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CN107009863A - 插电式混合动力汽车动力电池系统 - Google Patents

插电式混合动力汽车动力电池系统 Download PDF

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江国华
于长虹
田承伟
刘嘉梁
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Abstract

本发明公开了一种插电式混合动力汽车动力电池系统，其行李舱容积及空间实用性得到提升，能够满足28寸拉杆箱、折叠轮椅、折叠婴儿车等物品的装载；动力电池包维修方便性得到改善，维修时不需要将动力电池包整体从整车上拆卸下来，只需要打开动力电池包上盖，从行李舱入口处即可进行维修；动力电池包装配方便，动力电池包安装辅具结构实现紧凑、小型化，避免占用整车装配线上的过多空间，降低生产线改造难度，同时由于装配路径短，装配空间充裕，装配视野良好，结合定位结构，降低装配难度，缩短装配时间；整车结构更改较少，对后悬架、排气系统及其他底盘系统不进行结构更改，主要对车身后地板进行通用化改进设计，减少开发周期，降低开发成本。

Description

插电式混合动力汽车动力电池系统
技术领域
本发明属于插电式混合动力汽车技术领域，具体涉及一种插电式混合动力汽车动力电池系统。
背景技术
在当前的汽车产业环境下，插电式混合动力汽车作为一种新能源汽车备受关注，受到国内外主机厂的广泛重视，正在着力开展产业化研发。插电式混合动力汽车与传统燃油汽车相比，具有良好的经济性、动力性，而与纯电动汽车相比，不受续航里程的约束，充电时间短，能够更好的满足客户使用需求。动力电池系统作为插电式混合动力汽车重要组成部分，主要包括动力电池包、车载充电机及DCDC变换器、冷却水管及高压线束等附件。相对于纯电动汽车，插电式混合动力汽车的动力电池包体积、重量相对较小，布置的灵活性相对较高。目前，市场上的插电式混合动力汽车动力电池包主要布置在地板下、后座椅后侧及在行李舱内(平铺)。地板下布置方案对下车身、排气系统、后悬架及油箱等有不同程度的更改，同时对电池包的IP防护等级要求较高，装配维修方便性较差；对于布置在后座椅后侧及行李舱内平铺方案，对行李舱容积及空间实用性影响较大，客户抱怨较多。针对插电式混合动力汽车，由于在传统车基础上增加电机、逆变器等，前机舱布置空间紧张，车载充电机及DCDC变换器多布置在行李舱内。
专利文献1(CN104057811A)中公开了一种汽车的动力电池布置结构，其特征在于：包括电池包，所述电池包设在所述汽车的行李舱内且位于所述汽车的后排座椅后面，所述电池包与所述行李舱的后壁之间间隔出预定空间，所述电池包与车身地板相连,所述电池的左端与所述汽车的车身左侧围相连且所述电池包的右端与所述汽车的车身右侧围相连。
专利文献2(CN102139623A)公开了一种两人座电动汽车动力电池总成布置结构，其特征在于：电池舱的底板包括下底板和侧底板，侧底板的底面与下底板的两侧侧面固定连接，侧底板的顶面与第一侧板的底面固定连接，下底板的另外两侧侧面与第二侧板的底面固定连接，第二侧板的两侧侧面与侧底板和第一侧板固定连接，侧底板与排气管之间的最小间隙不少于80mm。
专利文献3(CN203449900U)公开了一种动力电池系统布置结构，其特征在于：将动力电池总成布置在乘员舱后排座椅和行李箱下方的备胎处，位于左右纵梁之间，后排座椅、备胎处，电池的形状根据左右纵梁、横梁、车身内部结构以及车身地板设计。
