一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构及总成的制作方法

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1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体来讲是一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构及总成。

背景技术：

2.随着能源危机不断出现，汽车节能化能源要求，汽车向着大扭矩轻量化的方向发展，尤其是新能源车企兴起，兴能源轿车和商用车技术也越来越成熟，当然在技术上增加汽车nvh(振动、噪音、舒适性)的技术难度要求。
3.消费体变化，汽车的消费体认知在不断的上升，当然相关汽车知识的信息来源渠道多元化，在一定程度上促进了消费者对汽车nvh性能认知不断提升，消费者对汽车主观驾驶nvh特性要求越来越高，由此可见，汽车nvh性能成为汽车重要特性之一。
4.从目前实际运行的情况分析，不论是新能源汽车还是传统的燃油车系统，都离不开安全的、可靠的、稳定的、平顺工作的电池(电瓶)供给系统，并且要求新能源商用车电池框悬置系统的震动通过6个硫化双软垫总成耗散掉。过去对新能源商用车电池框的振动往往忽视不理，随着国外新能源商用车电池框声振耦合于规避体系开发，关于国产新能源商用车电池框悬置系统隔震的开发理论迫在眉睫。
5.现有的新能源整车nvh调校时、存在动态特性要求不能满足汽车多工况的需要，导致整车nvh调校时不能发现异响的根源，譬如当汽车以5-30km/h行驶时，路面的低频大振幅振动。加上国汽车的设计及制造工艺与发达国家发动机相比确实存在着一定的差异，尤其是大功率的新能源商用车电池框悬置系统路面侧向受迫激励幅值较大。因此从整车nvh调校角度，提升国产新能源商用车电池框悬置系统多工况nvh性能需求，设计一款合理的、经济的、可靠的、实用新能源商用车电池框悬置系统的研制确实是十分必要。

技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构及总成，6个硫化双软垫总成本身倾斜15度布置，系统在结构上运行稳定、结构紧凑、精巧、生产成形简单，组装逻辑合理、其硫化件上本身具有防错漏装功能、过程易受控、易于批量化、易于平台化；加工难度低，精度高，故障率低，结构上稳健，刚度可调性好，能满足不同nvh阶段。
7.为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构，包括上支架和下支架，所述上支架和下支架之间设置有硫化双软垫，该硫化双软垫沿整车y向内倾布置。
8.在上述技术方案的基础上，所述硫化双软垫沿整车y向内倾15度角布置。
9.在上述技术方案的基础上，所述下支架包括c形的安装座，所述安装座的外侧壁设置有第一竖直板，该第一竖直板的上端向外弯折形成用于连接硫化双软垫的第一倾斜板；所述第一竖直板和第一倾斜板之间设置有第一加强板。
10.在上述技术方案的基础上，所述上支架包括第二水平板，所述第二水平板的一端向上翘起形成用于连接硫化双软垫的第二倾斜板；第二水平板的另一端向上弯折形成第二竖直板，该第二竖直板的上端设置有翻边部；所述第二竖直板和第二倾斜板之间设置有第二加强板。
11.在上述技术方案的基础上，所述硫化双软垫包括中心管和第一螺栓；所述中心管的两端分别设置有限位片，两限位片之间设置有两橡胶垫，其中一橡胶垫位于第一倾斜板下方，另一橡胶垫位于第一倾斜板和第二倾斜板之间；所述第一螺栓依次穿过第二倾斜板、中心管、第一倾斜板后通过第一锁紧螺母锁紧。
12.在上述技术方案的基础上，所述第一倾斜板上设置有安装孔，两橡胶垫之间设置有与安装孔相适配的定位槽。
13.在上述技术方案的基础上，所述安装座底板的内壁设置有限位块。
14.在上述技术方案的基础上，所述限位块包括第三水平板、橡胶块和第二螺栓；所述第三水平板与安装座连接，且第三水平板的外侧向上弯折形成第三竖直板；所述第三竖直板和第三水平板之间设置有第三加强板；所述橡胶块设置在第三竖直板的外侧，且橡胶块的四周设置有挡边；所述第二螺栓的一端与橡胶块连接，第二螺栓的另一端穿过第三竖直板后通过第二锁紧螺母锁紧。
15.本实用新型实施例还提供一种新能源商用车电池框斜置式悬置总成，包括框架，所述框架的立柱上端分别设置有如上述的斜置式悬置结构。
