CN112124208A - 承载紧固结构以及使用该结构的电力控制箱体 - Google Patents

承载紧固结构以及使用该结构的电力控制箱体 Download PDF

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Abstract

一种承载紧固结构以及使用该结构的电力控制箱体，该承载紧固机构包括通过彼此焊接主支架和副支架，形成90度夹角的安装空间，利用主支架和副支架横向纵向交叉的螺栓，将压力传递到箱体4个棱边外侧的4个固定支架上，接着传到支架下方的橡胶减震块，有限地减少车身传递到电力控制单元的振动。本发明的主支架和副支架的形状尺寸可以按照不同车型的要求重新定制，以达到能让同一款电力控制单元灵活适配各种不同车型的需求，整个箱体的重量通过横向纵向交叉的螺栓均匀分布避免箱体撕裂的风险；通过L型角钢和防水螺栓整体焊接以提高整体强度；不规则的固定圆孔起到限位作用，以便对螺栓施加足够大的力矩来紧固减震橡胶块。

Description

承载紧固结构以及使用该结构的电力控制箱体
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体的，涉及一种在电动汽车中使用的承载紧固结构以及使用该结构的分体集成式电力控制箱体。
背景技术
电力控制单元是电动汽车的一个重要部件，电力控制单元承载紧固结构的设计直接关系到电力控制单元箱体内各电气元件的稳定工作状态。目前，对于电力控制单元的紧固主要是通过在箱体底面焊接横向或者纵向的钣金梁，再通过螺栓将钣金梁和车身大梁固定来达到固定箱体的目的。
申请号为CN201220492888.1，发明名称为“一种混合动力系统控制单元下固定结构”的专利中，提供了一种混合动力系统控制单元下固定结构。它包括混合动力系统控制单元下固定支架总成，所述混合动力系统控制单元下固定支架总成包括下固定支架安装座和下固定支架，下固定支架固定在下固定支架安装座上，下固定支架安装座上设有螺栓孔，下固定支架上设有安装孔。该下固定支架可以兼容纵轴上不同尺寸的固定距离，但是不能兼容横轴上变化的尺寸，并且也不能减小车身传导到动力系统控制单元上的振动。
申请号为CN201210409907.4，名为“动力控制单元的向车身的安装结构”的专利中，提供了一种动力控制单元的向车身的安装结构。所述单元支承框架具备沿着所述动力控制单元中的所述车身的宽度方向的端面延伸的外侧框架。该安装结构通过弯脚框架的固定，只可以在宽度方向外侧框架上易于保持构件的紧固位置，并且钣金弯脚框架的加工成本过高。
因此，现有技术中常见的固定方式都有各自的局限性，不能满足市场灵活多变的需求，亟待改进。
发明内容
本发明的目的在于提出一种纯电动汽车电力控制单元的承载紧固结构，用来针对目前电力控制单元箱体固定在车上导致的强烈振动和车型适配问题，从而能够有效降低车身传递过来的振动、提高电力控制单元箱体灵活适配能力的箱体承载紧固结构。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种承载紧固结构，其特征在于，包括：
副支架、主支架、不锈钢垫片、上端橡胶圈、不锈钢柱、下端橡胶圈；其中，
所述副支架包括位于中间的副支架主体和位于其中一个端部的副立板，在所述副立板上具有至少两个通孔；
