CN109742274A - 电池安装装置 - Google Patents

Abstract

电池安装装置包括：支撑架、双层缓冲组件、卡扣及活动铰链。双层缓冲组件包括上层承载孔板、下层缓冲垫板及多个钢珠，上层承载孔板及下层缓冲垫板间隔安装于支撑架上，上层承载孔板及下层缓冲垫板共同围成容置腔，钢珠嵌置于容置腔内且每一钢珠均部分外露于上层承载孔板外，多个钢珠分别用于与电池包的底部贴合。卡扣及活动铰链分别设置在支撑架相对的两侧且分别与电池包抵接。由此对电池安装装置的结构进行优化，使得电池安装装置具备良好的缓冲性能，同时双层缓冲组件中的钢珠与电池包接触，减少电池包与安装架之间的摩擦力，使得设置电池包时更加省力，降低安装电池包及进行维护操作的难度。

Description

电池安装装置

技术领域

本发明涉及电池固定技术领域，特别是涉及电池安装装置。

背景技术

随着新能源的推广普及，锂电池作为动力电源被应用于各个领域中，例如油电混合的电动船，柴油机工作时振动大，对电池包的寿命影响很大，会导致电池包内部的电气连接松动或电池失效；另外，电池包的重量一般都比较重，且船上不方便使用助力设备(如叉车、吊车等)帮助安装电池包，那么怎样使电池包安装时方便省力也是需解决的问题。

为解决柴油机工作时的振动对电池包的影响及电池包安装时如何方便/省力，目前的电池包生产厂家采用的方式主要有以下两种解决方式：

方式1：电池安装装置设计为抽屉式的结构，将电池包推入后用螺钉锁固。

优点：抽屉式结构，使电池包安装时省力。

缺点：因电池包用螺钉锁固在船的支架上，相当于电池包与船形成了一个整体，柴油机工作时的振动也直接传到了电池包上，缓冲作用小，对电池包的寿命影响较大。

方式2：电池包内部采用灌胶填充，用于缓冲振动，外部用螺钉锁固在船的支架上。

优点：灌封胶的柔韧性可以起到缓冲振动的作用。

缺点：电池包内部空间较大，需要较多的灌封胶，使整个电池系统的重量也会增加较大，从而降低了系统的比能量，且灌胶后难以维修。

可见，现有的安装架很难同时满足便于装卸及为电池包提供良好的防振动功能，如何保护在高振动环境下工作的电池包，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供电池安装装置，优化安装架的结构，让安装架可以在便于对电池包进行安装、拆卸的同时可以提供更好的缓冲效果，即便于后期维护电池包，也提高了电池包的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

电池安装装置包括：支撑架、双层缓冲组件、卡扣及活动铰链；

所述双层缓冲组件包括上层承载孔板、下层缓冲垫板及多个钢珠，所述上层承载孔板及所述下层缓冲垫板间隔安装于所述支撑架上，所述上层承载孔板及所述下层缓冲垫板共同围成容置腔，多个所述钢珠均嵌置于所述容置腔内，且每一所述钢珠均部分外露于所述上层承载孔板外，多个所述钢珠分别用于与电池包的底部贴合；

所述卡扣安装于所述支撑架上，所述卡扣用于与电池包的边缘抵持；

所述活动铰链的第一端铰接于所述支撑架远离所述卡扣的一侧上，所述活动铰链的第二端绕所述活动铰链的第一端旋转用于与电池包抵接。

在其中一个实施例中，所述支撑架包括承载边框及立柱，所述承载边框安装于所述立柱上，所述上层承载孔板及所述下层缓冲垫板间隔安装于所述承载边框内。

在其中一个实施例中，所述承载边框设置有多个，多个所述承载边框之间设置有间隔。

在其中一个实施例中，所述支撑架还包括补强板，所述补强板安装于所述承载边框的边缘上，所述补强板靠近所述卡扣的侧边上设置有导向片。

在其中一个实施例中，所述补强板设置有两个，两个所述补强板对称设置于所述承载边框相对的两侧边上，且两个所述补强板上的两个导向片共同围成电池包定位轨道，所述成电池包定位轨道的宽度由所述导向片靠近所述卡扣的一端向所述导向片远离所述卡扣的一端逐渐增加。

在其中一个实施例中，所述卡扣设置有两个，两个所述卡扣间隔安装于所述承载边框的边缘上。

在其中一个实施例中，所述卡扣远离所述活动铰链的侧面上设置有加强筋。

在其中一个实施例中，所述活动铰链包括摆动钣金件及锁定螺丝，所述摆动钣金件的第一端铰接于所述支撑架远离所述卡扣的一侧上，所述锁定螺丝穿过所述摆动钣金件的第二端，所述摆动钣金件的第二端用于与电池包抵接，所述锁定螺丝用于与电池包螺接。

