换使用并可指示纯电动车、充电式混合动力车(也被称为PHEV)，或混合动力车(也被称为HEV)，其中混合动力车采用多个动力源，包括电驱动系统。
[0034]在具有例如典型地由纯电动车或具有相对长的纯电动范围的PHEV所需的大型电池组的常规EV中，电池组通常被安装在车辆下面。从使对乘客和车厢的撞击最小化的包装的观点方面以及从提供低重心和期望的重量分布的车辆性能的观点方面看，这种安装位置大体上被认为是最佳的。令人遗憾地，与将电池组安装成距离路面