一种车辆底部电池防护系统及使用该系统的车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆底部电池防护技术领域，具体涉及一种车辆底部电池防护系统及使用该系统的车辆。


背景技术：

2.目前纯电动客车的电池多布置在中间车架上，离地位置较低，当客车行驶时遇到较高的减速凸包、路面散落障碍物、路面凸起障碍物等物体时，电池底部存在刮伤或磕碰的风险，而当电池受到严重的磕碰时，存在电池内部短路导致热失控起火的风险。
3.对此，授权公告号为cn207173275u的中国实用新型专利公开了一种动力电池组底部防护装置及汽车，其防护装置实际上是一种防护板组件，包括第一护板、第二护板和第三护板，其中第一护板与车身的底部固定连接；第二护板为波纹形，其上端面与第一护板固定连接；第三护板上设置有凹槽，第二护板固定设置在凹槽中，凹槽的两侧壁的端面与第一护板固定连接；两个侧壁均与凹槽的底部之间成钝角。使用时，当遇到强度较低的土块等障碍物时，能够有效地碾碎障碍物，遇到强度较高的障碍物发生撞击时，凹槽的侧壁可以将撞击力分解成侧向分力，以使得整车向上抬起一定的高度，有效地跨越障碍物，防止了障碍物对电池包底部的冲击。
4.上述防护装置对于强度较高的障碍物是直接压过去，对于体积较大的高强度障碍物来说，在压过去的同时，不但会造成车辆颠簸，而且也会对防护装置本身产生较大的反作用力，致使防护装置严重变形和磨损，使用寿命较短，需要经常更换。而对于体积较小的高强度障碍物来说，防护装置根本就压不住，障碍物会越过防护装置，而后很可能与后方的电池包直接接触，对电池包造成破坏。此外，由于电池包底部是敞开的，当汽车遇到较高的减速凸包或者是汽车底部遇到较硬的突出物或飞溅物时，电池包底部会直接与减速凸包、突出物或飞溅物接触，造成电池包局部集中受力而出现损伤破坏。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种车辆底部电池防护系统，以解决现有技术中的防护装置只能从障碍物上压过去而导致车辆颠簸以及防护装置本身容易变形和磨损而需要经常更换的问题；本发明的目的还在于提供一种车辆，以解决现有技术中的防护装置只能从障碍物上压过去而导致车辆颠簸以及防护装置本身容易变形和磨损而需要经常更换的问题。
6.为实现上述目的，本发明中的车辆底部电池防护系统采用如下技术方案：一种车辆底部电池防护系统，包括：车架，车架上设置有用于安装电池包的安装空间，定义车架的头部在尾部的前方；防护导轨，固定在车架底部，用于碾碎障碍物；其中，防护导轨有一个且位于所述安装空间的前侧，防护导轨包括由内向外逐渐向后过渡以将障碍物引导到车架外侧的引导段；或者，防护导轨有两个且分别位于所述安装空间的前后两侧，前侧的防护导轨包括由内
向外逐渐向后过渡以将障碍物引导到车架外侧的引导段，后侧的防护导轨包括由内向外逐渐向前过渡以将障碍物引导到车架外侧的引导段。
7.上述技术方案的有益效果在于：防护导轨有一个时，防护导轨固定在车架底部且位于安装空间的前侧，也即防护导轨设置在电池包的前侧，因此车辆在向前行驶时，防护导轨会首先接触到前方的障碍物，这样对于硬度不高的障碍物（如土块、较脆的砂石等），防护导轨会直接将其碾碎，由于防护导轨包括由内向外逐渐向后过渡的引导段，因此碾碎后的部分障碍物可以在引导段的引导作用下移动到车架的外侧；而对于硬度较大且体积也较大的障碍物（如较大的硬石块、破碎的砖石等）来说，会撞击到防护导轨上，在防护导轨的反作用力以及引导段的引导作用下，会移动到车架的外侧，而不用从障碍物上面压过去，因此不但可以避免车辆颠簸，而且也能够避免防护导轨产生较大的变形和磨损，因此可以延长防护导轨的使用寿命，避免频繁更换。
