用于车辆的电池安装结构的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的电池安装结构。


背景技术：

2.电动车辆、混合动力车辆等安装有高压电池(以下称为“电池”)，并且该电池常常安装到车身的下侧。
3.电动车辆的缺点在于其充电时间与在使用内燃机的一般车辆中加燃料所花费的时间相比相对较长。为了克服目前的缺点，一直在寻找一种方法来分离和更换车身中的电池。
4.包括于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不能被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的各个方面旨在提供一种用于车辆的电池安装结构，其中，用于将电池安装到车身下侧的紧固螺栓即使在电池与车身分离时也维持与电池接合，使得当电池重复安装到车身和从车身卸下时，无需与电池分离处理紧固螺栓；紧固螺栓可重复使用；当电池安装到车身时，易于吸收组装公差；适当地引导紧固螺栓的紧固角度，从而防止紧固误差，确保了较高的组装和拆卸可操作性，并允许在紧固螺栓损坏时更换紧固螺栓。
6.根据本发明的示例性实施方案，用于车辆的电池安装结构包括：安装衬套、中空螺栓、紧固螺栓以及套筒组件，其中，安装衬套设置为贯穿电池壳体的一部分并且包括形成于所述安装衬套的上内周面的紧固螺纹；中空螺栓从所述电池壳体上方接合到电池壳体和所述紧固螺纹；紧固螺栓设置为上下贯穿所述安装衬套的内侧和所述中空螺栓的内侧；套筒组件设置在安装衬套内侧，并且配置为引导紧固螺栓并弹性地限制紧固螺栓与安装衬套的分离。
7.所述套筒组件可以设置为将所述紧固螺栓弹性地支撑于所述安装衬套，同时允许紧固螺栓在安装衬套内侧能够移动。
8.所述套筒组件可以包括：接合引导件、套筒以及引导弹簧，接合引导件保持在所述安装衬套内；套筒在所述接合引导件之内围绕紧固螺栓并引导紧固螺栓；引导弹簧弹性地安装在所述接合引导件和所述套筒之间。
9.所述接合引导件可以通过弹性变形能够拆卸地安装到所述安装衬套。
10.所述安装衬套内部可以形成有圆柱形空间；接合凹槽可以形成于安装衬套的内周面，以将所述接合引导件保持在所述紧固螺纹的下方；接合突起可以设置于接合引导件并且弹性地插入到所述接合凹槽中。
11.所述套筒可以包括多个保持突起以弹性地按压和支撑所述紧固螺栓的外周面。
12.所述套筒可以以圆柱方式形成以围绕紧固螺栓；所述保持突起可以设置于从套筒朝向紧固螺栓突出的多个弹性支撑件。
13.所述引导弹簧可以包括连接所述接合引导件和所述套筒的多个叶片式弹簧；所述叶片式弹簧的面可以设置为与套筒的纵向方向平行。
14.所述引导弹簧可以包括多个叶片式弹簧，多个叶片式弹簧设置在所述接合引导件和所述套筒之间并在套筒周围形成旋涡形状。
15.所述安装衬套可以设置在安装杯的上侧与所述电池壳体的上壳体的下侧之间，所述安装杯固定到电池壳体的下壳体；所述中空螺栓可以与安装衬套的所述紧固螺纹在所述上壳体位于中空螺栓和紧固螺纹之间的状态下接合。
16.所述安装杯可以包括从所述下壳体的下侧向上形成的凹部分，以在所述凹部分中容纳所述紧固螺栓的头部分；所述安装衬套可以设置在所述凹部分的上侧。
17.此外，根据本发明的示例性实施方案，车辆的电池安装方法可以包括：将套筒组件插入并固定到与电池壳体接合的安装衬套的内侧；将中空螺栓紧固到所述安装衬套的上侧，同时所述电池壳体的上壳体被压紧并保持在中空螺栓和安装衬套之间；以及将贯穿安装衬套的紧固螺栓紧固到位于电池上方的车身的接合螺母。
18.当电池与车身分离时，所述紧固螺栓可以旋转并与所述接合螺母分离，使得紧固螺栓可以维持为弹性地支撑于所述套筒组件，当电池再次与车身接合时，由套筒维持的不分离的紧固螺栓可以与车身的接合螺母直接接合。
