一种用于改善电池包震动噪音的结构、电池包和车辆的制作方法

1.本发明涉及电池包、电动汽车领域，尤其涉及一种用于改善电池包震动噪音的结构、具有该结构的电池包和车辆。


背景技术：

2.图1至图3示出了一种电动汽车的电池包的典型结构，该电池包10’由底板11’、上盖12’、电池模组13’构成，电池包的四周边沿具有连接点14’，其通过螺钉30’连接于电动汽车20’的下车体。
3.在开车行驶过程中，如图4所示，电池包的抖动会产生噪音，传递到车厢内，带来不良的乘车体验。中国专利文献cn1482971a披露了一种电动汽车电池包减震方案，其在下车体和电池包之间四角布置减震弹簧，以达到减震效果。
4.已有减震弹簧方案在一定程度上降低了电池包噪音，但仍然存在可分辨的噪音，未达到理想效果，在实施本发明创造的过程中，本发明人发现：这并非工程上减震弹簧的选型或布局未达最优的原因，而是存在其他噪音源。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于改善电池包震动噪音的结构，以提升电池包在运动中的减噪效果。
6.本发明的另一目的在于提供一种用于改善震动噪音的电池包，以提升电池包在运动中的减噪效果。
7.本发明的目的还在于提供一种车辆，以提升电池包在运动中的减噪效果。
8.为此，本发明一方面提供了一种用于改善电池包震动噪音的结构，其特征在于，包括在电池包中部设置的一个刚性支架和在电池包四周布置的若干弹簧支架，其中，所述刚性支架与电池包上盖焊接，各所述弹簧支架与电池包上盖焊接，所述刚性支架的顶部具有第一焊接螺钉，各弹簧支架的顶部具有第二焊接螺钉，所述第一焊接螺钉和第二焊接螺钉用于与车辆的下车体连接，其中，所述刚性支架与电池包上盖之间具有一设定的预压紧量，以产生止震预紧力。
9.进一步地，上述弹簧支架包括底板、顶板、以及位于顶板和底板二者之间且与二者焊接的减震弹簧。
10.进一步地，上述顶板和底板上各自设有冲压凸台，用于减震弹簧焊接定位。
11.进一步地，上述刚性支架包括盒装支架本体和在盒装支架本体两侧对称布置的焊接脚板。
12.进一步地，上述盒装支架本体与两焊接脚板为一体成型的钣金件。
13.进一步地，上述钣金件的各折弯处设有冲压凹陷结构。
14.进一步地，上述预压紧量为8mm
‑
12mm。
15.进一步地，上述弹簧支架与电池包上盖通过点焊焊接。
16.进一步地，上述若干弹簧支架为四个弹簧支架，所述四个弹簧支架分为两对，每对弹簧支架关于电池包上盖中线对称布置。
17.进一步地，上述电池包的四周边沿具有若干连接点，其通过螺钉连接于车辆的下车体。
18.根据本发明的另一方面，提供了一种电池包，该电池包上采用了上面所描述的用于改善电池包震动噪音的结构。
19.本发明还提供了一种车辆，例如电动汽车，其包括下车体和设置于下车体底部下方的电池包，该电池包上采用了上面所描述的用于改善电池包震动噪音的结构。
20.本发明通过电池包中部布置的刚性支架(即不可压缩的支架)和四周的弹簧支架结合的方式，对电池包尤其是电池包中部的上盖提供较强的预压紧支撑，达到了大幅提升减噪的效果。
21.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
22.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1是现有的电动汽车和电池包的装配关系；
24.图2是现有的电池包的结构示意图；
25.图3是图2所示电池包的沿a
‑
a截面的结构示意图；
26.图4是现有的电动汽车在运行中电池包向车厢传递震动噪音的现象；
27.图5是根据本发明的用于改善电动汽车在运行中电池包震动噪音的结构(简称减噪结构)的示意图；
28.图6是根据本发明的减噪结构的减震弹簧的结构示意图；
29.图7示出了图6所示减震弹簧的内部结构；
30.图8是根据本发明的减噪结构的刚性支架的结构示意图；以及
31.图9示出了图8所示刚性支架的b
‑
b剖视图。
具体实施方式
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
33.在实施本发明创造的过程中，本发明人发现：现有电池包采用四周弹簧张紧固定的方式，同时电池包(尤其是电池包上盖)本身呈扁平状，犹如一张纸板，中部相对较弱，形成类似“鼓面”结构，如此在车辆运动中，电池包上盖拍打空气，“鼓面”会产生轰鸣噪音(booming noise)。
34.图5至图9示出了根据本发明的一些实施例。