16.在上述技术方案的基础上，所述框架的左右两侧分别相对设置有三根立柱，每根立柱上端均设置有如上述的斜置式悬置结构。
17.本实用新型的有益效果在于：
18.1、本实用新型中，沿整车y轴电池框焊接总成件左右两侧设计6个橡胶弹性中心点，相互独立，且沿整车y向成15度角度内倾布置，相比0度角平置式，更具备系统设计的解耦性(解耦计算越好，系统隔震越优越)，尤其对商用电池框焊接总成件在路面低频工况下具有较好的稳定性。
19.2、本实用新型中，在6个硫化双软垫下方，沿整车y向内测设计有6个限位块总成，6个限位块总成直接采用65度天然胶分别硫化成型，橡胶是一种高分子超弹性体，就可以很好的缓冲碰撞，化解因车辆侧倾侧滑造成的y向大幅度甩动冲击，不仅明显改善行车舒适性，而且提升电池框焊接总成件本身耐久。
20.3、本实用新型同时能依靠设计的橡胶高弹性体的阻尼与刚度衰减振动，提升新能源商用车电池框悬置系统的使用寿命与使用舒适性，既能有效地节约了生产与制造成本，又方便了后期的维护与保养，汽车水箱维护保养时、新能源商用车电池框悬置系统互换性便捷。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例中斜置式悬置结构及总成的立体图；
22.图2为本实用新型实施例中斜置式悬置结构及总成去除上支架后的立体图；
23.图3为图2的主视图；
24.图4为图3的俯视图；
25.图5为图4中a-a向的剖视图；
26.图6为图5中b部分的放大示意图；
27.图7为图5中c部分的放大示意图；
28.图8为本实用新型实施例中上支架的立体图；
29.图9为本实用新型实施例中限位块的立体图；
30.图10为本实用新型实施例中斜置式悬置总成的立体图；
31.图11为本实用新型实施例中adams软件下建立仿真柔性计算分析模型图；
32.图12为本实用新型实施例中硫化双软垫z向刚度分析云图；
33.图13为本实用新型实施例中硫化双软垫x＝y向刚度分析云图。
34.附图标记：
35.1—斜置式悬置结构；
36.11—硫化双软垫；111—限位片；112—中心管；113—橡胶垫；114—第一螺栓；115—第一锁紧螺母；116—定位槽；
37.12—下支架；121—安装座；122—第一竖直板；123—第一倾斜板；124—第一加强板；
38.13—上支架；131—第二水平板；132—第二竖直板；133—第二倾斜板；134—翻边部；135—第二加强板；
39.14—限位块；141—第三水平板；142—第三竖直板；143—橡胶块；144—挡边；145—第二螺栓；146—第二锁紧螺母；147—第三加强板；
40.2—框架；21—立柱。
具体实施方式
41.下面详细描述本实用新型的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(x)”、“纵向(y)”、“竖向(z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
43.此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.下面结合说明书的附图，通过对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
45.参见图1～图5所示，本实用新型实施例提供一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构，包括上支架13和下支架12，上支架13和下支架12之间设置有硫化双软垫11，该硫化双
软垫11沿整车y向内倾布置。具体的，硫化双软垫11沿整车y向内倾15度角布置。目前国内能源商用车电池框悬置系统基本都是采用平行y轴布置，夹角为0度，即没有夹角。本次新能源商用车电池框悬置系统总成沿整车y向内倾15度夹角，相比传统0度夹角布置，沿整车y向内倾15度夹角这样搭配更加稳固，尤其是新能源商用车经过凹凸路面时，整车沿y向侧倾时，由于悬置内倾布置，1.2吨位的电池框不容易侧倾和侧向滑动。当然橡胶是一种高分子超弹性体，本身具有一定的阻尼和近似于弹簧刚度，可以衰减路面的振动能量传递到电池框焊接总成件，最大限度的缓冲路面的激励大振幅侧倾和侧滑，从而提升新能源商用车行车的稳定性和驾驶的舒适性。本实施例中，上支架和下支架主要是dl510冲压成型，结构本身设计了防错安装孔细节。