所述主支架包括位于中间的主支架主体和位于其中一个端部的主立板，所述主支架主体和副支架主体的高度相匹配，所述主支架主体在水平方向上的长度大于副支架主体在水平方向上的长度，所述主支架主体的两个端部具有向外侧弯折的两个鳍片，在所述鳍片上具有固定孔；
所述副支架和主支架的主支架主体和副支架主体彼此相对，上下端面相互平齐，主支架的主立板与副支架的远离副立板的一端对齐，由于主支架主体的长度大于副支架主体的长度，从而在所述主支架主体远离主立板的一端与所述副支架的副立板形成一个度的固定空间，所述主支架主体在所述固定空间一侧具有规则设置的多个通孔，主支架和副支架的所夹邻边做满焊以加强整体强度；
下端橡胶圈先穿过不锈钢柱，置于不锈钢柱底部承载面上，不锈钢柱上端穿过主支架的下端面对应的固定孔，上端橡胶圈和不锈钢垫片依次套在不锈钢柱上。
可选的，所述主支架的鳍片上的所述固定孔为不规则圆形孔，不锈钢柱的上端圆柱部分铣成不规则圆形用来穿过主支架下端面的不规则圆形孔。
可选的，所述副支架主体的两个端部也具有向外侧弯折的鳍片，在主支架的两个鳍片之间具有加强筋板，主立板和加强筋板分别与主支架的上端面和下端面焊接。
可选的，所述主支架主体和所述副支架主体上具有多个位置不相对的交错孔，当主支架和副支架的主支架主体和副支架主体彼此相对，通过交错孔分别对主支架主体或者副支架主体做焊接。
可选的，所述主立板通过主支架主体弯折得到，所述副立板通过副支架主体弯折得到。
一种使用上述的承载紧固结构的电力控制箱体，其特征在于，包括：
包括水包、电力电子零部件、上盖、底盖、箱体、L型角钢，以及上述的承载紧固结构，
所述电力电子零部件和水包都固定在箱体内，所述上盖固定在箱体上部，所述底盖固定在箱体底部，形成一个密封腔体，四个L型角钢位于箱体底部内侧的四个角上，与箱体内部焊接，在所述L型角钢上具有多个防水螺栓
其中，箱体内电力电子零部件固定在水包的上下表面上，水包固定在四个角的L型角钢上，电力电子零部件和水包的重量分摊于箱体内部四个棱边焊接的L形角钢；
位于箱体外部的四个承载紧固结构分别通过90度的固定空间匹配箱体的外侧的四个角上，承载紧固结构的主支架和副支架通过螺栓旋进箱体内部的防水螺栓，从而与箱体内部的L形角钢固定连接，不锈钢柱再通过下方的螺栓固定在车梁上。
可选的，每一个L型角钢由两部分组成，与箱体内部铆接的横向和纵向交叉的防水螺柱焊接，再和箱体的内壁整体焊接。
可选的，L型角钢横向焊接有四个防水螺栓，与承载紧固结构的所述主支架主体的外侧的螺栓孔相对应，纵向焊接有两个防水螺栓与承载紧固结构的所述副支架的副立板上的两个螺栓孔相对应。
可选的，所述承载紧固结构为上下对称设计，箱体四个角的布置可以互换。
综上所述，本发明具有如下优点：
1、本发明的承载紧固结构可拆卸更换的，而传统的固定方式中，支架和电力控制单元箱体都是做成一体的；本发明中的主支架和副支架的形状尺寸可以按照不同车型的要求重新定制，以达到能让同一款电力控制单元灵活适配各种不同车型的需求。
2、本发明的承载紧固结构和电力控制单元箱体是通过4条棱边上横向纵向交叉的共计24颗螺栓固定的，整个箱体的重量均匀分布到螺栓的径向力，避免箱体撕裂的风险。
3、本发明中箱体内部四个角先分别铆接防水螺柱，再由2部分组成的L型角钢穿插进去后整体焊接以提高整体强度。
4、主支架端面上的不规则圆孔对应不规则圆柱形的不锈钢柱，起到限位作用，以便对螺栓施加足够大的力矩来紧固减震橡胶块。
附图说明
图1是根据本发明具体实施例的承载紧固结构整体分解示意图；