35.结合参照图5、图6和图8，本发明的减噪结构包括在电池包中部的一个刚性支架52和在电池包四周布置的若干弹簧支架51，电池包的四周边沿具有连接点，其通过螺钉连接于电动汽车的下车体，其中，所述刚性支架52与电池包上盖焊接，各所述弹簧支架51与电池
包上盖焊接，所述刚性支架的顶部具有第一焊接螺钉522，各弹簧支架的顶部具有第二焊接螺钉514，其中所述第一焊接螺钉522和第二焊接螺钉514用于与电动汽车的下车体连接，其中，所述刚性支架与电池包上盖之间具有一设定的预压紧量，以产生止震预紧力。
36.其中，与电池包上盖的焊接方式多种多样，优选为电阻点焊，此时要求在电池包上盖装配前完成焊接。
37.在本发明中，电池包中部(尤其是电池包上盖的中部)是指其震动量最大位置或附近，如图3中的电池包上盖的b点处附近。
38.由于电池包上盖本身只是一张冲压成形的钣金(厚度小于1mm)，其自身强度不高，并且电池包上盖的中部(b点处附近)距离电池包上盖的两端与电池包边梁(强度较大的零件)的连接点d1、d2处距离较远，因此当电池包发生垂直方向的抖动时，电池包上盖的中部的振动相对更大，振动的电池包上盖中部会“拍打”空气，进而造成会产生轰鸣噪音(booming noise)。
39.一种可能的情况是振动量最大位置不适合焊接钢性支架，此时选择附近适合安装刚性支架的位置，与振动量最大位置安装相比，对于乘车者而言也有不易感官分辨的减噪效果。在本发明中，振动量最大位置由实验获得，经验上可选上盖的几何中心处。
40.在本发明中，预压紧量根据实际情况获得，在达到减噪效果的前提下，预压紧力越小越好。在一实施例中，电池包上盖与下车体间隙40mm(如图3中的h)，而中部刚性支架高度51mm(如图9中的h)，预压紧量为11mm。
41.在一实施例中，采用四个弹簧支架51，刚性支架52位于上盖中线l上，四个弹簧支架分成两对，关于中线对称布置，如图5所示，因上盖结构上的约制，其中一对弹簧支架间隔较近，另一对弹簧间距较远。弹簧支架的功能是阻尼减震，若没有减震弹簧，电池包尤其是电池包上盖的整体振动会更加剧烈。
42.在本发明中，四周弹簧对电池包上盖四周张紧，形成“鼓面”，同时中间位置的刚性支架采用预压紧的方式安装，这相当于“鼓面”中心有一个“鼓槌”按住鼓面进行止声，这样鼓面就无法在外在激励下发生振动，不容易发出声响，进而达到减噪目的。
43.在本发明中，如图5所示，由于布置弹簧的位置到电池包上盖与电池包边梁的连接点的距离较近，因此在此处设置弹簧支架较为合理，由于弹簧自身的柔性，不会导致上盖在张紧的同时发生塑性变形。
44.继续参考图3、图5所示，在上盖的中部(b点处附近)，由于距离上盖和边梁的连接点较远，并且上盖中部也是“鼓面”振动的幅度最大处，因此设置在此处的刚性支架可以让上盖中部“鼓面”形成较大的张紧的同时不让“鼓面”发生塑性变形。若在鼓面中心依然采用弹簧来按压住鼓面，那么在一定的振动激励下，弹簧依然随着鼓面而会被压缩、拉长，无法彻底消除鼓面振动。
45.结合参照图6，弹簧支架51包括顶板512、底板513、以及位于顶板和底板二者之间且与二者焊接的减震弹簧511，其中，所述第二焊接螺钉514焊接固定至所述顶板512上。该弹簧支架结构一方面轻质，另一方面使得电池包上盖的承力面积加大，这样有助于避免上盖局部受力变形。
46.优选地，如图7所示，顶板512和底板513上各自设有冲压凸台512a和513a，用于减震弹簧511焊接定位。
47.结合参照图8和图9，刚性支架52包括盒装支架本体521和在盒装支架本体两侧对称布置的焊接脚板523，其中，所述盒装支架本体521与两焊接脚板523为一体成型的钣金件.中部刚性支架高度h(例如h＝51mm)大于电池包上盖与下车体间隙h(例如h＝40mm)。该刚性支架一方面轻质，另一方面其对称焊接脚板结构使得电池包上盖的承力面积加大，这样有助于避免上盖局部受力变形。
48.优选地，上述钣金件的各折弯处设有冲压凹陷结构524(即冲压形成的加强筋)，以增加钣金件的结构强度、抗变形。
49.本发明还提供了一种电池包，该电池包上采用了上面所描述的用于改善电池包震动噪音的结构，以提升电池包在运动中的减噪效果。
50.本发明还提供了一种车辆，例如电动汽车，包括下车体和设置于下车体底部下方的电池包，该电池包上采用了上面所描述的用于改善电池包震动噪音的结构，以提升电池包在运动中的减噪效果。
51.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。