8.防护导轨有两个时，两个防护导轨分别位于安装空间的前后两侧，也即分别设置在电池包的前后两侧，这样不管车辆是向前行驶还是向后倒车，都可以在引导段的作用下起到上述的效果。
9.进一步的，为了方便防护导轨对障碍物进行碾压，保证防护导轨的整体结构强度，方便防护导轨与车架的固定，防护导轨包括截面呈弧形且弧形开口朝上设置的弧形板，防护导轨还包括固定在弧形板顶部以将弧形开口封闭的封板，封板与车架固定连接，弧形板的弧形表面构成用于碾碎障碍物的碾压面。
10.进一步的，为了方便防护导轨和车架之间的固定连接，封板的前后两端多出弧形板分别构成前伸部和后伸部。
11.进一步的，为了保证防护导轨引导障碍物的效果，防护导轨整体呈弧形，所述引导段为弧形引导段。
12.进一步的，为了增强对电池包的防护作用，方便对越过防护导轨的体积较小的障碍物进行挤压碾碎或者是减小其动能，车辆底部电池防护系统还包括固定在车架底部的挤压板，挤压板位于所述安装空间和防护导轨之间，挤压板具有用于挤压碾碎障碍物的挤压面，挤压板的最底端低于防护导轨的最底端。
13.进一步的，为了简化结构、方便制造，挤压板整体为直的挤压板，挤压板的截面为开口朝上设置的半圆弧形，挤压板的圆弧表面构成所述的挤压面。
14.进一步的，为了增强对电池包的防护作用，防止电池包与较高的减速凸包、较硬的突出物或飞溅物直接接触而遭到损伤破坏，车辆底部电池防护系统还包括固定在车架底部的组合防护装置，车架上于所述安装空间内固定有用于安装电池包的安装板，组合防护装置位于安装板的正下方，组合防护装置包括防护板和安装在防护板上的滚轮，滚轮的旋转轴线沿左右方向延伸，滚轮用于与较高的障碍物滚动接触，以将整车向上抬起一定高度。
15.进一步的，为了简化结构，方便滚轮的安装，组合防护装置还包括固定在防护板上的第一固定块和第二固定块，第一固定块和第二固定块之间设置有滚轮轴，所述滚轮套设在滚轮轴的外部。
16.进一步的，为了增强对电池包的防护作用，防止电池包与较高的减速凸包、较硬的突出物或飞溅物直接接触而遭到损伤破坏，车辆底部电池防护系统还包括固定在车架底部的组合防护装置，车架上于所述安装空间内固定有用于安装电池包的安装板，组合防护装
置位于安装板的正下方，组合防护装置包括防护板和安装在防护板上的滚轮，滚轮的旋转轴线沿左右方向延伸，滚轮用于与较高的障碍物滚动接触，以将整车向上抬起一定高度。
17.为实现上述目的，本发明中的车辆采用如下技术方案：一种车辆，包括电池包和车辆底部电池防护系统，车辆底部电池防护系统包括：车架，车架上设置有用于安装电池包的安装空间，定义车架的头部在尾部的前方；防护导轨，固定在车架底部，用于碾碎障碍物；其中，防护导轨有一个且位于所述安装空间的前侧，防护导轨包括由内向外逐渐向后过渡以将障碍物引导到车架外侧的引导段；或者，防护导轨有两个且分别位于所述安装空间的前后两侧，前侧的防护导轨包括由内向外逐渐向后过渡以将障碍物引导到车架外侧的引导段，后侧的防护导轨包括由内向外逐渐向前过渡以将障碍物引导到车架外侧的引导段。
18.上述技术方案的有益效果在于：防护导轨有一个时，防护导轨固定在车架底部且位于安装空间的前侧，也即防护导轨设置在电池包的前侧，因此车辆在向前行驶时，防护导轨会首先接触到前方的障碍物，这样对于硬度不高的障碍物（如土块、较脆的砂石等），防护导轨会直接将其碾碎，由于防护导轨包括由内向外逐渐向后过渡的引导段，因此碾碎后的部分障碍物可以在引导段的引导作用下移动到车架的外侧；而对于硬度较大且体积也较大的障碍物（如较大的硬石块、破碎的砖石等）来说，会撞击到防护导轨上，在防护导轨的反作用力以及引导段的引导作用下，会移动到车架的外侧，而不用从障碍物上面压过去，因此不但可以避免车辆颠簸，而且也能够避免防护导轨产生较大的变形和磨损，因此可以延长防护导轨的使用寿命，避免频繁更换。
