用于电动车辆的结构电池的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的结构电池。


背景技术：

2.通常，结构电池是同时支撑自身负载并执行电池充电和放电功能的部件。
3.相比之下，锂离子电池占电动车辆重量的很大一部分，但不提供负载支撑功能。
4.即，在结构电池中，电池重量构成负载支撑结构的重量，并且可以大大地减轻仅储存能量的电池重量。
5.尽管由于结构电池所使用的空间受限，结构电池与锂离子电池相比可能呈现出较小的容量，但是可以减轻电池的重量，因此，也可以减少车辆行驶的能量消耗。
6.此外，结构电池可以实现足够的安全性和更高的体积效率。
7.当结构电池应用到车辆时，由于车辆的重量减轻，因此可以提高行驶距离。
8.因此，有必要不断地研发结构电池。
9.本背景技术部分所公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

10.本发明涉及一种车辆的结构电池。特定的实施方式涉及一种车辆的结构电池，其能够通过将车身框架应用成结构电池来获得机械强度和足够的电压水平。
11.本发明的实施方式提供一种电动车辆的结构电池，其能够通过结合圆筒构件和接合构件来形成车身框架，从而通过串联结合圆筒构件来获得足够高的电压，同时保持车身框架的强度。
12.电动车辆的结构电池包括多个圆筒构件，其中，多个圆筒构件由端子和接线电连接以形成电池，并且其中，多个圆筒构件由接合构件机械连接以形成车身框架。
13.每个圆筒构件可以包括沿从外到内的方向连续层压的第一加强层、第一绝缘层、第一集电层、电极层、第二集电层、第二绝缘层和第二加强层。
14.电极层可以包括沿从外到内的方向连续层压的正极层、电解质层和负极层。正极层可以包括形成在玻璃纤维预浸料之间的正极活性材料。负极层可以包括形成在玻璃纤维预浸料之间的负极活性材料。电解质层可以包括形成在玻璃纤维之间的电解质。
15.端子可以包括负极端子和正极端子，其中一个插入第一集电层和电极层之间，并且其中另一个插入第二集电层和电极层之间。
16.接线可以配置为电连接沿车辆宽度方向相邻布置的圆筒构件，并且电连接沿车身长度方向相邻布置的圆筒构件。
17.接线可以由插入圆筒构件中的接线帽来固定。
18.接线帽可以形成有配置为接收接线的插入孔，并且形成有露出插入孔的预设范围的座槽。
19.端子可以包括插入圆筒构件中的第一端和安装在接线帽与接线之间的第二端。
20.座槽可以由安装至接线帽的外周的盖来封闭。
21.电动车辆的结构电池还可以包括至少一个夹，安装在圆筒构件与接线帽的外周之间。
22.接线可以包括结合至圆筒构件的相应端的正极接线和负极接线。
23.根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池，通过结合圆筒构件和接合构件来形成车身框架，从而通过串联地结合圆筒构件来获得足够高的电压，同时保持车身框架的强度。
24.因此，根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池，可以同时实现电池功能和车身框架，从而使车辆可以轻量化并提高续航能力。
25.可以通过示例性实施方式获得或预测的其它效果，将在本发明的详细描述中明确或隐含地描述。即，将在以下详细描述中描述根据示例性实施方式预测的各种效果。
附图说明
26.图1是根据示例性实施方式应用了电动车辆的结构电池的电动车辆的示意图；
27.图2是根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池的示意图；
28.图3是图2的等效电路图；
29.图4示出根据示例性实施方式应用于电动车辆的结构电池的圆筒构件；
30.图5是根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池的接合部的放大图；
31.图6示出根据示例性实施方式应用于电动车辆的结构电池的接线帽；
32.图7是图6的沿a-a线的剖视图，示出根据示例性实施方式应用于电动车辆的结构电池的接线帽的接合结构。
33.以下附图标记可以结合附图来使用，以描述本发明的特定的实施方式，其中：
34.1：结构电池
35.3：面板
36.10：圆筒构件
37.11：第一加强件
38.12：第一绝缘层
39.13：第一集电层
40.14：电极层
41.140：正极层
42.141：玻璃纤维预浸料
43.142：正极活性材料
44.143：电解质层
45.144：电解质
46.145：玻璃纤维
47.146：负极层
48.147：负极活性材料
49.15：第二集电层
50.16：第二绝缘层
51.17：第二加强层
52.20：端子
53.21：正极端子
54.23：负极端子
55.30：接线
56.31：正极接线
57.33：负极接线
58.40：接线帽
59.41：插入孔
60.43：座槽
61.45：盖
62.47：夹
63.50：接合构件
64.51：连接器
65.53：螺栓
66.55：螺母。
具体实施方式
67.下文将参照附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员所认识到的，可以对所描述的实施方式进行各种不同的方式的变形，所有这些均不脱离本发明的精神或范围。
68.为了阐明本发明，将省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同的元件或等效物用相同的附图标记表示。
69.此外，各元件的尺寸和厚度在附图中是任意示出的，但是本发明不一定限于此，并且在附图中，层、膜、面板、区域等的厚度为了清楚起见而被夸大了。
70.此外，在以下描述中，由于部件的名称彼此相同，将部件的名称划分为第一、第二等是为了划分名称，并且其顺序不受特别地限制。
71.此外，除非明确相反地描述，否则词语“包括”和其变体将被理解为表示包含所述元件而不是排除任何其它元素。
72.图1是根据示例性实施方式应用有电动车辆的结构电池的电动车辆的示意图；图2是根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池的示意图；图3是图2的等效电路图；图4示出根据示例性实施方式应用于电动车辆的结构电池的圆筒构件；图5是根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池的接合部的放大图；图6示出根据示例性实施方式应用于电动车辆的结构电池的接线帽；图7是图6的沿a-a线的剖视图，示出根据示例性实施方式应用于电动车辆的结构电池的接线帽的接合结构。