19.根据本发明，用于将电池安装到车身下侧的紧固螺栓即使在电池与车身分离时也维持与电池接合。因此，当电池重复安装到车身和从车身卸下时，无需与电池分离处理紧固螺栓；紧固螺栓可重复使用；当电池安装到车身时，易于吸收组装公差；适当地引导紧固螺栓的紧固角度，从而防止错误紧固，确保了较高的组装和拆卸可操作性，并允许在紧固螺栓损坏时更换紧固螺栓。
20.通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
21.图1为示出了根据本发明的用于车辆的电池安装结构的示意图，
22.图2为示例性地示出了根据本发明的电池的结构的示意图，
23.图3为示例性地示出了将紧固螺栓接合到套筒的过程的示意图，
24.图4为套筒组件的分解立体图，
25.图5为套筒组件的组装立体图，
26.图6为图5中的套筒组件的平面图，以及
27.图7为示出了根据本发明的示例性实施方案的车辆的电池安装方法的流程图。
28.应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本技术的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体目标应用和使用的环境来确定。
29.在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，相同的附图标记表示本技术的相同的或等同的部件。
具体实施方式
30.下面将详细参考本发明的各个具体实施方案，这些具体实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为本发明的那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
31.关于包含在本说明书和权利要求书或申请中的本发明的实施方案，具体的结构或功能描述仅用于说明本发明的实施方案，本发明的实施方案可以以各种形式实现，而不应被解释为限于本说明书和权利要求书或申请中阐述的实施方案。
32.由于本发明的实施方案可以进行各种修改并且具有各种形式，因此将在附图中示出具体的示例性实施方案并且在本说明书和权利要求书或申请中进行详细描述。然而，应当理解，本发明的实施方案并不旨在限制特定的实施方案，在不背离本发明的精神和技术范围的情况下，而是旨在覆盖所有的修改、等效方式或替换。
33.诸如“第一”和/或“第二”之类的术语在本文中仅用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。例如，在不脱离本发明的概念范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，反之亦然。
34.当某个元件被称为“连接到”或“接合到”另一个元件时，将理解它们可以直接连接到彼此或接合到彼此，或者它们之间可以存在中间元件。另一方面，当某个元件被称为“直接连接到”或“直接接合到”另一个元件时，将理解在它们之间不存在中间元件。描述元件之间关系的其他表达方式，例如“介于”、“直接介于”、“相邻”、“直接相邻”等也可以以相同方式解释。
35.本说明书和权利要求书中使用的术语仅用于解释具体实施方案，并不旨在限制本发明。除非上下文另有明确规定，否则单数形式也包括复数形式。应当理解，如本文所使用的，术语“包括”、“具有”等指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组合，但是不排除存在或加入一种或更多种其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件或其组合。
36.除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在通用词典中定义的术语被解释为具有与相关技术的上下文中的含义相匹配的含义，除非另有明确定义，否则不应被解释为理想的或过度正式的。
37.下面，将通过参考附图描述实施方案来详细描述本发明。附图中相同的附图标记指代相同的元件。