在其中一个实施例中，所述摆动钣金件的第二端上设置有夹紧侧翼，所述夹紧侧翼上开设有限位孔，所述锁定螺丝穿过所述限位孔。

在其中一个实施例中，所述钢珠外露于所述上层承载孔板外的部分到所述上层承载孔板端面之间的间距可调。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

上述电池安装装置通过设置支撑架、双层缓冲组件、卡扣及活动铰链，对电池安装装置的结构进行优化，使得电池安装装置具备良好的缓冲性能，同时双层缓冲组件中的钢珠与电池包接触，减少电池包与安装架之间的摩擦力，使得设置电池包时更加省力，降低安装电池包及进行维护操作的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明一实施例中的电池安装装置的结构示意图；

图2为图1的电池安装装置在A处的局部放大视图；

图3为本发明一实施例中的电池安装装置的工作状态示意图；

图4为图3的电池安装装置在B处的局部放大视图；

图5为图3的电池安装装置在C处的局部放大视图；

图6为本发明一实施例中的双层缓冲组件的结构示意图；

图7为图6的双层缓冲组件在D处的局部放大视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，电池安装装置10包括：支撑架100、双层缓冲组件200、卡扣 300及活动铰链400，双层缓冲组件200设置在支撑架100上，电池包20放置于双层缓冲组件200的上表面，卡扣300及活动铰链400分别设置在支撑架100 相对的两侧，且卡扣300及活动铰链400均朝向双层缓冲组件200设置，卡扣 300及活动铰链400分别与电池包20相对的两侧接触，并对电池包20进行定位，以将电池包20固定在双层缓冲组件200上，双层缓冲组件200在对电池包20 提供支撑力的同时，可以吸收船体运行时产生的振动，对电池包20进行缓冲，削弱振动对电池包20的影响，从而提高电池包20的使用寿命。

请参阅图6及图7，双层缓冲组件200包括上层承载孔板210、下层缓冲垫板220及多个钢珠230，上层承载孔板210及下层缓冲垫板220间隔安装于支撑架100上，上层承载孔板210及下层缓冲垫板220共同围成容置腔221，多个钢珠230均嵌置于容置腔221内，且每一钢珠230均部分外露于上层承载孔板210 外，多个钢珠230分别用于与电池包20的底部贴合。卡扣300安装于支撑架100 上，卡扣300用于与电池包20的边缘抵持。活动铰链400的第一端铰接于支撑架100远离卡扣300的一侧上，活动铰链400的第二端绕活动铰链400的第一端旋转用于与电池包20抵接。产生振动时，下层缓冲垫板220受力发生形变，通过下层缓冲垫板220自身的形变抵消振动产生的位移量，以保证设置在电池安装装置10上的电池包20处于相对平稳的状态，由此防止电池包20应长期在振动环境下工作导致其内部电气连接部件松动而引发的失效问题。

请参阅图6及图7，例如设置在船上的电池包20，在船体运行产生振动时，支撑架100相对电池包20上升或者下降，与电池包20接触的钢珠230将电池包20产生的惯性力传递到下层缓冲垫板220上，使下层缓冲垫板220发生形变，进而抵消振动产生的位移量，为了提高电池安装装置10的抗震能力，钢珠230 外露于容置腔外的部分到上层承载孔板210之间的间距是可调的，亦即根据电池包实际的使用环境，在组装电池安装装置10时根据其实际情况调整钢珠230 外露于容置腔外的部分到上层承载孔板210之间的间距，例如，一实施例中钢珠230外露于容置腔外的部分到上层承载孔板210之间的间距为4mm。下层缓冲垫板220发生形变抵消振动产生的位移量时，与电池包接触的多个钢珠230 随之浮动，其浮动量为下层缓冲垫板220的变形量，即钢珠230外露于容置腔外的部分到上层承载孔板210之间的间距减小，但钢珠230仍能够有部分露置在上层承载孔板210外，并与电池包20接触。