73.在本说明书中，术语“车辆长度方向”指车身的长度方向(即，前后方向)，术语“车辆宽度方向”指车身的横向方向，而术语“竖直方向”指车身的高度方向。
74.参照图1，根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池1包括多个圆筒构件10。多
个圆筒构件10可以彼此连接以形成车身框架，同时用作电池。
75.因此，根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池1可以同时执行支撑负载的功能和充放电的功能。
76.车身面板3结合到多个圆筒构件10的外表面。
77.参照图2和图3，在根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池1中，多个圆筒构件10由端子20和接线30电连接以形成电池(另参照图4和图5)。
78.此外，在电动车辆的结构电池1中，多个圆筒构件由接合构件50机械连接以形成车身框架。
79.在电动车辆的结构电池1中，构成车身外框架的圆筒构件10可以按正极、负极等的顺序串联连接。
80.例如，圆筒构件10可以沿车身外框架以10-1、10-2、
……
和10-11的顺序，以及以10-23、10-12、10-13、
……
、10-22和10-24的顺序串联连接。
81.因此，在电动车辆的结构电池1中，圆筒构件10的串联连接可以形成增加的电压以驱动电动车辆。
82.参照图4，圆筒构件10中的每一个可以包括沿从外到内的方向连续层压的第一加强层11、第一绝缘层12、第一集电层13、电极层14、第二集电层15、第二绝缘层16和第二加强层17。
83.例如，第一加强层11和第二加强层17中的每一个可包括碳纤维预浸料。
84.第一绝缘层12和第二绝缘层16中的每一个可以包括玻璃纤维预浸料。
85.第一集电层13和第二集电层15可以由碳纤维材料制成。
86.此外，电极层14包括沿从外到内的方向连续层压的正极层140、电解质层143和负极层146。
87.正极层140可以包括形成在玻璃纤维预浸料141之间的正极活性材料142。
88.负极层146可以包括形成在玻璃纤维预浸料141之间的负极活性材料147。
89.电解质层143可以包括形成在玻璃纤维145之间的电解质144。
90.此时，在圆筒构件10中，玻璃纤维预浸料被用作绝缘层，用于与形成第一加强层11或第二加强层17的碳纤维预浸料绝缘。
91.圆筒构件10可以形成为适合于车身框架中的位置的所需长度。
92.此外，端子20结合到圆筒构件10以进行电连接。
93.端子20可以包括正极端子21和负极端子23。
94.此时，正极端子21和负极端子23可以插入圆筒构件10的相应侧。
95.正极端子21和负极端子23中的一个可以插入第一集电层13和电极层14之间，而其中的另一个可以插入第二集电层15和电极层14之间。
96.例如，正极端子21可以插入第二集电层15与电极层14之间，而负极端子23可以插入第一集电层13与电极层14之间。
97.更详细地，正极端子21可被布置成接触第二集电层15和电极层14的负极层146，而负极端子23可被布置成接触第一集电层13和电极层14的正极层140。
98.此时，玻璃纤维预浸料141被用于电极层14以与端子20绝缘。
99.参照图5到图7，接线30配置在圆筒构件10之间以用于电连接。
100.接线30可以电连接沿车辆宽度方向相邻布置的圆筒构件10。
101.此外，接线30可以电连接沿车身长度方向相邻布置的圆筒构件10。
102.接线30的长度可以变化以对应于各个圆筒构件10的长度。
103.接线30包括结合到圆筒构件10的相应端部的正极接线31和负极接线33。
104.例如，正极接线31可以具有连接到圆筒构件10的第一端，并且具有结合到用于连接到相邻圆筒构件10的负极接线33的正极支架的第二端。
105.此外，负极接线33可以具有连接到圆筒构件10的第一端，并且具有结合到用于连接到正极接线31的正极支架的负极支架的第二端。
106.接线30可以由插入圆筒构件10中的接线帽40来固定。
107.接线帽40可以形成有配置为接收接线30的插入孔41。
108.插入孔41可以形成为能够容易地接收接线30的直径。
109.此外，接线帽40可以形成有露出插入孔41的预设范围的座槽43。
110.座槽43可以形成大致四边形的形状。
111.座槽43可以由安装到接线帽40的外周的盖45封闭。
112.盖45可以附着到接线帽40上。
113.此时，端子20包括插入圆筒构件10中的第一端，穿过座槽43，并且包括安装在接线帽40和接线30之间的第二端。
114.此外，至少一个夹47可以安装在圆筒构件10与接线帽40的外周之间。
115.夹47可以固定到接线帽40上并且具有朝向圆筒构件10的开放支腿(leg)(其与接线帽40分开)。
116.因此，当夹47插入圆筒构件10中时，夹47可以将接线帽40稳定地支撑在圆筒构件10上。
117.此外，接合构件50通过螺栓53与圆筒构件10的外表面螺栓接合。
118.此时，螺栓53贯穿圆筒构件10和接合构件50，以在结构上将圆筒构件10和接合构件50组合起来。
119.从接合构件50露出的螺栓53的端部与螺母55结合。
120.接合构件50形成有与要连接的所需数量的圆筒构件10相对应的多个连接器51。
121.接合构件50可以由铝材制成。
122.连接器51的数量可以是取决于设计特征的3、4或任何其它数量。
123.因此，根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池1，用于通过复合材料增强车身框架结构所增加的成本因素，可以由有助于车身机械强度的结构电池来抵消。
124.此外，根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池1，车身框架由圆筒构件10和接合构件50的结合而形成，因此可以通过串联地结合圆筒构件10来获得足够高的电压，同时保持车身框架的强度。
125.此外，电动车辆的结构电池1可以形成消耗高功率的部件所需的足够高的电压。
126.因此，根据示例性实施方式的电动车辆的结构电池1，可以同时实现电池功能和车身框架，从而使车辆轻量化并且提高续航里程。
127.虽然本发明已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式进行了描述，但是应当理解的是，本发明不限于所公开的实施方式。相反地，它旨在涵盖包括在所附权利要求的精
神和范围内的各种变形和等效布置。