46.参见图3和图5所示，下支架12包括c形的安装座121，安装座121的外侧壁设置有第一竖直板122，该第一竖直板122的上端向外弯折形成用于连接硫化双软垫11的第一倾斜板123；第一竖直板122和第一倾斜板123之间设置有第一加强板124。
47.参见图8所示，上支架13包括第二水平板131，第二水平板131的一端向上翘起形成用于连接硫化双软垫11的第二倾斜板133；第二水平板131的另一端向上弯折形成第二竖直板132，该第二竖直板132的上端设置有翻边部134；第二竖直板132和第二倾斜板133之间设置有第二加强板135。
48.参见图6所示，硫化双软垫11包括中心管112和第一螺栓114；中心管112的两端分别设置有限位片111，两限位片111之间设置有两橡胶垫113，其中一橡胶垫113位于第一倾斜板123下方，另一橡胶垫113位于第一倾斜板123和第二倾斜板133之间；第一螺栓114依次穿过第二倾斜板133、中心管112、第一倾斜板123后通过第一锁紧螺母115锁紧。具体的，第一倾斜板123上设置有安装孔，两橡胶垫113之间设置有与安装孔相适配的定位槽116。6个硫化双软垫总中间采用通孔连接，这样方便电池框与6个硫化双软垫穿过螺栓进行很好的刚性连接，这样装配逻辑关系：
①
有利于装配流水线批量操作，生产效率高，可以规模化大生产。
②
螺栓紧固连接，螺栓打紧扭矩可以量化度量，其连接上更加牢固可靠。
③
后期产品维护上拆卸便捷，只需更换其中的6个硫化双软垫就可得到彻底的修理，不需花费高昂的费用更换总成件。
49.6个硫化双软垫总成硫化成型效率高，该6个硫化双软垫总成在结构设计上采用的相同的结构，同时其本身尺寸设计适中，可以使用1:30的复合模具批量成型、成型效率高，有利于组织生产线组装批产，工艺生产水平稳定、产品性能再现性好、过程控制便捷、生产效能高效。
50.硫化橡胶配方可调性好，可以由橡胶高分子工程师调质不同的橡胶配方，以达到调试出不同的刚度参数的新能源商用车电池框悬置。这样设计，在后续可调性优越、可以考虑平台化推广(从而缩短整车nvh调校周期，缩短悬置供应商同步匹配研发周期。有利于提升实体企业的经济效益)、操作性强、易规模化生产。
51.作为一种新能源商用车电池框斜置式悬置系统研制，有自己的一套开发设计理论，从而最大限度地衰减新能源商用车电池框受迫振动激励能量得以实现，从而进一步改善新能源商用车电池框系统nvh特性、延长汽车新能源商用车电池框使用寿命、缩短与合资新能源商用车配置差距是很有必要的。
52.参见图7和图9所示，安装座121底板的内壁设置有限位块14。具体的，限位块14包
括第三水平板141、橡胶块143和第二螺栓145；第三水平板141与安装座121连接，且第三水平板141的外侧向上弯折形成第三竖直板142；第三竖直板142和第三水平板141之间设置有第三加强板147；橡胶块143设置在第三竖直板142的外侧，且橡胶块143的四周设置有挡边144；第二螺栓145的一端与橡胶块143连接，第二螺栓145的另一端穿过第三竖直板142后通过第二锁紧螺母146锁紧。汽车形式时，路面激励往往都是低频大振幅激励，其激励频率一般小于5hz，总是会存在凹凸不平的路面，新能源商用车轮胎行驶到凹凸路面时，其路面激励多数呈现为大位移的侧倾或俯仰。此时沿着整车y向激励振幅可能会很大，则电池框焊接总成件与副车架将出现相对运动造成碰撞风险。然而该新能源商用车电池框本身自重1.2t，如果汽车行经凹凸路面造成侧倾，1.2t侧倾能量直接撞击副车架，那将是很大大缩短新能源商用车使用寿命，此时在6个硫化双软垫下方，沿整车y向内测设计有6个限位块总成，6个限位块总成直接采用65度天然胶分别硫化成型，橡胶是一种高分子超弹性体，就可以很好的缓冲碰撞，不仅明显改善行车舒适性，而且提升电池框焊接总成件本身耐久。
53.参见图10所示，本实用新型实施例还提供一种新能源商用车电池框斜置式悬置总成，包括框架2，框架2的立柱21上端分别设置有如上述的斜置式悬置结构1。具体的，框架2的左右两侧分别相对设置有三根立柱21，每根立柱21上端均设置有如上述的斜置式悬置结构1。左右两侧各等分布置3个硫化双软垫总成，即单侧可以耦合成3个橡胶弹性中心点。这种悬置结构的系统布置设计，有利于系统解耦性，尽最大可能解耦，系统布置上有利于衰减振动的传递，可以更好的优化国产民族商用车主观驾驶性能，提升国产民族商用车的nvh的性能。电池框焊接总成与6个硫化软垫组成的系统在整车x/y/z向具有三个方向移动自由度和绕z向旋转的自由度，通过合理的设计高分子超弹性体的橡胶硬度，通常天然胶常用硬度区间40度～70度区间，通过控制橡胶硬度来实现不同的刚度要求，从而设计出不同的系统模态与振型。满足系统的模态要求，实现该系统的模态与发动机的主激励模态规避，进一步改善汽车nvh特性。本实施例中，框架主要是dl510冲压成型。不仅6个硫化双软垫采用沿整车y向内倾15度角布置，而且沿整车z向布置一个软垫，沿整车-z向布置一个软垫。这种布置方式，可以很好的衰减路面激励导致电池框上跳和俯仰大振幅激励。相比于传统直接刚性搭载(省略6个硫化双软垫)，不仅提升了新能源商用车行驶舒适稳健性，而且进一步提升电池框焊接总成件耐久性能。
