一种纯电动架构汽车电池包盖板的减振降噪装置的制作方法

1.本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种纯电动架构汽车电池包盖板的减振降噪装置。


背景技术：

2.汽车nvh(noise vibration harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能是影响车内舒适性的重要指标，随着电动车的日益普及，基于纯电动架构的汽车nvh问题日益突出。由于新的三电系统代替了传统的动力系统，这使得纯电动汽车的nvh特性区别于传统汽车，这给汽车nvh技术带来了新的挑战。
3.目前市面上基于纯电动架构汽车的动力电池基本布置在车身地板正下方，如图1所示，其中动力电池的顶部为电池盖板，车身的底部为车身地板，且电池盖板与车身地板间间隔设置。采用该电池布置方案带来了新的nvh问题：一方面汽车行驶过程中由于路面激励会使得电池盖板发生动态变形，在形变较大时候很容易与车身地板间发生碰撞，从而产生敲击异响，直接影响客户的车内体验；另一方面电池盖板与车身地板间存在间隙，这使得车外电机或者轮胎激发的高频空气声很容易通过该间隙从地板传入车内，影响车内的舒适性。针对动力电池引起的上述nvh问题，需要合理地设计隔振机构来降低电池盖板的动态变形从而避免与地板发生碰撞，同时还需要合理设计隔声装置来降低或者隔绝，电池盖板和车身地板之间的声传递路径，此外，在设计隔声或者隔振机构时还需要考虑电池本身的散热性。
4.当前，大多数电动车常见的做法是在电池盖板和车身地板之间设置橡胶缓冲块，从而避免电池盖板和车身地板之间的直接碰撞，并在电池盖板局部刚度较弱的地方多布置橡胶缓冲块。采用橡胶缓冲块的方式，在大多数实车行驶工况下可以避免电池盖板和车身地板之间的直接冲击碰撞，避免了异响的发生，且基本不会影响动力电池的散热性，但是，由于橡胶缓冲块的硬度较大，在某些极端工况，如大激励冲击下，橡胶缓冲块与地板仍然会发生撞击异响，同时，橡胶缓冲块与电池盖板或车身地板之间无法保证密封性，仍旧无法实现电池盖板和车身地板之间的隔声效果。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种纯电动架构汽车电池包盖板的减振降噪装置，能够在电池盖板和车身地板之间形成良好的声阻隔效应，有效保证乘车体验。
6.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：
7.环形填充组件，所述环形填充组件为用于沿电池盖板顶部四周布置的封边填充块，且所述封边填充块为环形结构；
8.点阵填充组件，所述点阵填充组件包括用于布置在电池盖板顶部的多个方形填充块，且多个方形填充块间呈均匀分布状态；
9.其中，所述方形填充块均位于所述封边填充块的环形结构内部，所述封边填充块和方形填充块的材质均为硬质棉毡，且所述封边填充块和方形填充块均用于位于电池盖板和车身地板之间的间隙内。
10.在上述技术方案的基础上，所述封边填充块的长度与电池盖板顶部的长度相同，所述封边填充块的宽度与电池盖板顶部的宽度相同。
11.在上述技术方案的基础上，所述封边填充块环形结构的外边在电池盖板顶部沿水平方向向内延伸，形成环形结构的内边。
12.在上述技术方案的基础上，所述封边填充块环形结构的外边和内边之间的宽度为60mm。
13.在上述技术方案的基础上，所述点阵填充组件包括9个方形填充块，且9个方形填充块以阵列形式均匀分布于所述封边填充块的环形结构内部。
14.在上述技术方案的基础上，所述封边填充块的环形结构内部的9个方形填充块，其中，每一列包括3个方形填充块，每一行包括3个方形填充块。
15.在上述技术方案的基础上，所述封边填充块的环形结构内部的方形填充块，相邻方形填充块间的横向距离相同，相邻方形填充块间的纵向距离相同。
16.在上述技术方案的基础上，所述方形填充块的长度和宽度均为200mm。
17.在上述技术方案的基础上，所述封边填充块的厚度为电池盖板和车身地板之间间隙的2倍，所述方形填充块的厚度为电池盖板和车身地板之间间隙的2倍。
18.在上述技术方案的基础上，所述封边填充块的厚度为电池盖板和车身地板之间间隙的3倍，所述方形填充块的厚度为电池盖板和车身地板之间间隙的3倍。
