| 专利名称： | 混合动力汽车IPU固定结构 | ||
| 专利名称(英文)： | Hybrid power automobile IPU fixing structure | ||
| 专利号： | CN201510757856.8 | 申请时间： | 20151109 |
| 公开号： | CN105291800A | 公开时间： | 20160203 |
| 申请人： | 东风汽车公司 | ||
| 申请地址： | 430056 湖北省武汉市武汉经济技术开发区东风大道特1号 | ||
| 发明人： | 李仲奎; 秦信武; 夏卫群; 刘剑平 | ||
| 分类号： | B60K1/04 | 主分类号： | B60K1/04 |
| 代理机构： | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人： | 俞鸿; 彭成 |
| 摘要： | 本发明公开一种混合动力汽车IPU固定结构，包括IPU总成，其特征在于：还包括固定支架，所述固定支架包括两端可拆卸连接在后地板左、右边纵梁上方的前横梁和后横梁，所述前横梁和后横梁之间固定连接两根纵连接梁；在前横梁和后横梁上均间隔设有多个IPU总成固定架，所述IPU总成固定架位于两根纵连接梁之间；所述IPU总成与所述IPU总成固定架连接，并置入悬吊在所述前横梁、后横梁和两根纵连接梁围成的空间内。本发明的固定结构能在车辆遇到颠簸，甚至碰撞和翻滚过程中保护电池不受挤压和不脱离固定点，达到安全、可靠的效果。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a hybrid power automobile IPU fixing structure which comprises an IPU assembly. The hybrid power automobile IPU fixing structure is characterized in that the IPU fixing structure further comprises a fixing support, the fixing support comprises a front cross beam and a rear cross beam, the two ends of the front cross beam and the two ends of the rear cross beam are detachably connected to the upper portion of a left longitudinal beam and a right longitudinal beam of a rear floor respectively, and two longitudinal connecting beams are fixedly connected between the front cross beam and the rear cross beam; the front cross beam and the rear cross beam are each provided with multiple IPU assembly fixing frames at intervals, and the IPU assembly fixing frames are located between the two longitudinal connecting beams; the IPU assembly is connected with the IPU assembly fixing frames and arranged and overhung in a space formed by the front cross beam, the rear cross beam and the two longitudinal connecting beams in an enclosure mode. By means of the hybrid power automobile IPU fixing structure, a battery is protected against squeezing and prevented from breaking away from a fixed point when a vehicle encounters jolts or even is in the collision and tumbling process, and the safe and reliable effects are achieved. | ||