54.本实用新型的安装过程为：
55.所述通过硫化工艺硫化成型后的6个硫化双软垫总成与悬置上下支架总成通过流水线式的装配紧固工艺安装、然后将6个限位块总成与悬置下支架总成螺栓刚性紧固连接，且悬置下支架总成与副车架刚性紧固连接，最后将电池框焊接总成件从正上方下吊式安装(此时电池框焊接总成件与电池总重1.288t，需借助悬臂吊安装)于悬置上支架总成上方，此时6个硫化双软垫总成与整车z轴内倾15度布置于电池框焊接总成件和副车架正中间，6个硫化双软垫总成内倾15度布置并隔离和缓冲路面低频(一般＜5hz)大振幅激励、效率高、工艺成熟、操作便捷、飞边少。
56.本实用新型的相关实验数据：
57.表1惯性参数与边界
[0058][0059]
表2新能源商用车电池框悬置坐标
[0060][0061][0062]
表3新能源商用车电池框悬置刚度设计表
[0063]
悬置刚度x(n/mm)y(n/mm)z(n/mm)左1悬置5005002600左2悬置5005002600左3悬置5005002600右1悬置5005002600右2悬置5005002600右3悬置5005002600
[0064]
表4新能源商用车电池框悬置系统在整车坐标下解耦与模态计算
[0065][0066][0067]
表5硫化双软垫总成x、y、z向刚度分析表
[0068][0069]
通过表1～表5，图11～图12所示，本实用新型的产品
[0070]
①
首先采集新能源商用车电池框悬置系统设计边界、新能源商用车电池框悬置系统的惯性参数、孔位、坐标、空间距离等等。
[0071]
②
其次在adams软件下建立仿真柔性模型，并且赋予模型的惯性积与惯性矩，根据新能源商用车电池框悬置系统的参数赋予商用车新能源商用车电池框悬置系统橡胶软垫模型刚度参数，验证模型求解可行性，开始仿真求解新能源商用车电池框悬置系统与电池框总成的6个模态。后处理并持续优化求解，直到得出满足要求的模态分布。
[0072]
③
再次依据设计边界与模型的模态刚度分布，三维建模新能源商用车电池框悬置系统橡胶软垫，主观评价新能源商用车电池框悬置系统3d模型数据，并细化模型。
[0073]
④
检查模型安装逻辑关系，尺寸设计要素合理性。
[0074]
⑤
理论验证：将所述不同的nr胶料配方(nr橡胶的硬度不一样)调试出来。试制不同胶料的硫化件、主要采用的硫化工艺，由硫化工艺工程师调试。并记录其工艺参数，设定合理的工艺参数完成数据的分析、锁定、存储、可追溯性等。依次将新能源商用车电池框悬置系统用螺栓安装到新能源商用车上(上端面设计是预留安装螺纹孔)，螺栓扭矩参照《汽
车设计手册》。参与客户的主客观评价，并参与强化路试评估。
[0075]
1.)六个模态分布均＞5hz,地面大振幅激励频率一般＜5hz，系统模态分布成功的避开低频率面共振频带，总体模态peak≤52.5hz
[0076]
2.)主方向x向、z向、rxx向模态错开≥2.1hz，避开共振耦合的风险，满足设计要求。
[0077]
3.)主方向x向、z向、rxx解耦率≥91.32％，系统能量分布解耦性理想，满足系统的布置解耦要求。
[0078]
4.)悬置系统线性刚度解耦满足要求,可以作为后期nvh匹配参考。
[0079]
采用abaqus有限元软件对硫化双软垫总成进行刚度分析，由于6个硫化双软垫总成结构和刚度设计相同，安装角度也相同，分析其中的一个就可以代表六个硫化双软垫总成刚度指标。
[0080]
综上所述，本发明提出的新能源商用车电池框斜置式悬置研制结构精巧、成型工艺简单、内倾15度的布置形式提供更加稳定的安装姿态、悬置系统布局合理巧妙、配合紧凑；加工组装难度低、精度高、故障率低、满足汽车行驶各种工况的动态特性、在设计上提升国产新能源商用车nvh性能、使用寿命长、既能有效地节约了生产与制造成本、又也方便了后期的维护与保养。
[0081]