19.与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在电池盖板和车身地板之间的间隙内布置满足硬度要求的硬质棉毡，且封边填充块在电池盖板顶部呈环形布置状态，方形填充块在电池盖板顶部呈均匀布置状态，通过硬质棉毡抵抗电池盖板的动态变形，避免电池盖板和车身地板间直接碰撞，均匀分布的方形填充块能够保证硬质棉毡在大激励冲击下不会与车身地板间形成冲击异响，呈环形布置状态的封边填充块形成密封效应，并配合方形填充块，能够在电池盖板和车身地板之间形成良好的声阻隔效应，避免声音通过电池盖板和车身地板之间的间隙传入乘员舱，有效保证乘车体验。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为动力电池和车身之间关系的示意图。
22.图2为本发明实施例中一种纯电动架构汽车电池包盖板的减振降噪装置的结构示意图；
23.图3为布置减振降噪装置之后整车隔声量的改善效果示意图。
24.图中：1
‑
封边填充块，2
‑
方形填充块，3
‑
电池盖板。
具体实施方式
25.本发明实施例提供一种纯电动架构汽车电池包盖板的减振降噪装置，通过在电池盖板3和车身地板之间的间隙内布置满足硬度要求的硬质棉毡，且封边填充块1在电池盖板3顶部呈环形布置状态，方形填充块2在电池盖板3顶部呈均匀布置状态，通过硬质棉毡抵抗电池盖板3的动态变形，避免电池盖板3和车身地板间直接碰撞，均匀分布的方形填充块2能够保证硬质棉毡在大激励冲击下不会与车身地板间形成冲击异响，呈环形布置状态的封边填充块1形成密封效应，并配合方形填充块2，能够在电池盖板3和车身地板之间形成良好的声阻隔效应，避免声音通过电池盖板3和车身地板之间的间隙传入乘员舱，有效保证乘车体验。
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.参见图2所示，本发明实施例提供的一种纯电动架构汽车电池包盖板的减振降噪装置，包括环形填充组件和点阵填充组件。
28.环形填充组件为用于沿电池盖板3顶部四周布置的封边填充块1，且封边填充块1为环形结构。点阵填充组件包括用于布置在电池盖板3顶部的多个方形填充块2，且多个方形填充块2间呈均匀分布状态。方形填充块2均位于所述封边填充块1的环形结构内部，所述封边填充块1和方形填充块2的材质均为硬质棉毡，且封边填充块1和方形填充块2均用于位于电池盖板3和车身地板之间的间隙内。
29.本发明实施例中，封边填充块1和方形填充块2的材质均选用硬质棉毡，硬质棉毡的硬度比发泡或吸音棉硬度高，能够保证在各种实车状态冲击激励下车身地板与电池盖板3间不会发生碰撞，同时，硬质棉毡的硬度比橡胶块硬度低，能够保证自身在极端工况的冲击下不会与车身地间板产生碰撞异响。
30.本发明实施例中，封边填充块1的长度与电池盖板3顶部的长度相同，封边填充块1的宽度与电池盖板3顶部的宽度相同。封边填充块1环形结构的外边在电池盖板3顶部沿水平方向向内延伸，形成环形结构的内边。封边填充块1环形结构的外边和内边之间的宽度为60mm。封边填充块1在电池盖板3顶部的四周分布，近似模拟封边效果，阻隔声音，同时封边填充块1沿电池盖板3四周边向内延伸60mm，以保证封边填充块1有足够的声阻隔效果。
31.本发明实施例中，方形填充块2的长度和宽度均为200mm。点阵填充组件包括9个方形填充块2，且9个方形填充块2以阵列形式均匀分布于封边填充块1的环形结构内部。封边填充块1的环形结构内部的9个方形填充块2，其中，每一列包括3个方形填充块2，每一行包括3个方形填充块2。封边填充块1的环形结构内部的方形填充块2，相邻方形填充块2间的横向距离相同，相邻方形填充块2间的纵向距离相同。采用9个方形填充块2呈点状均布的方式，可以降低硬质棉毡的覆盖面积，提高电池的散热效果。在实际的应用过程中，方形填充块2的具体尺寸、数量、分布位置可以根据实车阶段的性能表现进行调整，以达到各方面性能最优。
32.本发明实施例中，封边填充块1的厚度为电池盖板3和车身地板之间间隙的2倍，方形填充块2的厚度为电池盖板3和车身地板之间间隙的2倍，或者，封边填充块1的厚度为电池盖板3和车身地板之间间隙的3倍，方形填充块2的厚度为电池盖板3和车身地板之间间隙