图2是根据本发明具体实施例的支架焊接后示意图；
图3是根据本发明具体实施例的承载紧固结构组装过程示意图
图4是根据本发明具体实施例的承载紧固结构组装完成后正视图
图5是根据本发明具体实施例的电力控制单元箱的箱体内部L型角钢仰视图；
图6是根据本发明具体实施例的电力控制箱去除箱体后透视图；
图7是根据本发明具体实施例的承载紧固结构安装于箱体示意图。
图中的附图标记所分别指代的技术特征为：
1、副支架；2、主支架；3、不锈钢垫片；4、上端橡胶圈；5、不锈钢柱；6、下端橡胶圈；7、交错孔；8、主立板；9、加强筋板；10、螺栓；11、L型角钢；12、水包；13、上盖；14、底盖；15、箱体；16、承载紧固结构；17、副立板；18、防水螺柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明在于：设置包括主支架和副支架组合的承载紧固结构，该机构通过彼此焊接，并形成90度夹角的安装空间，利用主支架和副支架横向纵向交叉的螺栓，将压力传递到箱体4个棱边外侧的4个固定支架上，接着传到支架下方的橡胶减震块，有限地减少车身传递到电力控制单元的振动；主支架和副支架的形状尺寸可以按照不同车型的要求重新定制，以达到能让同一款电力控制单元灵活适配各种不同车型的需求，例如，对主支架和副支架的长度和宽度方向进行调整，即可以满足不同尺寸的固定孔位，实现了同一个电力控制单元箱体安装在不同汽车上的实际需求，成本低廉，操作灵活。
参见图1-图7，示出了根据本发明具体实施例的承载紧固结构的各个方面的示意图，以及该承载紧固结构使用在电力控制单元的示意图。
该承载紧固结构包括：副支架1、主支架2、不锈钢垫片3、上端橡胶圈4、不锈钢柱5、下端橡胶圈6；其中，
副支架1包括位于中间的副支架主体和位于其中一个端部的副立板17，在所述副立板上具有至少两个通孔；
主支架2包括位于中间的主支架主体和位于其中一个端部的主立板8，所述主支架主体和副支架主体的高度相匹配，所述主支架主体在水平方向上的长度大于副支架主体在水平方向上的长度，所述主支架主体的两个端部具有向外侧弯折的两个鳍片，在所述鳍片上具有固定孔；
参见图2，所述副支架1和主支架2的主支架主体和副支架主体彼此相对，上下端面相互平齐，主支架的主立板8与副支架1的远离副立板的一端对齐，由于主支架主体的长度大于副支架主体的长度，从而在所述主支架主体远离主立板8的一端与所述副支架1的副立板形成一个90度的固定空间，所述主支架主体在所述固定空间一侧具有规则设置的多个通孔，主支架2和副支架1的所夹邻边做满焊以加强整体强度；
参见图3，下端橡胶圈6先穿过不锈钢柱5，置于不锈钢柱5底部承载面上，不锈钢柱5上端穿过主支架2的下端面对应的固定孔，上端橡胶圈4和不锈钢垫片3依次套在不锈钢柱5上。通过螺栓10与不锈钢柱5中心的螺纹紧固，不锈钢垫片3和不锈钢柱5底部承载面将上端橡胶圈4和下端橡胶圈6夹紧。
图4是承载紧固结构组装完成后正视图，从图中可以看出，对螺栓10施加扭矩后，上端橡胶圈4和下端橡胶圈6已经被不锈钢垫片3和不锈钢柱5底部承载面夹紧。
在一个可选的实施例中，所述副支架主体的两个端部也具有向外侧弯折的鳍片，在主支架的两个鳍片之间具有加强筋板9，主立板8和加强筋板9分别与主支架2的上端面和下端面焊接。通过具有弯折的鳍片和加强筋板能够增强支架主体的强度，而进一步通过焊接的方式与主支架的上下两个端面焊接能够有效分担了下端面所受的应力，进一步加强整体强度。