19.防护导轨有两个时，两个防护导轨分别位于安装空间的前后两侧，也即分别设置在电池包的前后两侧，这样不管车辆是向前行驶还是向后倒车，都可以在引导段的作用下起到上述的效果。
20.进一步的，为了方便防护导轨对障碍物进行碾压，保证防护导轨的整体结构强度，方便防护导轨与车架的固定，防护导轨包括截面呈弧形且弧形开口朝上设置的弧形板，防护导轨还包括固定在弧形板顶部以将弧形开口封闭的封板，封板与车架固定连接，弧形板的弧形表面构成用于碾碎障碍物的碾压面。
21.进一步的，为了方便防护导轨和车架之间的固定连接，封板的前后两端多出弧形板分别构成前伸部和后伸部。
22.进一步的，为了保证防护导轨引导障碍物的效果，防护导轨整体呈弧形，所述引导段为弧形引导段。
23.进一步的，为了增强对电池包的防护作用，方便对越过防护导轨的体积较小的障碍物进行挤压碾碎或者是减小其动能，车辆底部电池防护系统还包括固定在车架底部的挤压板，挤压板位于所述安装空间和防护导轨之间，挤压板具有用于挤压碾碎障碍物的挤压面，挤压板的最底端低于防护导轨的最底端。
24.进一步的，为了简化结构、方便制造，挤压板整体为直的挤压板，挤压板的截面为开口朝上设置的半圆弧形，挤压板的圆弧表面构成所述的挤压面。
25.进一步的，为了增强对电池包的防护作用，防止电池包与较高的减速凸包、较硬的突出物或飞溅物直接接触而遭到损伤破坏，车辆底部电池防护系统还包括固定在车架底部
的组合防护装置，车架上于所述安装空间内固定有用于安装电池包的安装板，组合防护装置位于安装板的正下方，组合防护装置包括防护板和安装在防护板上的滚轮，滚轮的旋转轴线沿左右方向延伸，滚轮用于与较高的障碍物滚动接触，以将整车向上抬起一定高度。
26.进一步的，为了简化结构，方便滚轮的安装，组合防护装置还包括固定在防护板上的第一固定块和第二固定块，第一固定块和第二固定块之间设置有滚轮轴，所述滚轮套设在滚轮轴的外部。
27.进一步的，为了增强对电池包的防护作用，防止电池包与较高的减速凸包、较硬的突出物或飞溅物直接接触而遭到损伤破坏，车辆底部电池防护系统还包括固定在车架底部的组合防护装置，车架上于所述安装空间内固定有用于安装电池包的安装板，组合防护装置位于安装板的正下方，组合防护装置包括防护板和安装在防护板上的滚轮，滚轮的旋转轴线沿左右方向延伸，滚轮用于与较高的障碍物滚动接触，以将整车向上抬起一定高度。
附图说明
28.图1为本发明中车辆的仰视图；图2为图1中的局部结构图；图3为图1和图2中防护导轨的立体图；图4为图1和图2中防护导轨的纵截面图；图5为图1和图2中挤压板的立体图；图6为图1和图2中挤压板的侧视图；图7为图1和图2中组合防护装置的立体图；图8为图1和图2中组合防护装置的侧视图；图9为图7和图8中滚轮结构的放大图；图10为图9中滚轮结构的爆炸图；图11为图1和图2中电池安装板的立体图。
29.图中：1-防护导轨；11-弧形板；12-封板；2-挤压板；21-端面；3-组合防护装置；31-滚轮结构；311-第一固定块；312-第二固定块；3121-凹槽；313-滚轮；3131-穿孔；314-滚轮轴；32-防护板；4-安装板；41-固定孔；5-电池包；6-车架。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
33.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