请参阅图6及图7，上层承载孔板210及下层缓冲垫板220间隔安装于支撑架100上，即上层承载孔板210和下层缓冲垫板220之间有间隔，即容置腔221，多个钢珠230均嵌置在容置腔221内，且钢珠的直径大于上层承载孔板210及下层缓冲垫板220的间隔，使得钢珠230均嵌置在容置腔221内时，钢珠230 均有部分部位没有位于容置腔221内，该部位穿过上层承载孔板210外，并外露置在上层承载孔板210外，使得钢珠230露置在上层承载孔板210外的部位在上层承载孔板210的表面形成多个弧形凸起，在设置电池包20时，电池包20 实际上与多个钢珠230露置在上层承载孔板210外的部位接触，由于钢珠230 为球体，每一钢珠230与电池包20接触均为点接触，减少了电池安装装置10 与电池包20的接触面积，进而减少电池包20与电池安装装置10与电池包20 之间的摩擦力，即减少了推动电池包20在电池安装装置10移动时所需耗费的力。

请参阅图3及图6，在将电池包20放置到电池安装装置10上时，为了对电池包20进行固定，需要调节电池包20在上层承载孔板210的相对位置，即将电池包20放置到双层缓冲组件200上后，需要电池包20移动到卡扣300所在位置，使电池包20的其中一边与卡扣300抵接，接着利用活动铰链400对另一边进行锁定，以将电池包20固定在电池安装装置10上，以防止在船行驶过程中电池包20从电池安装装置10上上滑落。

请参阅图3，可以理解，将电池包20放置到上层承载孔板210上时，很难将其一次放置到位，在对电池包20进行固定前，必须要调整电池包20的放置位置后才能进行固定操作，又因为在船上安装电池不方便使用助力设备如叉车或者吊车等，安装电池包20时，往往需要多人同时进行操作，且调整电池包20 安装位置时非常费力，在本发明中，将电池包20放置在上层承载孔板210上时，与电池包20接触的实际上是嵌置在容置腔221内的多个钢珠230，多个钢珠230 露置在上层承载孔板210外的部位对电池包20提供支撑力，减少了电池包20 与电池安装装置10的接触面积，且减少摩擦力的同时，由于钢珠230的为球体，推动电池包20移动时，与电池包20接触的多个钢珠230会随之发生旋转，即推动电池包20移动的阻力由原先的滑动摩擦力变成了滚动摩擦力，进一步降低了调整电池包20安装位置时所需要的推力，如此，一个人即可推动电池包20，进行电池包20的固定操作，即省力又安全。

请参阅图3，将电池包20放置在上层承载孔板210后，推动电池包20在上层承载孔板210位移，直至电池包20电池包20的边缘与卡扣300抵持，接着拨动活动铰链400，使活动铰链400翻转，并使活动铰链400的第二端与电池包 20抵接，最后通过螺钉将活动铰链400的第二端与电池包20锁定在一起，由此将电池包20固定于上层承载孔板210上。

请参阅图6及图7，可以理解，设置在船上的电池包，由于船上的电机在运转过程中会产生大量的振动，经常导致电池包20内部的电气连接件发生松动使电池失效，本发明采中的双层缓冲组件200采用上层承载孔板210、下层缓冲垫板220及多个钢珠230配合组成的缓冲机构来解决上述问题。由于容置腔221 是由上层承载孔板210和下层缓冲垫板220共同围成的，钢珠230嵌置在容置腔221内时，钢珠230的外侧壁分别与上层承载孔板210位于容置腔221内的侧面和下层缓冲垫板220位于容置腔221内的侧面抵接，又由于上层承载孔板210位于下层缓冲垫板220的上方，实际上是下层缓冲垫板220对钢珠230提供支撑，上层承载孔板210将钢珠230夹持在下层缓冲垫板220上。

请参阅图6及图7，将电池包20放置在上层承载孔板210上时，电池包20 的底部与多个钢珠230露置在上层承载孔板210外的部位接触，此时电池包20 的重力分别作用在与电池包20的底部接触的多个钢珠230上，且该重力通多个钢珠230作用到下层缓冲垫板220上，即下层缓冲垫板220对电池包20提供支撑力，由于电池包20的重力最终作用在下层缓冲垫板220上，会使下层缓冲垫板220发生轻微的形变，且与电池包的底部接触的钢珠230有多个，多个钢珠 230将电池包分散地传递到下层缓冲垫板220上。如此，电池包的重力通过多个钢珠230均摊到下层缓冲垫板220上，避免电池包的重力集中于下层缓冲垫板 220的同一位置上，改善下层缓冲垫板220的受力状况。另一方面，卡扣300及活动铰链400是设置在支撑架100上的，且与电池包20锁定的活动铰链400是铰接在支撑架100上的，而电池包20又是通过卡扣300及活动铰链400固定在上层承载孔板210上的，即卡扣300及活动铰链400限制电池包20在上层承载孔板210上不能发生平移，而对垂直于上层承载孔板210上方向上的跳跃动作的限制能力较弱，亦即电池包20设置在上层承载孔板210上后，不能发生平移，但是在外力作用下可以发生轻微的上升或者下降。