对于专利文献1、专利文献2和专利文献3公开的布置结构，其中专利文献1所述结构对行李舱容积及空间实用性影响较大，在实际车型应用过程中，客户对行李舱空间抱怨较多，同时，由于动力电池在行李舱内较深位置，装配及维修方便性差；专利文献2所述结构，仅适用于两座车辆，以牺牲后配乘坐空间为代价，局限性强；专利文献3所述结构，对后悬架结构及形式有特殊要求，需要进行空间避让，影响后悬架的通用性，如将动力电池向上抬高，对行李舱空间影响较大。
发明内容
本发明目的是提供一种插电式混合动力汽车动力电池系统，其能解决一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择；即提升行李舱容积及空间实用性，减少整车结构更改并改善动力电池包装配及维修方便性。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种插电式混合动力汽车动力电池系统，其包括：动力电池包、DCDC变换器和车载充电机；
动力电池包布置在后地板上侧，DCDC变换器布置在动力电池包左前侧，车载充电机布置在动力电池包右前侧；
所述DCDC变换器及车载充电机布置在后座椅后侧；
所述动力电池包左右两侧与下车身连接；所述DCDC变换器及车载充电机分别与下车身连接。
可选的，所述动力电池包左侧设置有用于连接DCDC变换器的第一高压线接口，所述第一高压线接口通过高压线束与DCDC变换器的高压线接口连接；动力电池包右侧设置有连接车载充电机的第二高压线接口及直流母线接口；所述第二高压线接口通过高压线束与车载充电机连接，直流母线接口连接于直流母线。
可选的，所述动力电池包左前侧设置有动力电池包冷却进液口及动力电池包冷却出液口；DCDC变换器右侧设置有DCDC变换器冷却进液口及DCDC变换器冷却出液口；车载充电机右侧设置车载充电机冷却进液口及车载充电机冷却出液口；动力电池包冷却出液口通过软管与DCDC变换器冷却进液口连接，DCDC变换器冷却出液口与车载充电机冷却进液口通过软管连接；车身后地板上设置整车冷却系统进液口及整车冷却系统出液口，整车冷却系统出液口与动力电池包冷却进液口软管连接，整车冷却系统进液口与车载充电机冷却出液口通过软管连接。
可选的，所述动力电池包固定在下车身固定支架上，所述固定支架与所述后地板固定处设置加强板，所述固定支架延伸至后围板处；所述固定支架上设置定位销，用于所述动力电池包安装定位。
可选的，动力电池包与底部排气管预留空间，并在后地板及排气管之间设置隔热板。
可选的，维修开关布置在动力电池包前侧，动力电池包左右两侧设置吊装支架。
可选的，动力电池包的宽度小于行李舱盖铰链间的宽度，高度小于包裹架隔板与后围板间的高度。
本发明具有如下有益效果：通过本发明的结构设计，行李舱容积及空间实用性得到提升，能够满足28寸拉杆箱、折叠轮椅、折叠婴儿车等大件物品的装载；动力电池包维修方便性得到改善，维修时不需要将动力电池包整体从整车上拆卸下来，只需要打开动力电池包上盖，从行李舱入口处即可进行维修；动力电池包装配方便，动力电池包安装辅具结构实现紧凑、小型化，避免占用整车装配线上的过多空间，降低生产线改造难度，同时由于装配路径短，装配空间充裕，装配视野良好，结合定位结构，降低装配难度，缩短装配时间；整车结构更改较少，对后悬架、排气系统及其他底盘系统不进行结构更改，主要对车身后地板进行通用化改进设计，减少开发周期，降低开发成本。
附图说明
图1为动力电池系统的布置结构示意图；
图2为动力电池包的布置结构正视断面示意图。
图3为动力电池包的布置结构左视断面示意图。
图4为下车身结构示意图。
图5为动力电池包结构示意图。
图6为后地板、排气管及后悬架布置结构示意图。
图7为动力电池包安装示意图。