34.本发明中车辆的一个实施例为：如图1和图2所示，车辆包括电池包5和车辆底部电池防护系统，车辆底部电池防护系统包括车架6、防护导轨1、挤压板2、组合防护装置3。
35.定义车架6的头部在尾部的前方，车架6的中部设置有用于安装电池包5的安装空间，具体的，车架6上于上述安装空间内固定有用于安装电池包的安装板4，结合图11所示，安装板4上设置有三排共六个安装孔41，安装板4通过螺栓固定在车架6的三根槽钢上，安装板4位于三根槽钢的上方。
36.防护导轨1固定在车架6的底部，用于碾碎障碍物。本实施例中的防护导轨1有两个且分别位于所述安装空间的前后两侧，也即分别设置在电池包5的前后两侧，前后两个防护导轨1的结构相同且呈前后对称布置，防护导轨1整体呈弧形，两个防护导轨1整体形成的弧形开口相对设置，如图1所示。
37.对于前侧的防护导轨1来说，其最前端位于车辆中间对称面上，其左右两侧相对于最前端对称，分别形成由内向外逐渐向后过渡的引导段，引导段可以将障碍物引导到车架的外侧。对于后侧的防护导轨1来说，其最后端位于车辆中间对称面上，其左右两侧相对于最后端对称，分别形成由内向外逐渐向前过渡的引导段，同样的，引导段可以将障碍物引导到车架的外侧。由于防护导轨1整体呈弧形，因此上述引导段均为弧形引导段。
38.结合图3和图4所示，防护导轨1包括截面呈弧形且弧形开口朝上设置的弧形板11，防护导轨还包括固定在弧形板11顶部以将弧形开口封闭的封板12，弧形板11的弧形表面构成用于碾碎障碍物的碾压面。封板12的前后两端多出弧形板11分别构成前伸部和后伸部，前伸部和后伸部分别与车架6焊接固定，实现防护导轨1固定在车架6上。
39.通过设置前后两个防护导轨1，可以使车辆不管是向前行驶，还是向后倒车，都由防护导轨1先与障碍物接触，防护导轨1采用轻质铝合金制成，对于硬度不高的障碍物（如土块、较脆的砂石等），防护导轨会直接将其碾碎，碾碎后的部分障碍物可以在引导段的引导作用下移动到车架的外侧；而对于硬度较大且体积也较大的障碍物（如较大的硬石块、破碎的砖石等）来说，会撞击到防护导轨上，在防护导轨的反作用力以及引导段的引导作用下，会移动到车架的外侧，而不用从障碍物上面压过去，因此不但可以避免车辆颠簸，而且也能够避免防护导轨产生较大的变形和磨损，因此可以延长防护导轨的使用寿命，避免频繁更换。
40.如图1和图2所示，挤压板2固定在车架6的底部，挤压板2也有两个，分别位于上述安装空间和防护导轨1之间，也即分别位于电池包5和防护导轨1之间。结合图5和图6所示，挤压板2整体为直的挤压板，挤压板2的截面为开口朝上设置的半圆弧形，挤压板2的圆弧表面构成用于挤压碾碎障碍物的挤压面，挤压板2的两个端面21与车架6焊接固定。
41.挤压板2采用高强钢制成，挤压板2的最底端低于防护导轨1的最底端，防护导轨1可以对硬度较大且体积也较大障碍物反弹并将其引导到车架外侧，而体积较小的障碍物则会越过防护导轨1（因为防护导轨1根本触碰不到），这一部分障碍物会撞击到挤压板2上，由
挤压板2对这些障碍物进行挤压碾碎，使其成为体积更小的障碍物，或者由于挤压板2的挤压碾碎或者阻挡，会减小障碍物的动能，这样即使障碍物碰到电池包，也可以大幅减小对电池包造成的伤害。
42.如图2所示，组合防护装置3固定在车架6的底部且位于安装板4的正下方。结合图7所示，组合防护装置3包括防护板32和安装在防护板32上的滚轮结构31，结合图8、图9和图10所示，滚轮结构31包括第一固定块311、第二固定块312、滚轮313和滚轮轴314，第一固定块311和第二固定块312的端面焊接固定在防护板32上，滚轮轴314的一端焊接固定在第一固定块311上，另一端插装在第二固定块312上设置的凹槽3121内，滚轮313套设在滚轮轴314的外部，滚轮313上设置有穿孔3131。