同时在理论设计弥补了新能源商用车电池框斜置式悬置开发不全。对于国内的新能源商用车电池系统平顺性、稳定性具有一定的实际意义。
[0082]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。
[0083]
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的具体实施方式，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，应由各权利要求限定之。

技术特征：

1.一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构，包括上支架(13)和下支架(12)，其特征在于：所述上支架(13)和下支架(12)之间设置有硫化双软垫(11)，该硫化双软垫(11)沿整车y向内倾布置。2.如权利要求1所述的新能源商用车电池框斜置式悬置结构，其特征在于：所述硫化双软垫(11)沿整车y向内倾15度角布置。3.如权利要求1所述的新能源商用车电池框斜置式悬置结构，其特征在于：所述下支架(12)包括c形的安装座(121)，所述安装座(121)的外侧壁设置有第一竖直板(122)，该第一竖直板(122)的上端向外弯折形成用于连接硫化双软垫(11)的第一倾斜板(123)；所述第一竖直板(122)和第一倾斜板(123)之间设置有第一加强板(124)。4.如权利要求3所述的新能源商用车电池框斜置式悬置结构，其特征在于：所述上支架(13)包括第二水平板(131)，所述第二水平板(131)的一端向上翘起形成用于连接硫化双软垫(11)的第二倾斜板(133)；第二水平板(131)的另一端向上弯折形成第二竖直板(132)，该第二竖直板(132)的上端设置有翻边部(134)；所述第二竖直板(132)和第二倾斜板(133)之间设置有第二加强板(135)。5.如权利要求4所述的新能源商用车电池框斜置式悬置结构，其特征在于：所述硫化双软垫(11)包括中心管(112)和第一螺栓(114)；所述中心管(112)的两端分别设置有限位片(111)，两限位片(111)之间设置有两橡胶垫(113)，其中一橡胶垫(113)位于第一倾斜板(123)下方，另一橡胶垫(113)位于第一倾斜板(123)和第二倾斜板(133)之间；所述第一螺栓(114)依次穿过第二倾斜板(133)、中心管(112)、第一倾斜板(123)后通过第一锁紧螺母(115)锁紧。6.如权利要求5所述的新能源商用车电池框斜置式悬置结构，其特征在于：所述第一倾斜板(123)上设置有安装孔，两橡胶垫(113)之间设置有与安装孔相适配的定位槽(116)。7.如权利要求3所述的新能源商用车电池框斜置式悬置结构，其特征在于：所述安装座(121)底板的内壁设置有限位块(14)。8.如权利要求7所述的新能源商用车电池框斜置式悬置结构，其特征在于：所述限位块(14)包括第三水平板(141)、橡胶块(143)和第二螺栓(145)；所述第三水平板(141)与安装座(121)连接，且第三水平板(141)的外侧向上弯折形成第三竖直板(142)；所述第三竖直板(142)和第三水平板(141)之间设置有第三加强板(147)；所述橡胶块(143)设置在第三竖直板(142)的外侧，且橡胶块(143)的四周设置有挡边(144)；所述第二螺栓(145)的一端与橡胶块(143)连接，第二螺栓(145)的另一端穿过第三竖直板(142)后通过第二锁紧螺母(146)锁紧。9.一种新能源商用车电池框斜置式悬置总成，包括框架(2)，其特征在于：所述框架(2)的立柱(21)上端分别设置有如权利要求1～8任一所述的斜置式悬置结构(1)。10.如权利要求9所述的新能源商用车电池框斜置式悬置总成，其特征在于：所述框架(2)的左右两侧分别相对设置有三根立柱(21)，每根立柱(21)上端均设置有如权利要求1～8任一所述的斜置式悬置结构(1)。

技术总结

一种新能源商用车电池框斜置式悬置结构及总成，涉及新能源汽车技术领域，其包括上支架和下支架，上支架和下支架之间设置有硫化双软垫，该硫化双软垫沿整车Y向内倾布置。本实用新型中，硫化双软垫总成本身倾斜15度布置，系统在结构上运行稳定、结构紧凑、精巧、生产成形简单，组装逻辑合理、其硫化件上本身具有防错漏装功能、过程易受控、易于批量化、易于平台化；加工难度低，精度高，故障率低，结构上稳健，刚度可调性好，能满足不同NVH阶段。能满足不同NVH阶段。能满足不同NVH阶段。