1.一种混合动力汽车IPU固定结构，包括IPU总成(1)，其特征在于：还包 括固定支架(2)，所述固定支架(2)包括两端可拆卸连接在后地板左、右边纵 梁上方的前横梁(2.1)和后横梁(2.2)，所述前横梁(2.1)和后横梁(2.2)之 间固定连接两根纵连接梁(2.3)；在前横梁(2.1)和后横梁(2.2)上均间隔设 有多个IPU总成固定架(2.4)，所述IPU总成固定架(2.4)位于两根纵连接梁(2.3) 之间；所述IPU总成(1)与所述IPU总成固定架(2.4)连接，并置入悬吊在所 述前横梁(2.1)、后横梁(2.2)和两根纵连接梁(2.3)围成的空间内。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述前 横梁(2.1)和后横梁(2.2)两端均焊接一个安装支架(2.5)，所述安装支架(2.5) 设有安装孔，所述地板左边梁(3)和地板右边梁(4)上方各焊接两个与所述 安装支架(2.5)适配的安装支架板(5)，所述安装支架板(5)上焊接与所述安 装孔适配的定位固定螺栓(5.1)。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述IPU 总成(1)包括下壳体(1.1)和上盖板(1.2)，所述下壳体(1.1)悬吊在所述前 横梁(2.1)、后横梁(2.2)和两根纵连接梁(2.3)围成的空间内，所述下壳体 (1.1)和上盖板(1.2)与所述IPU总成固定架(2.4)连接；所述下壳体(1.1) 内设有IPU组件，所述IPU组件包括电池组块(7)、电池管理系统(8)、高压继 电器(9)、电机控制器(10)、DC/DC变换器。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述下 壳体(1.1)包括由两块侧板(1.11)、两块封板(1.12)焊接形成上端开口的整 体，所述侧板(1.11)顶部设有檐(1.13)，所述檐(1.13)与所述IPU总成固定 架(2.4)适配连接。
5.根据权利要求4所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述侧 板(1.11)内壁设有第一加强梁(1.14)，所述第一加强梁(1.14)包括第一水平 部(1.141)和第二水平部(1.142)、首尾分别与所述第一水平部(1.141)和第 二水平部(1.142)一端端部连接的连接部(1.143)，所述第一水平部(1.141) 和第二水平部(1.142)位于所述连接部(1.143)的两侧；所述第一水平部(1.141) 与所述檐(1.13)连接，所述第二水平部(1.142)与下壳体(1.1)底部连接。
6.根据权利要求3所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述上 盖板(1.2)中部高于其外周，所述上盖板(1.2)内侧间隔设有多个纵向第二加 强梁(1.19)。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述第 二加强梁(1.19)、下壳体(1.1)和上盖板(1.2)通过螺栓与所述IPU总成固定 架(2.4)连接。
8.根据权利要求3所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：电池组 块(7)由多个电池单体排列成两组，构成两个长方体状的电池组然后通过螺栓 固定夹紧在上固定板(7.1)和下固定板(7.2)之间；所述上固定板(7.1)与所 述下壳体(1.1)顶部连接，所述下固定板(7.2)与所述下壳体(1.1)底部连接。
9.根据权利要求8所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述上 固定板(7.1)包括搭接部(7.11)、水平部(7.12)和连接搭接部(7.11)和水 平部(7.12)的过渡段(7.13)，所述搭接部(7.11)高于所述水平部(7.12)。
10.根据权利要求9所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述 水平部(7.12)两相对的外沿均设有分别为电池管理系统(8)提供固定点的第 一翻边(7.14)、为高压继电器(9)提供固定点的第二翻边(7.15)；所述下固 定板(7.2)两相对的外沿均设有分别为电池管理系统(8)提供固定点的第三翻 边(7.21)、为高压继电器(10)提供固定点的第四翻边(7.22)。
1.一种混合动力汽车IPU固定结构，包括IPU总成(1)，其特征在于：还包 括固定支架(2)，所述固定支架(2)包括两端可拆卸连接在后地板左、右边纵 梁上方的前横梁(2.1)和后横梁(2.2)，所述前横梁(2.1)和后横梁(2.2)之 间固定连接两根纵连接梁(2.3)；在前横梁(2.1)和后横梁(2.2)上均间隔设 有多个IPU总成固定架(2.4)，所述IPU总成固定架(2.4)位于两根纵连接梁(2.3) 之间；所述IPU总成(1)与所述IPU总成固定架(2.4)连接，并置入悬吊在所 述前横梁(2.1)、后横梁(2.2)和两根纵连接梁(2.3)围成的空间内。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述前 横梁(2.1)和后横梁(2.2)两端均焊接一个安装支架(2.5)，所述安装支架(2.5) 设有安装孔，所述地板左边梁(3)和地板右边梁(4)上方各焊接两个与所述 安装支架(2.5)适配的安装支架板(5)，所述安装支架板(5)上焊接与所述安 装孔适配的定位固定螺栓(5.1)。