在一个可选的实施例中，所述主支架的鳍片上的所述固定孔为不规则圆形孔，不锈钢柱5的上端圆柱部分铣成不规则圆形用来穿过主支架2下端面的不规则圆形孔。不锈钢柱5的不规则圆形部分和主支架2端面的固定孔为不规则圆形孔起到了限位作用
参见图2，主、副支架焊接后示意图，在一个可选的实施例中，所述主支架主体和所述副支架主体上具有多个位置不相对的交错孔7，当主支架和副支架的主支架主体和副支架主体彼此相对，通过交错孔分别对主支架主体或者副支架主体做焊接，以加强整体强度。副支架1的副立板17和上下端面焊接后再通过螺栓与箱体紧固。
在一个可选的实施例中，所述主立板8通过主支架主体弯折得到，所述副立板17通过副支架主体弯折得到，这样能够增强主支架和副支架整体的强度。
因此，可以看出，副支架1和主支架2彼此抵靠，通过焊接的方式相互固定，形成90度夹角的安装区。副支架1和主支架2具有鳍片、立板和/或加强筋，彼此联系，相互配合，从而通过各种方式进一步加强主、副支架自身的强度。
本发明的固定支架可以根据具体车型的适配要求进行调整，对主支架和副支架的长度和宽度方向进行调整，即可以满足不同尺寸的固定孔位，实现了同一个电力控制单元箱体安装在不同汽车上的实际需求，成本低廉，操作灵活。
进一步的，本发明公开了一种使用该承载紧固结构的电力控制箱，包括水包12、上盖13、底盖14、箱体15、L型角钢11，以及图1-图4中所示的包括副支架和主支架的承载紧固结构16，
所述电力电子零部件和水包都固定在箱体15内，所述上盖13固定在箱体15上部，所述底盖14固定在箱体14底部，形成一个密封腔体，四个L型角钢位于箱体底部内侧的4个角上，每一个L型角钢11由2部分组成，与箱体15内部铆接的横向和纵向交叉的防水螺柱18焊接，再和箱体的内壁整体焊接；
其中，箱体内电力电子零部件固定在水包12的上下表面上，水包12固定在4个角的L形角钢11上，电力电子零部件和水包12的重量分摊于箱体15内部4个棱边焊接的L形角钢11；
位于箱体外部的四个承载紧固结构16分别通过90度的固定空间匹配箱体的外侧的四个角上，承载紧固结构16的主支架2和副支架1通过螺栓旋进箱体内部的防水螺栓，从而与箱体内部的L形角钢固定连接，不锈钢柱5再通过下方的螺栓固定在车梁上。
具体的，L型角钢横向焊接有4个防水螺栓，与承载紧固结构16的所述主支架主体的外侧的螺栓孔相对应，纵向焊接有2个防水螺栓与承载紧固结构16的所述副支架的副立板上的两个螺栓孔相对应。
在图6、图7中可以看出，承载紧固结构16可以为上下对称设计，箱体四个角的布置可以互换，避免安装环节出错的情况。每个结构通过主支架2的4颗螺栓和副支架1的2颗螺栓与箱体内部棱边的L型角钢固定，箱体15的重量分散于四周一共24颗螺栓，并通过主支架2和副支架1传递到下端橡胶圈6和不锈钢柱5，不锈钢柱5再通过下方的螺栓固定在车梁上，从而形成一个级联承载结构，将密封腔体固定在整车上。
本发明的箱体承载紧固结构，结构简单，设计合理，采用了可拆卸固定支架，而非传统的箱体支架一体式结构，承载紧固机构的支架至少与箱体4个棱边所连接的两个侧面中的一个侧面贴合在一起固定。
所集成的电力电子零部件重量全部集中到水包上，水包的重量通过箱体和L型角钢全部集中到L型角钢上，承载紧固机构穿过箱体壁直接连接到L型角钢上固定在箱体4个棱边外侧面，将整个电力控制单元结构的重量全部传递到箱体4个棱边外侧的4个固定支架上。具体的，电力控制单元箱体的质量分成四份，通过横向和纵向交叉的螺栓传递到箱体4个棱边外侧的4个固定支架上，接着传到支架下方的橡胶减震块，有限地减少车身传递到电力控制单元的振动。