38.参照图1至图6，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的电池安装结构包括：安装衬套7、中空螺栓9、紧固螺栓11以及套筒组件13，其中，安装衬套7设置为贯穿电池1的电池壳体3，并且在其上周面设置有紧固螺纹5；中空螺栓9从电池壳体3上方与紧固螺纹5接合；紧固螺栓11设置为上下贯穿安装衬套7的内侧和中空螺栓9的内侧；套筒组件13设置为相对于安装衬套7弹性地支撑紧固螺栓11，从而允许紧固螺栓11在安装衬套7内侧移动，同时引导紧固螺栓11并弹性地限制紧固螺栓11与安装衬套7的分离。
39.换言之，根据本发明，套筒组件13弹性地支撑紧固螺栓11，使得即使在紧固螺栓11未紧固到车身时，紧固螺栓11也可以维持与电池1接合，并且在将紧固螺栓11紧固到车身
时，可以容易地吸收组装公差，并且可以适当地引导紧固角度，从而防止错误紧固。
40.当电池1与车身重复地接合和分离时，可以重复使用紧固螺栓11。此外，紧固螺栓11没有与电池1完全地分离，因此无需单独处理多个紧固螺栓11，确保了较高的组装和拆卸可操作性。
41.此外，当紧固螺栓11的螺纹损坏等需要更换紧固螺栓11时，由于套筒组件13弹性地支撑紧固螺栓11，因此易于更换紧固螺栓11。
42.图2示出了根据本发明的电池1的结构，其中多个电池模块15容纳在电池壳体3的下壳体17中，并且安装衬套7设置在电池模块15之间。
43.当然，上壳体19接合到下壳体17的上侧，从而形成电池壳体3。如上所述，中空螺栓9设置为从上方贯穿上壳体19，然后紧固到安装衬套7的紧固螺纹5。
44.换言之，安装衬套7设置在安装杯21的上侧与电池壳体3的上壳体19的下侧之间，安装杯21固定到电池壳体3的下壳体17；中空螺栓9与安装衬套7的紧固螺纹5在上壳体19位于其间的状态下接合。
45.安装杯21包括从下壳体17的下侧向上形成的凹部分23，以容纳紧固螺栓11的头部分；安装衬套7设置在凹部分23的上侧。
46.紧固螺栓11与设置于车身25的接合螺母27接合，同时从电池下方贯穿安装衬套7和中空螺栓9，从而将电池紧固到车身25。
47.作为参考，接合螺母27可以设置于车身25的地板、横向构件、安装支架等。
48.套筒组件13包括：接合引导件29、套筒31以及引导弹簧33，其中，接合引导件29保持在安装衬套7内；套筒31在接合引导件29之内围绕并引导紧固螺栓11；引导弹簧33将套筒31弹性地支撑于接合引导件29。
49.换言之，套筒组件13通过将接合引导件29接合到安装衬套7、将紧固螺栓11插入到套筒31中并使用引导弹簧33将套筒31弹性地支撑于接合引导件29来使紧固螺栓11弹性地支撑于安装衬套7。
50.接合引导件29通过弹性变形可拆卸地安装到安装衬套7。
51.安装衬套7内部形成有圆柱形空间；接合凹槽35形成于安装衬套7的内周面，从而将接合引导件29保持在紧固螺纹5的下方；接合突起37设置于接合引导件29并且弹性地插入到接合凹槽35中。
52.因此，当套筒组件13损坏时，通过在弹性变形接合突起37的同时将套筒组件13从安装衬套7拆下，可以易于更换套筒组件13。
53.套筒31包括多个保持突起39以弹性地按压和支撑紧固螺栓11的外周面。
54.换言之，即使在紧固螺栓11未与车身25接合时，保持突起39也使紧固螺栓11维持与电池1接合。
55.在本发明的本示例性实施方案中，套筒31以圆柱方式形成以围绕紧固螺栓11并易于引导紧固螺栓11，保持突起39设置于从套筒31向下突出的多个弹性支撑件41。
56.换言之，弹性支撑件41和圆柱形套筒31的下侧形成为一体，弹性支撑件41弯曲为形成如图所示的保持突起39。因此，弹性支撑件41和保持突起39可以与套筒31一体形成。
57.图3示出了将紧固螺栓11安装到套筒31的过程，其中，当紧固螺栓11从套筒31下方被推入到套筒31中时，弹性支撑件41向外弹性变形，允许紧固螺栓11插入到套筒31中，并且