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述IPU 总成(1)包括下壳体(1.1)和上盖板(1.2)，所述下壳体(1.1)悬吊在所述前 横梁(2.1)、后横梁(2.2)和两根纵连接梁(2.3)围成的空间内，所述下壳体 (1.1)和上盖板(1.2)与所述IPU总成固定架(2.4)连接；所述下壳体(1.1) 内设有IPU组件，所述IPU组件包括电池组块(7)、电池管理系统(8)、高压继 电器(9)、电机控制器(10)、DC/DC变换器。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述下 壳体(1.1)包括由两块侧板(1.11)、两块封板(1.12)焊接形成上端开口的整 体，所述侧板(1.11)顶部设有檐(1.13)，所述檐(1.13)与所述IPU总成固定 架(2.4)适配连接。
5.根据权利要求4所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述侧 板(1.11)内壁设有第一加强梁(1.14)，所述第一加强梁(1.14)包括第一水平 部(1.141)和第二水平部(1.142)、首尾分别与所述第一水平部(1.141)和第 二水平部(1.142)一端端部连接的连接部(1.143)，所述第一水平部(1.141) 和第二水平部(1.142)位于所述连接部(1.143)的两侧；所述第一水平部(1.141) 与所述檐(1.13)连接，所述第二水平部(1.142)与下壳体(1.1)底部连接。
6.根据权利要求3所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述上 盖板(1.2)中部高于其外周，所述上盖板(1.2)内侧间隔设有多个纵向第二加 强梁(1.19)。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述第 二加强梁(1.19)、下壳体(1.1)和上盖板(1.2)通过螺栓与所述IPU总成固定 架(2.4)连接。
8.根据权利要求3所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：电池组 块(7)由多个电池单体排列成两组，构成两个长方体状的电池组然后通过螺栓 固定夹紧在上固定板(7.1)和下固定板(7.2)之间；所述上固定板(7.1)与所 述下壳体(1.1)顶部连接，所述下固定板(7.2)与所述下壳体(1.1)底部连接。
9.根据权利要求8所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述上 固定板(7.1)包括搭接部(7.11)、水平部(7.12)和连接搭接部(7.11)和水 平部(7.12)的过渡段(7.13)，所述搭接部(7.11)高于所述水平部(7.12)。
10.根据权利要求9所述的混合动力汽车IPU固定结构，其特征在于：所述 水平部(7.12)两相对的外沿均设有分别为电池管理系统(8)提供固定点的第 一翻边(7.14)、为高压继电器(9)提供固定点的第二翻边(7.15)；所述下固 定板(7.2)两相对的外沿均设有分别为电池管理系统(8)提供固定点的第三翻 边(7.21)、为高压继电器(10)提供固定点的第四翻边(7.22)。
翻译：技术领域
本发明属于车身零部件技术领域，具体涉及一种混合动力汽车IPU各部件及 总成固定结构。
背景技术
智能动力控制单元，英文名：IntelligentPowerUnit，缩写为IPU，其包括： 动力电池及管理系统、电机控制器、DC/DC变换器及散热系统等零部件，是属 于混合动力汽车特有的零部件。由于车身前舱已布置有发动机、变速箱及电机 等部件，已很拥挤，那么新增的IPU总成就很难再布置到前舱。对于后排座椅靠 背采用固定式的三厢轿车来说，IPU总成可以装置在后排座椅靠背后方。但是对 于后排座椅靠背可以翻转的SUV车型来说，将IPU总成布置在行李箱底部的后 地板处几乎是唯一的选择。考虑到电池的散热、后碰撞、及车辆翻滚事故发生 的可能，如何将IPU总成安全固定在后地板处是面临的技术难题。
由于IPU总成零部件特有的结构特征，以及冷却散热的要求，如何设计IPU 总成框体结构，实现IPU各部件的安装固定，也成为目前面临的技术难题。
再次说道电池的冷却，动力电池系统一般集成在封闭的电池包壳体内，便 于风道的设计。混合动力汽车一般需要多个电池单体串联，才能满足使用要求。 多个电池单体排列成组之后具有较大的重量，对于整体电池包采用悬吊式的固 定方式，如何将电池组块牢靠地与电池包壳体固定到一起，且考虑安装可行性， 也是目前面临的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池组固定可靠、散热效率高、安全性好的混合 动力汽车IPU固定结构。