图中标记示意为：1-动力电池包，2-DCDC变换器，3-车载充电机，4-后地板，5-后围板，6-下车身，7-后座椅，8-第一高压线接口，9-DCDC变换器的高压线接口，10-第二高压线接口，11-直流母线接口，12-直流母线，13-动力电池包冷却进液口，14-动力电池包冷却出液口，15-DCDC变换器冷却进液口，16-DCDC变换器冷却出液口，17-车载充电机冷却进液口，18-车载充电机冷却出液口，19-整车冷却系统进液口，20-整车冷却系统出液口，21-螺栓，22-固定支架，23-排气管，24-隔热板，25-动力电池模块，26-后保险杠横梁，27-后悬架，28-定位销，29-维修开关，30-吊装支架，31-动力电池包安装辅具，32-行李舱盖铰链，33-包裹架隔板，34-加强板，35-车身后纵梁。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种插电式混合动力汽车动力电池系统，其包括：动力电池包、DCDC变换器和车载充电机。
所述动力电池包1布置在后地板4上侧，基于碰撞安全及装配空间要求，在所述动力电池包1与后围板5之间预留空间，所述动力电池包1左右两侧与下车身6连接。
如图1所示，DCDC变换器2布置在动力电池包1左前侧，车载充电机3布置在动力电池包1右前侧，同时DCDC变换器2及车载充电机3布置在后座椅7后侧，分别与下车身6连接。
所述动力电池包1左侧设置有用于连接DCDC变换器的第一高压线接口8，其通过高压线束与DCDC变换器的高压线接口9连接；动力电池包1右侧设置有连接车载充电机的第二高压线接口10及直流母线接口11，
所述第二高压线接口10通过高压线束与车载充电机3连接，直流母线接口11连接直流母线12。
所述动力电池包1左前侧设置有动力电池包冷却进液口13及动力电池包冷却出液口14；DCDC变换器2右侧设置有DCDC变换器冷却进液口15及DCDC变换器冷却出液口16；车载充电机3右侧设置车载充电机冷却进液口17及车载充电机冷却出液口18；动力电池包冷却出液口14通过软管与DCDC变换器冷却进液口15连接，DCDC变换器冷却出液口16与车载充电机冷却进液口17通过软管连接；车身后地板4上设置整车冷却系统进液口19及整车冷却系统出液口20，整车冷却系统出液口20与动力电池包冷却进液口13软管连接，整车冷却系统进液口19与车载充电机冷却出液口18通过软管连接；动力电池系统其它部件高度均低于动力电池包1上表面，以保证行李舱的平整美观。
如图2，图3及图6所示，所述动力电池包1通过螺栓21固定在固定支架22上，所述固定支架22为下车身6的组成部分，在固定支架与后地板4处通过加强板34加强，同时动力电池包1外形与后地板4外形对应，以满足后地板4冲压成型工艺要求；动力电池包1与底部排气管23预留空间，并在后地板4及排气管23之间设置隔热板24；动力电池包1与后围板5之间预留空间，满足装配要求，同时动力电池模块25与后保险杠横梁26间预留空间，以满足碰撞安全要求；动力电池包1前侧及后地板4前侧避让后悬架27，避免对后悬架27结构的改动。
如图4所示，下车身6上的固定支架22一侧与车身后纵梁35焊接，另一侧与后地板4焊接，并在后地板外侧局部增加加强板34；固定支架22上设置两个定位销28，保证动力电池包1装配定位；固定支架22在满足动力电池包1固定的同时，延伸至后围板5，对后碰力传递路径进行加强，以满足后碰安全要求；后地板4采用一体冲压成型结构，避免了组合件的焊接。
如图5及图7所示，维修开关29布置在动力电池包1前侧，保证在整车后碰撞发生后，维修开关29不失效，仍可进行断电操作；动力电池包1左右两侧设置吊装支架30，吊装支架30与动力电池包安装辅具31方便安装；动力电池包1的宽度需小于行李舱盖铰链32间的宽度，高度小于包裹架隔板33与后围板5间的高度，并预留包括动力电池包安装辅具31装配间隙，以满足装配空间要求。