弹性支撑件41的保持突起39支撑紧固螺栓11的外周面，弹性地支撑紧固螺栓11并防止紧固螺栓11与套筒31分离。
58.在图3的最后状态，紧固螺栓11的螺纹部分完全穿过保持突起39，位于保持突起39上方，并由保持突起39支撑，使得即使在紧固螺栓11未与车身25接合的情况下，也可以稳定地维持当前状态。当紧固螺栓11紧固到车身25时，紧固螺栓11的螺纹部分不再穿过保持突起39，实际上由套筒31引导，因此易于与车身25接合。
59.因此，套筒31的内径部分大到足以引导紧固螺栓11的螺纹部分在其中直线移动，使得在将紧固螺栓11紧固到车身时可以适当地引导紧固螺栓11的紧固角度。
60.在本发明的本示例性实施方案中，引导弹簧33包括连接接合引导件29和套筒31的多个叶片式弹簧；并且叶片式弹簧的面设置为与套筒31的纵向方向平行。
61.在此，叶片式弹簧的面被解释为叶片式弹簧的最大面积，并且该面积被设置为形成垂直于与套筒31的纵向方向垂直的平面的表面。因此，当套筒31相对于接合引导件29移动时，引导弹簧33尽可能地在与套筒31纵向方向垂直的平面(即图6所示的平面)上变形。
62.换言之，引导弹簧33包括设置在接合引导件29和套筒31之间并在套筒31周围形成旋涡形状的多个叶片式弹簧，如图6所示，使得即使套筒31在接合引导件29内移动或改变姿势，套筒31也可以立即恢复到其原始位置和姿势。
63.因此，由套筒31引导的紧固螺栓11稳定地维持在正确的紧固角度。
64.可替代地，引导弹簧33可以包括设置在接合引导件29和套筒31之间的多个卷簧来代替前述的叶片式弹簧。然而，在该情况下，套筒31恢复到其原始姿势的趋势可能会比引导弹簧33包括多个叶片式弹簧的情况弱。
65.参照图7，根据本发明的示例性实施方案的车辆的电池安装方法包括以下步骤：将套筒组件13插入并固定到与电池壳体3接合的安装衬套7的内侧(s10)；将中空螺栓9紧固到安装衬套7的上侧，同时电池壳体3的上壳体19被压紧并保持在中空螺栓9和安装衬套7之间(s20)；将贯穿安装衬套7的紧固螺栓11紧固到位于电池1上方的车身25的接合螺母27(s30)。
66.在此，安装衬套7的下端部分通过焊接等预先固定到与电池壳体3的下壳体17接合的安装杯21，并且套筒组件13插入并接合到安装衬套7的内侧，使得在被上壳体19覆盖之前，接合引导件29的接合突起37可以插入到形成于安装衬套7的内侧的接合凹槽35中。
67.将套筒组件13插入到安装衬套7后，安装衬套7被上壳体19覆盖并用中空螺栓9紧固，使得上壳体19可以被压紧在中空螺栓9和安装衬套7之间，并且可以在上壳体19和安装衬套7之间插入用于气密性的密封件等。
68.与此同时，当电池1与车身25分离时，紧固螺栓11旋转并与接合螺母27分离，使得紧固螺栓11可以维持为弹性地支撑于套筒组件13。
69.换言之，紧固螺栓11维持不与电池1完全地分离。
70.因此，当电池1的充电、维护等完成后，电池1再次与车身25接合时，由套筒31维持的不分离的紧固螺栓11与车身25的接合螺母27原样接合。
71.因此，一旦紧固螺栓11接合到电池1，即使电池1与车身25分离，紧固螺栓11也与电池1一体移动。因此，无需单独处理多个紧固螺栓11，在组装和拆卸电池1时确保了较高的组装和拆卸可操作性。
72.为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词既指直接连接又指间接连接。
73.前面对本发明预定示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

技术特征：