为达到上述目的，本发明设计的混合动力汽车IPU固定结构，包括IPU总成， 其特征在于：还包括固定支架，所述固定支架包括两端可拆卸连接在后地板左、 右边纵梁上方的前横梁和后横梁，所述前横梁和后横梁之间固定连接两根纵连 接梁；在前横梁和后横梁上均间隔设有多个IPU总成固定架，所述IPU总成固定 架位于两根纵连接梁之间；所述IPU总成与所述IPU总成固定架连接，并置入悬 吊在所述前横梁、后横梁和两根纵连接梁围成的空间内。
优选的，所述前横梁和后横梁两端均焊接一个安装支架，所述安装支架设 有安装孔，所述地板左边梁和地板右边梁上方各焊接两个与所述安装支架适配 的安装支架板，所述安装支架板上焊接与所述安装孔适配的定位固定螺栓。这 样，通过安装支架与安装支架板实现了前、后横梁与地板左、右边纵梁的可拆 卸连接。
作为优选方案，所述IPU总成包括下壳体和上盖板，所述下壳体悬吊在所述 前横梁、后横梁和两根纵连接梁围成的空间内，所述下壳体和上盖板与所述IPU 总成固定架连接；所述下壳体内设有IPU组件，所述IPU组件包括电池组块、电 池管理系统、高压继电器、电机控制器、DC/DC变换器。
优选的，所述下壳体包括由两块侧板、两块封板焊接形成上端开口的整体， 所述侧板顶部设有檐，所述檐与所述IPU总成固定架适配连接。
进一步优选的，所述侧板内壁设有第一加强梁，所述第一加强梁包括第一 水平部和第二水平部、首尾分别与所述第一水平部和第二水平部一端端部连接 的连接部，所述第一水平部和第二水平部位于所述连接部的两侧；所述第一水 平部与所述檐连接，所述第二水平部与下壳体底部连接。
优选的，所述上盖板中部高于其外周，所述上盖板内侧间隔设有多个纵向 第二加强梁。这样，利于增强上盖板的强度。
进一步优选的，所述第二加强梁、下壳体和上盖板通过螺栓与所述IPU总成 固定架连接。
作为另一优选方案，电池组块由多个电池单体排列成两组，构成两个长方 体状的电池组然后通过螺栓固定夹紧在上固定板和下固定板之间；所述上固定 板与所述下壳体顶部连接，所述下固定板与所述下壳体底部连接。
优选的，所述上固定板包括搭接部、水平部和连接搭接部和水平部的过渡 段，所述搭接部高于所述水平部。
进一步优选的，所述水平部两相对的外沿均设有分别为电池管理系统提供 固定点的第一翻边、为高压继电器提供固定点的第二翻边。
优选的，所述下固定板两相对的外沿均设有分别为电池管理系统提供固定 点的第三翻边、为高压继电器提供固定点的第四翻边。
本发明的有益效果是：本发明通过类似抬轿子方式将IPU总成悬置到后地板 备胎槽上方，连接到后地板左、右边纵梁上。IPU各部件通过上、下固定板与第 一加强梁有机联系起来，再坐落在呈井字形的固定支架中间，保证了IPU各部件 的固定点强度；考虑到下壳体的侧壁垂直底面，将下壳体分为侧板和封板工四 个件，以最少的分块达到最优的工艺性，框体的结构设计在满足IPU各部件安装 的同时，也满足在车身上的固定要求；通过电池组块上、下固定板连接电池包 下壳体的檐上，及第一加强梁底端，将电池组块牢靠地固定在相互关联的第一 加强梁和上、下固定板之间，同时也将电池管理系统、高压继电器固定在电池 组块的左右侧，形成一种稳定可靠的电池组块固定结构，能满足局部强度要求 和后碰撞过程中对电池的保护要求。本发明的固定结构能在车辆遇到颠簸，甚 至碰撞和翻滚过程中保护电池不受挤压和不脱离固定点，达到安全、可靠的效 果。
附图说明
图1是本发明IPU总成在车身上安装结构示意图
图2是本发明安装支架板的结构示意图
图3是本发明固定支架的结构示意图
图4是本发明IPU总成壳体结构示意图
图5是本发明IPU总成的安装结构示意图
图6是本发明IPU总成壳体的爆炸示结构示意图
图7是本发明侧板的结构示意图
图8是本发明封板的结构示意图
图9是本发明上盖板的结构示意图
图10是本发明组装完成后的断面结构示意图
图11是本发明上固定板的结构示意图
图12是本发明下固定板的结构示意图
具体实施方式
下面通过图1～图12以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明 的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述，本实施例内的任何技 术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围。
如图1至图3所示，本发明设计的混合动力汽车IPU固定结构，包括IPU总 成1、固定支架2，所述固定支架2包括两端可拆卸连接在后地板左边梁3和后 地板右边纵梁4上方的前横梁2.1和后横梁2.2，所述前横梁2.1和后横梁2.2 之间固定连接两根纵连接梁2.3；在前横梁2.1和后横梁2.2上均间隔设有多个 IPU总成固定架2.4，所述IPU总成固定架2.4位于两根纵连接梁2.3之间；所述 IPU总成1与所述IPU总成固定架2.4连接，并置入悬吊在所述前横梁2.1、后横 梁2.2和两根纵连接梁2.3围成的空间内。本发明将后地板上的备胎取消，备胎 槽保留，在后地板的两侧，左、右边纵梁的上方，焊接四个IPU总成1的安装支 架板5，所述前横梁2.1和后横梁2.3两端均焊接一个安装支架2.5，所述安装支 架2.5设有安装孔，所述地板左边梁3和地板右边梁4上方各焊接两个与所述安 装支架2.5适配的安装支架板5，所述安装支架板5上焊接与所述安装孔适配的 定位固定螺栓5.1；安装支架板5与后地板边纵梁及后地板的焊接可以通过点焊 或气体保护焊实现，这样，通过安装支架2.5与安装支架板5实现了前、后横梁 与地板左、右边纵梁的可拆卸连接。IPU总成1通过固定支架2悬吊在后地板左 边纵梁3和后地板右边纵梁4之间，位于后地板中横梁6的后方，IPU总成1在 后地板备胎槽内是悬空状态，与后地板备胎槽有一定的间隙，防止车辆经过不 平路面时车身变形及IPU总成上下振动而产生干涉。