上述电池安装装置10的工作原理如下：

请参阅图1及图3，例如，设置在船上的电池包20，在电机启动前，电池包20和电池安装装置10处于相对平衡的状态，此时电池包20的自身的重力与下层缓冲垫板220对其的支撑力处于平衡状态即合力为零的状态；当电机启动，其电机运转产生振动时，振动会先传递到与船体连接的支撑架100上，支撑架 100会随之发生振动，从而使得支撑架100不断地发生微量的上升或者下降，安装在支撑架100上的下层缓冲垫板220也会随之上升或者下降。

请参阅图1及图3，当振动导致支撑架100上升时，由于惯性原理，电池包 20有抵抗随着下层缓冲垫板220上升的趋势，即电池包20会对下层缓冲垫板220施加一个向下的惯性力，下层缓冲垫板220在该向下的惯性力的作用下会发生进一步下凹形变，由于下层缓冲垫板220向下发生形变，抵消掉了支撑架100 的上升量，与电池包接触的多个钢珠230随之浮动，其浮动量为下层缓冲垫板 220的变形量，即钢珠230外露于容置腔外的部分到上层承载孔板210之间的间距减小，此时支撑架100的上升并未导致电池包20发生位移，且下层缓冲垫板 220与上层承载孔板210之间的间距变大，与电池包20接触的多个钢珠230嵌置于容置腔221的体积变大；反之当振动导致支撑架100下降时，由于惯性原理，电池包20有抵抗随着下层缓冲垫板220下降的趋势，导致电池包20通过钢珠230作用在下层缓冲垫板220上的力变小，下层缓冲垫板220其受力前的状态，即下层缓冲垫板220的变形量变小，下层缓冲垫板220下凹的部位上移抵消掉了支撑架100的下降量。如此，下层缓冲垫板220与多个钢珠230配合抵消掉了大量由振动导致的位移量，当振幅超过下层缓冲垫板220的形变范围时，电池包才会随之发生振动，然而，由于进过下层缓冲垫板220的形变吸收，传递到电池包上的振动已经大幅度减弱，不会影响到电池包的使用寿命。

进一步的，请参阅图6及图7，为了防止嵌置在容置腔221内的多个钢珠 230之间的位置发生偏移，提高安装架的结构稳定性，上层承载孔板210开设有多个定位孔211，多个钢珠230一一对应穿设于多个定位孔211，定位孔211的内侧壁与钢珠230的外侧壁贴合，通过定位孔211限制钢珠230在容置腔221 的位置，这样，在推动电池包20在上层承载孔板210位移时，钢珠230不会在推力和电池包20的压力的作用下发生位移，即不会脱离其安装位置，保证了安装架的结构稳定性。

进一步地，请参阅图1及图3，为了提高空间利用率，支撑架100包括承载边框110及立柱120，承载边框安装于立柱120上，上层承载孔板210及下层缓冲垫板220间隔安装于承载边框110内，承载边框110设置有多个，多个承载边框110之间设置有间隔，使得支撑架100分层，每层均可用于设置电池包20，即同一支撑架100上可以容置更多的电池包20。

进一步地，请参阅图1及图2，将电池包20放置在上层承载孔板210后，需要推动电池包20以使电池包20的边缘与卡扣300抵接，卡扣300是否与电池包20良好接触需要靠肉眼判断，且需要一定的装配经验，支撑架100还包括补强板130，补强板130安装于承载边框110的边缘上，补强板130靠近卡扣 300的侧边上设置有导向片131，补强板130设置有两个，两个补强板130对称设置于承载边框110相对的两侧边上，且两个补强板130上的两个导向片131 共同围成电池包20定位轨道，成电池包20定位轨道的宽度由导向片131靠近卡扣300的一端向导向片131远离卡扣300的一端逐渐增加。通过补强板130 可加强承载边框110的结构强度，提高承载边框110的承载能力；两个导向片 131所围成电池包20定位轨道呈“V”字形，将电池包20推向卡扣300时，会先与导向片131接触，并将电池包20引导进入卡扣300的卡接位置，防止电池包20跑偏，不需要肉眼进行判断，降低船用电池的装配和维护难度。

进一步地，请参阅图3及图5，为了提高卡扣300的使用寿命，卡扣300设置有两个，两个卡扣300间隔安装于承载边框110的边缘上，推动电池包20与卡扣300抵持时产生的冲力分摊到两个卡扣300上，由此降低每个卡扣300上的受到的冲力的大小，且两个卡扣300配合进行定位，使得电池安装装置10对电池包20的定位更加稳固、牢靠。