43.一个防滑板32上的滚轮结构31有两个，两个滚轮结构31有前后布置。滚轮313的旋转轴线沿左右方向延伸，当车辆遇到底部托起工况（如较高的减速凸包）时，滚轮313先于电池包之前与减速凸包滚动接触，此时滚轮313受减速凸包的作用力将整车向上抬起一定高度，避免电池包与较高的障碍物接触。采用滚轮的方式，可以减小摩擦力，延长组合防护装置3的使用寿命。
44.防护板32焊接固定在车架6上，具体是焊接在固定安装板4的三根槽钢上，安装板4和防护板32夹在槽钢的上下两侧，它们的间距刚好等于槽钢的高度，实际应用时为30-40mm。
45.防护板32采用高强钢制成，能覆盖整个电池包5的底面，当车辆遇到底部穿刺（如较硬的突出物、飞溅物）时，高强度的防护板32能与穿刺物直接接触，阻挡底部穿刺物体与电池包碰撞，避免电池包出现集中受力的情况。并且防护板32和安装板4之间还隔着30-40mm的距离，这样即使防护板32被尖锐物穿刺挤压导致防护板32发生变形，30-40mm的间隙余量也可以保证电池包底部不被碰撞。
46.综上，车辆底部电池防护系统在工作时，防护导轨1首先接触到路面障碍物，使硬度不高的障碍物直接被碾碎，使硬度较大且体积较大的障碍物直接反弹并在引导段的作用下引导到车辆外侧，避免直接压过去。对于硬度较大且体积较小的障碍物会越过防护导轨1，撞击到挤压板2，由挤压板2进行挤压碾碎或者是减小障碍物的动能。对于一些仍然能够到达电池包底部的障碍物，或者是地面上较硬的突出物，或者是突然出现的飞溅物，则由防护板32进行阻挡防护。对于地面上较高的障碍物，如减速凸包，滚轮会与之滚动接触，将整车向上抬起一定高度，避免障碍物与电池包底部接触。
47.本发明的车辆可以是纯电动客车、混合动力客车，或者是普通的电动轿车，车辆底部电池防护系统由防护导轨1、挤压板2以及组合防护装置3形成三道防线，能够对电池包形成强有力的防护作用，避免电池包受到刮伤或磕碰，进而避免电池内部短路导致热失控起火的情况发生。
48.在车辆的其他实施例中，车辆底部电池防护系统可以只设置两道防线，由防护导轨和组合防护装置构成。
49.在车辆的其他实施例中，当防护板的厚度足够时，可以直接在防护板上设置凹槽，并在凹槽中安装滚轮轴，使滚轮套装在滚轮轴外部。
50.在车辆的其他实施例中，可以采用已有的轮子产品作为滚轮，例如购物车底部的车轮等。
51.在车辆的其他实施例中，车辆底部电池防护系统可以只设置两道防线，由防护导轨和挤压板构成。
52.在车辆的其他实施例中，挤压板的截面形状也可以与防护导轨的截面形状相同，挤压板也由弧形板和封板构成。
53.在车辆的其他实施例中，挤压板整体也可以是弯曲的。
54.在车辆的其他实施例中，车辆底部电池防护系统可以只设置一道防线，仅由防护导轨构成。
55.在车辆的其他实施例中，防护导轨整体不是弧形，而是呈八字形，由两个倾斜的倾斜段构成，倾斜段分别构成引导段。
56.在车辆的其他实施例中，封板的前后宽度可以刚好等于弧形板的开口宽度，而不多出弧形板，此时不存在前伸部和后伸部。
57.在车辆的其他实施例中，防护导轨的截面也可以是开口朝上设置的半圆弧形，此时防护导轨利用端面直接固定在车架上。
58.在车辆的其他实施例中，车辆底部电池防护系统可以只包括一个防护导轨，并且该防护导轨设置在电池包的前侧，同样的，防护导轨包括由内向外逐渐向后过渡以将障碍物引导到车架外侧的引导段。
59.本发明中车辆底部电池防护系统的实施例为：车辆底部电池防护系统的具体结构与上述车辆实施例中的车辆底部电池防护系统相同，在此不再重述。
60.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。