如图4和图5所示，作为优选方案，所述IPU总成1包括下壳体1.1和上盖 板1.2，所述下壳体1.1悬吊在所述前横梁2.1、后横梁2.2和两根纵连接梁2.3 围成的空间内，所述下壳体1.1和上盖板1.2与所述IPU总成固定架2.4连接； 所述下壳体1.1内设有IPU组件，所述IPU组件包括电池组块7、电池管理系统 8、高压继电器9、电机控制器10、DC/DC变换器，DC/DC变换器位于电机控制 器10的下方，图中未示出。
如图6所示，所述下壳体1.1包括由两块侧板1.11、两块封板1.12焊接形 成上端开口的整体，所述侧板1.11顶部设有檐1.13，所述檐1.13与所述IPU总 成固定架2.4适配连接。
如图6和图7所示，所述侧板1.11内壁设有第一加强梁1.14，所述第一加 强梁1.14包括第一水平部1.141和第二水平部1.142、首尾分别与所述第一水平 部1.141和第二水平部1.142一端端部连接的连接部1.143，所述第一水平部1.141 和第二水平部1.142位于所述连接部1.143的两侧；所述第一水平部1.141与所 述檐1.13连接，所述第二水平部1.142与下壳体底部连接。侧板1.11的具体结 构形状，主要由侧壁1.15、底面的半部1.16和檐1.13构成，其中侧壁1.15既垂 直底面，又垂直檐1.13，这样更有利于侧壁垂直底面的下壳体，通过最少的分 块获得最优的工艺性。为了提升薄板的强度和刚性，设置了多条第一加强筋1.14。 两个侧壁1.15中的一个上设置有冷却系统进风管过孔1.17和电缆过孔1.18。檐 1.13上设置有多个螺栓连接过孔和焊接定位孔。
如图8所示，封板1.12的具体结构形状，由侧壁1.121、上边沿1.122、下 边沿1.123、前边沿1.124、后边沿1.125构成。上边沿1.122是提供给上盖板1.2 的安装面，并设有螺栓连接过孔和焊接定位孔。下边沿1.123、前边沿1.124和 后边沿1.125是与侧板1.11的焊接边。侧壁1.121上设置有加强筋。
如图6和图9所示，所述上盖板1.2中部高于其外周，所述上盖板1.2内侧 间隔设有多个纵向第二加强梁1.19。四个纵向的第二加强梁1.19结构相同，连 接到上盖板1.2的边沿，并与上盖板1.2一起通过螺栓连接到檐1.13，再一起固 定到跨越后地板备胎槽的IPU总成固定架2.4上，这样，利于增强上盖板1.2的 强度，使得上盖板1.2上可以承载行李的重压。
如图10所示，作为另一优选方案，电池组块7由多个电池单体排列成两组， 构成两个长方体状的电池组然后通过螺栓固定夹紧在上固定板7.1和下固定板 7.2之间；所述上固定板7.1与所述下壳体1.1顶部连接，所述下固定板7.2与所 述下壳体1.1底部连接。
如图11所示，所述上固定板7.1包括搭接部7.11、水平部7.12和连接搭接 部7.11和水平部7.12的过渡段7.13，所述搭接部7.11高于所述水平部7.12；所 述搭接部7.11上设有固定孔，其与檐1.13连接，所述水平部7.12两相对的外沿 均设有分别为电池管理系统8提供固定点的第一翻边7.14、为高压继电器9提 供固定点的第二翻边7.15。上固定板7.1整体设计有带沉台的减重孔和加强筋， 在保证强度的前提下，尽量做到轻量化。
如图12所示，所述下固定板7.2两相对的外沿均设有分别为电池管理系统 8提供固定点的第三翻边7.21、为高压继电器9提供固定点的第四翻边7.22，图 中所示的左右两端设有孔，与下壳体1.1底部连接。
再如图5和图10所示，电池组块7安装到下壳体1.1内部的结构形状。电 池管理系统8、高压继电器9，通过上固定板7.1、下固定板7.2，同电池组块7 组装到一起，再作为总成安装到下壳体1.1的内，与下壳体1.1的第一加强梁1.14 的第一水平部1.141和第二水平部1.142连接到一起。下固定板7.2的固定，是 通过螺栓从下往上安装拧紧的。
再如图10所示，电池组块7的固定，通过上固定板7.1进行悬吊，下固定 板7.2进行支撑。从断面图上可以看出，上固定板7.1、下固定板7.2和第一加 强梁1.14构成一个闭环，电池组块7处于闭环之中。另外，上固定板7.1的前 段、下固定板7.2的前段、第一加强梁1.14，以及电池组块7的固定长螺栓7.3 在电池组块7的前侧构成一个小的闭环，后侧也一样。再有，在电池组块7的 上方，上固定板7.1与第二加强梁1.19也构成一个闭环，这样电池组块7就处 在紧密相连的固定支架中，拥有较高的固定点强度。