技术特征：
1.一种结构电池，包括：多个圆筒构件；电连接所述圆筒构件的端子和接线；以及多个接合构件，机械连接所述圆筒构件以形成车身框架。2.根据权利要求1所述的结构电池，其中，每个所述圆筒构件包括沿从外到内的方向连续层压的第一加强层、第一绝缘层、第一集电层、电极层、第二集电层、第二绝缘层和第二加强层。3.根据权利要求2所述的结构电池，其中：所述电极层包括沿从外到内的方向连续层压的正极层、电解质层和负极层；所述正极层包括第一玻璃纤维预浸料之间的正极活性材料；所述负极层包括第二玻璃纤维预浸料之间的负极活性材料；并且所述电解质层包括玻璃纤维之间的电解质。4.根据权利要求2所述的结构电池，其中，每个端子包括负极端子和正极端子，其中第一个端子插入所述第一集电层与所述电极层之间，并且其中第二个端子插入所述第二集电层与所述电极层之间。5.根据权利要求2所述的结构电池，其中，所述接线电连接沿车辆宽度方向相邻布置的所述圆筒构件，并且电连接沿车辆长度方向相邻布置的所述圆筒构件。6.根据权利要求1所述的结构电池，其中，所述接线包括结合到各个圆筒构件的相应端部的正极接线和负极接线。7.一种结构电池，包括：多个圆筒构件；连接所述圆筒构件的端子和接线；接线帽，插入每个圆筒构件中以固定所述接线；以及多个接合构件，机械连接所述圆筒构件以形成车身框架。8.根据权利要求7所述的结构电池，其中，所述接线帽包括：插入孔，被配置为接收所述接线；以及座槽，露出所述插入孔的预设范围。9.根据权利要求8所述的结构电池，还包括盖，安装至所述接线帽的外周以封闭所述座槽。10.根据权利要求7所述的结构电池，其中，每个端子包括：第一端部，插入各个圆筒构件中；以及第二端部，安装在所述接线帽与所述接线之间。11.根据权利要求7所述的结构电池，还包括夹，安装在各个圆筒构件与所述接线帽的外周之间。

技术总结
本发明提供一种用于电动车辆的结构电池，包括多个圆筒构件；电连接圆筒构件的端子和接线；以及多个接合构件，机械连接圆筒构件以形成车身框架。一个实施方式的电动车辆包括：车身，包括通过多个接合构件彼此机械连接的多个圆筒构件；电池，包括圆筒构件、电连接圆筒构件的端子和接线；以及车身面板，结合到圆筒构件的外表面。的外表面。的外表面。


技术研发人员：宋元基
受保护的技术使用者：起亚株式会社
技术研发日：2022.07.20
技术公布日：2023/7/4