1.一种用于车辆的电池安装结构，所述电池安装结构包括：安装衬套，其设置为贯穿电池壳体的一部分并且包括形成于所述安装衬套的上内周面的紧固螺纹；中空螺栓，其从所述电池壳体上方接合到电池壳体和所述紧固螺纹；紧固螺栓，其设置为上下贯穿所述安装衬套的内侧和所述中空螺栓的内侧；以及套筒组件，其设置在安装衬套内侧，并且配置为引导紧固螺栓并弹性地限制紧固螺栓与安装衬套的分离。2.根据权利要求1所述的电池安装结构，其中，所述紧固螺栓的端部分贯穿车身的一部分和所述中空螺栓以与接合螺母接合，使得车身安装在中空螺栓和接合螺母之间。3.根据权利要求1所述的电池安装结构，其中，所述套筒组件设置为将所述紧固螺栓弹性地支撑于所述安装衬套，同时允许紧固螺栓在安装衬套内侧能够移动。4.根据权利要求3所述的电池安装结构，其中，所述套筒组件包括：接合引导件，其保持在所述安装衬套内；套筒，其在所述接合引导件之内围绕紧固螺栓并引导紧固螺栓；以及引导弹簧，其弹性地安装在所述接合引导件和所述套筒之间。5.根据权利要求4所述的电池安装结构，其中，所述接合引导件通过弹性变形能够拆卸地安装到所述安装衬套。6.根据权利要求5所述的电池安装结构，其中：所述安装衬套内部形成有圆柱形空间；接合凹槽形成于安装衬套的内周面，以将所述接合引导件保持在所述紧固螺纹的下方；接合突起设置于接合引导件的端部分并且弹性地插入到所述接合凹槽中。7.根据权利要求4所述的电池安装结构，其中，所述套筒包括多个保持突起以弹性地按压和支撑所述紧固螺栓的外周面。8.根据权利要求7所述的电池安装结构，其中：所述套筒以圆柱方式形成以围绕套筒中的紧固螺栓；所述保持突起设置于从套筒朝向紧固螺栓突出的多个弹性支撑件。9.根据权利要求4所述的电池安装结构，其中：所述引导弹簧包括连接所述接合引导件和所述套筒的多个叶片式弹簧；所述叶片式弹簧的面设置为与套筒的纵向方向平行。10.根据权利要求9所述的电池安装结构，其中，多个叶片式弹簧设置在所述接合引导件和所述套筒之间并在套筒周围形成旋涡形状。11.根据权利要求4所述的电池安装结构，其中，所述引导弹簧包括设置在所述接合引导件和所述套筒之间的多个卷簧。12.根据权利要求1所述的电池安装结构，其中：所述安装衬套设置在安装杯的上侧与所述电池壳体的上壳体的下侧之间，所述安装杯固定到电池壳体的下壳体；所述中空螺栓与安装衬套的紧固螺纹在所述上壳体位于中空螺栓和紧固螺纹之间的状态下接合。
13.根据权利要求12所述的电池安装结构，其中：所述安装杯包括从所述下壳体的下侧向上形成的凹部分，以在所述凹部分中容纳所述紧固螺栓的头部分；所述安装衬套设置在所述凹部分的上侧。14.一种车辆的电池安装方法，所述电池安装方法包括：将套筒组件插入并固定到与电池壳体接合的安装衬套的内侧；将中空螺栓紧固到所述安装衬套的上侧，同时所述电池壳体的上壳体被压紧并保持在中空螺栓和安装衬套之间；以及将贯穿安装衬套的紧固螺栓紧固到位于电池上方的车身的接合螺母。15.根据权利要求14所述的车辆的电池安装方法，其中，所述套筒组件包括：接合引导件，其保持在所述安装衬套内；套筒，其在所述接合引导件之内围绕紧固螺栓并引导紧固螺栓；以及引导弹簧，其弹性地安装在所述接合引导件和所述套筒之间。16.根据权利要求14所述的车辆的电池安装方法，其中，当电池与车身分离时，所述紧固螺栓旋转以与所述接合螺母分离，使得紧固螺栓维持为弹性地支撑于所述套筒组件。17.根据权利要求16所述的车辆的电池安装方法，其中，当电池再次与车身接合时，由所述套筒组件的套筒维持的不与安装衬套分离的紧固螺栓与车身的接合螺母直接接合。

技术总结
本发明涉及一种用于车辆的电池安装结构，其包括：安装衬套、中空螺栓、紧固螺栓以及套筒组件，其中，安装衬套设置为贯穿电池壳体的一部分并且包括形成于所述安装衬套的上内周面的紧固螺纹；中空螺栓从所述电池壳体上方接合到电池壳体和所述紧固螺纹；紧固螺栓设置为上下贯穿所述安装衬套的内侧和所述中空螺栓的内侧；套筒组件设置为引导紧固螺栓并弹性地限制紧固螺栓与安装衬套的分离。制紧固螺栓与安装衬套的分离。制紧固螺栓与安装衬套的分离。


技术研发人员：申坰勋 陈贤垂 高乾祐
受保护的技术使用者：起亚株式会社
技术研发日：2022.09.09
技术公布日：2023/8/9