进一步地，请参阅图2及图5，为了提高卡扣300的抗冲击能力，卡扣300 远离活动铰链400的侧面上设置有加强筋310，通过加强筋310增加卡扣300的结构强度，防止卡扣300在使用过程中发生形变。

进一步地，请参阅图3及图4，为了提高活动铰链400对电池包20的定位效果，活动铰链400包括摆动钣金件410及锁定螺丝420，摆动钣金件410的第一端铰接于支撑架100远离卡扣300的一侧上，锁定螺丝420穿设摆动钣金件 410的第二端，摆动钣金件410的第二端用于与电池包20抵接，锁定螺丝420 用于与电池包20螺接，摆动钣金件410的第二端上设置有夹紧侧翼411，夹紧侧翼411上开设有限位孔411a，锁定螺丝420穿设限位孔411a。拨动摆动钣金件410向靠近电池包20的防线翻转，可使得夹紧侧翼411与电池包20抵接，接着通过锁定螺丝420将电池包20锁定于摆动钣金件410上，活动铰链400与卡扣300配合将电池包20定位在上层承载孔板210上，且防止电池包20在船行驶的过程中从电池安装装置10上脱落。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

上述电池安装装置10通过设置支撑架100、双层缓冲组件200、卡扣300 及活动铰链400，对电池包20安装架的结构进行优化，使得电池包20安装架具备良好的缓冲性能，同时双层缓冲组件200中的钢珠230与电池包20接触，减少电池包20与安装架之间的摩擦力，使得设置电池包20时更加省力，降低安装电池包20及进行维护操作的难度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.电池安装装置，其特征在于，包括：

支撑架，

双层缓冲组件，所述双层缓冲组件包括上层承载孔板、下层缓冲垫板及多个钢珠，所述上层承载孔板及所述下层缓冲垫板间隔安装于所述支撑架上，所述上层承载孔板及所述下层缓冲垫板共同围成容置腔，多个所述钢珠均嵌置于所述容置腔内，且每一所述钢珠均部分外露于所述上层承载孔板外，多个所述钢珠分别用于与电池包的底部贴合；

卡扣，所述卡扣安装于所述支撑架上，所述卡扣用于与电池包的边缘抵接；

活动铰链，所述活动铰链的第一端铰接于所述支撑架远离所述卡扣的一侧上，所述活动铰链的第二端绕所述活动铰链的第一端旋转用于与电池包抵接。

2.根据权利要求1所述的电池安装装置，其特征在于，所述支撑架包括承载边框及立柱，所述承载边框安装于所述立柱上，所述上层承载孔板及所述下层缓冲垫板间隔安装于所述承载边框内。

3.根据权利要求2所述的电池安装装置，其特征在于，所述承载边框设置有多个，多个所述承载边框之间设置有间隔。

4.根据权利要求2所述的电池安装装置，其特征在于，所述支撑架还包括补强板，所述补强板安装于所述承载边框的边缘上，所述补强板靠近所述卡扣的侧边上设置有导向片。

5.根据权利要求4所述的电池安装装置，其特征在于，所述补强板设置有两个，两个所述补强板对称设置于所述承载边框相对的两侧边上，且两个所述补强板上的两个导向片共同围成电池包定位轨道，所述电池包定位轨道的宽度由所述导向片靠近所述卡扣的一端向所述导向片远离所述卡扣的一端逐渐增加。

6.根据权利要求2所述的电池安装装置，其特征在于，所述卡扣设置有两个，两个所述卡扣间隔安装于所述承载边框的边缘上。

7.根据权利要求1所述的电池安装装置，其特征在于，所述卡扣远离所述活动铰链的侧面上设置有加强筋。

8.根据权利要求1所述的电池安装装置，其特征在于，所述活动铰链包括摆动钣金件及锁定螺丝，所述摆动钣金件的第一端铰接于所述支撑架远离所述卡扣的一侧上，所述锁定螺丝穿过所述摆动钣金件的第二端，所述摆动钣金件的第二端用于与电池包抵接，所述锁定螺丝用于与电池包螺接。

9.根据权利要求8所述的电池安装装置，其特征在于，所述摆动钣金件的第二端上设置有夹紧侧翼，所述夹紧侧翼上开设有限位孔，所述锁定螺丝穿过所述限位孔。

10.根据权利要求1所述的电池安装装置，其特征在于，所述钢珠外露于所述上层承载孔板外的部分到所述上层承载孔板表面之间的间距可调。