的3倍。本发明实施例的硬质棉毡具有良好的可压缩性，在进行动力电池总装时，将封边填充块1和方形填充块2的厚度，设置为电池盖板3和车身地板之间间隙的2～3倍，先将封边填充块1和方形填充块2安装在电池盖板3上，然后将动力电池安装至车身上，动力电池上件过程中，封边填充块1和方形填充块2的厚度被逐渐压缩至间隙厚度，在封边填充块1和方形填充块2的压缩过程中，能够保证硬质棉毡与车身地板间实现比较理想的接触状态，使得封边填充块1的封边效果较为理想，不会存在声泄露；同时，硬质棉毡在压缩后其硬度增加，因此可根据实车阶段调教效果来预设方形填充块2的厚度，以保证方形填充块2在压缩后有合适的硬度来阻隔电池盖板3与车身地板之间的撞击异响。
33.本发明实施例的减振降噪装置，能够解决的问题包括：(1)在电池盖板3和车身地板之间的间隙内填充硬质棉毡，通过硬质棉毡既能抵抗电池盖板3的动态变形，避免电池盖板3与车身地板间的直接碰撞，又能够确保硬质棉毡自身在大激励冲击下不会与车身地板间形成冲击异响；(2)封边填充块1和方形填充块2采用合理的布置形式，确保电池盖板3各个区域都不会发生碰撞异响；(3)封边填充块1能够在车身地板与电池盖板3之间形成良好的声阻隔效应，避免声音通过车身地板和电池盖板3间的间隙传入乘员舱；(4)在电池盖板3与车身地板之间布置封边填充块1和方形填充块2，在满足阻隔碰撞与声阻隔的前提下，保证材料覆盖面积尽可能小，以确保良好的散热性。
34.本发明的减振降噪装置所带来的有益效果包括如下几个方面：
35.(1)由于硬质棉毡具有较好的吸声性能，在增加封边填充块1之后，当声音传递至电池盖板3与车身地板间隙的边缘时，大部分声能会在穿透60mm厚的硬质棉毡过程中逐渐被消耗掉，转化为热能，剩余少部分声能进入间隙后会继续被方形填充块2吸收，最后能透过车身地板进入车内的声能非常少，通过封边填充块1和方形填充块2起到了很好的声阻隔效果。
36.参见图3所示，为增加本发明的减振降噪装置之后，整车隔声量的改善效果图。图3具体表示前舱至后排右侧乘客的整车隔声量，图3中，下方的线段表示未设置本发明的减振降噪装置之前，即未布置本发明的减振降噪装置方案之前，整车隔声量，上方的线段表示设置本发明的减振降噪装置之后，即布置本发明的减振降噪装置方案之后，整车隔声量，横坐标上的frequency表示频率，单位为hz，纵坐标上的pbnr表示整车隔声量，单位为db。
37.从图2可以看出，800～2000hz隔声量平均提高了约0.8db，5000～10000hz隔声量平均提高了近2db，由于bev(battery electrical vehicle，纯电动汽车)的电机噪声主要为500～10000hz以上的高频噪声，所以本发明的减振降噪装置可以有效较低车内的电机噪声。
38.(2)结合后期实车调试效果，合理设置硬质棉毡初始厚度和硬度，可以保证硬质棉毡在被安装压缩后保持合适的硬度，能够避免电池盖板3与车身地板间发生碰撞异响，并且能够保证硬质棉毡自身在极端工况的大冲击下不会与车身地板间产生碰撞异响。
39.(3)通过点阵式分布的方形填充块2，尽可能减小对电池盖板3的覆盖面积，基本不会对动力电池的散热产生影响。
40.采用硬质棉毡材料代替橡胶，可以更好地避免异响，同时能够起到声阻隔效果；采用硬质棉毡封边的布置形式，既能达到理想的声阻隔效果，又能减小对散热和成本的影响；采用点状分布形式的方形填充块2，既能达到理想的避免异响效果，又能减小对散热和成本
的影响；硬质棉毡材料的压缩率保证了后期调试的灵活性。
41.本发明实施例的纯电动架构汽车电池包盖板的减振降噪装置，通过在电池盖板3和车身地板之间的间隙内布置满足硬度要求的硬质棉毡，且封边填充块1在电池盖板3顶部呈环形布置状态，方形填充块2在电池盖板3顶部呈均匀布置状态，通过硬质棉毡抵抗电池盖板3的动态变形，避免电池盖板3和车身地板间直接碰撞，均匀分布的方形填充块2能够保证硬质棉毡在大激励冲击下不会与车身地板间形成冲击异响，呈环形布置状态的封边填充块1形成密封效应，并配合方形填充块2，能够在电池盖板3和车身地板之间形成良好的声阻隔效应，避免声音通过电池盖板3和车身地板之间的间隙传入乘员舱，有效保证乘车体验。
42.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
43.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。