在本发明中，动力电池包布置在后地板上侧，动力电池包两侧通过螺栓与下车身上的固定支架连接，固定支架一侧焊接在车身后纵梁上，另外一侧焊接在后地板上，后地板外侧增加加强板对焊接区域进行加强；动力电池包通过两个焊接在固定支架上的定位销实现装配定位；动力电池包左右两侧设置吊装支架，通过动力电池安装辅具直接从行李舱入口进行装配，而当对动力电池进行维修时，不需要将动力电池包整体从整车上拆卸下来，只需要打开动力电池包上盖即可进行维修；车身后地板根据动力电池包外形，并且考虑排气系统及隔热板空间预留，采用一体冲压成型工艺，减少多个组件焊接所需的工装夹具，同时后地板可与传统车实现共用；由于动力电池包位置相对靠近车尾部，通过将增加的动力电池包固定支架延伸至后围板对后纵梁进行加强，改变后纵梁的变形区域，避免在碰撞时动力电池模块被挤压，保证整车后碰安全要求。
车载充电机和DCDC变换器布置在后座椅后侧，动力电池包前侧；动力电池包两侧设置高压线接口分别与车载充电机、DCDC变换器及直流母线连接；动力电池包前侧设置冷却液管路接口，动力电池包、车载充电机和DCDC变换器串联与整车冷却系统连接，实现动力电池系统的冷却，以上部件布置以顶部不超过动力电池包上表面为边界。
动力电池系统合理的布置在后地板上，动力电池包布置充分利用车身后地板上的备胎盆空间，而后悬架上侧空间有限，用于布置车载充电机、DCDC变换器及管线等小型部件，避免对后悬架系统的更改，在整车更改最小化及满足性能及安全要求的前提下，通过各部件的合理化布局，使行李舱地毯平整美观，行李舱空间实用性受影响较小。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种插电式混合动力汽车动力电池系统，其特征在于，包括：动力电池包、DCDC变换器和车载充电机；
动力电池包布置在后地板上侧，DCDC变换器布置在动力电池包左前侧，车载充电机布置在动力电池包右前侧；
所述DCDC变换器及车载充电机布置在后座椅后侧；
所述动力电池包左右两侧与下车身连接；所述DCDC变换器及车载充电机分别与下车身连接。
2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车动力电池系统，其特征在于，所述动力电池包左侧设置有用于连接DCDC变换器的第一高压线接口，所述第一高压线接口通过高压线束与DCDC变换器的高压线接口连接；动力电池包右侧设置有连接车载充电机的第二高压线接口及直流母线接口；所述第二高压线接口通过高压线束与车载充电机连接，直流母线接口连接于直流母线。
3.根据权利要求2所述的插电式混合动力汽车动力电池系统，其特征在于，所述动力电池包左前侧设置有动力电池包冷却进液口及动力电池包冷却出液口；DCDC变换器右侧设置有DCDC变换器冷却进液口及DCDC变换器冷却出液口；车载充电机右侧设置车载充电机冷却进液口及车载充电机冷却出液口；动力电池包冷却出液口通过软管与DCDC变换器冷却进液口连接，DCDC变换器冷却出液口与车载充电机冷却进液口通过软管连接；车身后地板上设置整车冷却系统进液口及整车冷却系统出液口，整车冷却系统出液口与动力电池包冷却进液口软管连接，整车冷却系统进液口与车载充电机冷却出液口通过软管连接。
4.根据权利要求3所述的插电式混合动力汽车动力电池系统，其特征在于，所述动力电池包固定在下车身固定支架上，所述固定支架与所述后地板固定处设置加强板，所述固定支架延伸至后围板处；所述固定支架上设置定位销，用于所述动力电池包安装定位。
5.根据权利要求4所述的插电式混合动力汽车动力电池系统，其特征在于，动力电池包与底部排气管预留空间，并在后地板及排气管之间设置隔热板。
6.根据权利要求5所述的插电式混合动力汽车动力电池系统，其特征在于，维修开关布置在动力电池包前侧，动力电池包左右两侧设置吊装支架。
7.根据权利要求6所述的插电式混合动力汽车动力电池系统，其特征在于，动力电池包的宽度小于行李舱盖铰链间的宽度，高度小于包裹架隔板与后围板间的高度。
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