综上所述，本发明具有如下优点：
1、本发明的承载紧固结构可拆卸更换的，而传统的固定方式中，支架和电力控制单元箱体都是做成一体的；本发明中的主支架和副支架的形状尺寸可以按照不同车型的要求重新定制，以达到能让同一款电力控制单元灵活适配各种不同车型的需求。
2、本发明的承载紧固结构和电力控制单元箱体是通过4条棱边上横向纵向交叉的共计24颗螺栓固定的，整个箱体的重量均匀分布到螺栓的径向力，避免箱体撕裂的风险。
3、本发明中箱体内部四个角先分别铆接防水螺柱，再由2部分组成的L型角钢穿插进去后整体焊接以提高整体强度。
4、主支架端面上的不规则圆孔对应不规则圆柱形的不锈钢柱，起到限位作用，以便对螺栓施加足够大的力矩来紧固减震橡胶块。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。

Claims (9)

1.一种承载紧固结构，其特征在于，包括：
副支架、主支架、不锈钢垫片、上端橡胶圈、不锈钢柱、下端橡胶圈；其中，
所述副支架包括位于中间的副支架主体和位于其中一个端部的副立板，在所述副立板上具有至少两个通孔；
所述主支架包括位于中间的主支架主体和位于其中一个端部的主立板，所述主支架主体和副支架主体的高度相匹配，所述主支架主体在水平方向上的长度大于副支架主体在水平方向上的长度，所述主支架主体的两个端部具有向外侧弯折的两个鳍片，在所述鳍片上具有固定孔；
所述副支架和主支架的主支架主体和副支架主体彼此相对，上下端面相互平齐，主支架的主立板与副支架的远离副立板的一端对齐，由于主支架主体的长度大于副支架主体的长度，从而在所述主支架主体远离主立板的一端与所述副支架的副立板形成一个度的固定空间，所述主支架主体在所述固定空间一侧具有规则设置的多个通孔，主支架和副支架的所夹邻边做满焊以加强整体强度；
下端橡胶圈先穿过不锈钢柱，置于不锈钢柱底部承载面上，不锈钢柱上端穿过主支架的下端面对应的固定孔，上端橡胶圈和不锈钢垫片依次套在不锈钢柱上。
2.根据权利要求1所述的承载紧固结构，其特征在于：
所述主支架的鳍片上的所述固定孔为不规则圆形孔，不锈钢柱的上端圆柱部分铣成不规则圆形用来穿过主支架下端面的不规则圆形孔。
3.根据权利要求2所述的承载紧固结构，其特征在于：
所述副支架主体的两个端部也具有向外侧弯折的鳍片，在主支架的两个鳍片之间具有加强筋板，主立板和加强筋板分别与主支架的上端面和下端面焊接。
4.根据权利要求2所述的承载紧固结构，其特征在于：
所述主支架主体和所述副支架主体上具有多个位置不相对的交错孔，当主支架和副支架的主支架主体和副支架主体彼此相对，通过交错孔分别对主支架主体或者副支架主体做焊接。
5.根据权利要求2所述的承载紧固结构，其特征在于：
所述主立板通过主支架主体弯折得到，所述副立板通过副支架主体弯折得到。
6.一种使用权利要求1-5中任意一项所述的承载紧固结构的电力控制箱体，其特征在于，包括：
包括水包、电力电子零部件、上盖、底盖、箱体、L型角钢，以及权利要求1-5中任意一项所述的承载紧固结构，
所述电力电子零部件和水包都固定在箱体内，所述上盖固定在箱体上部，所述底盖固定在箱体底部，形成一个密封腔体，四个L型角钢位于箱体底部内侧的四个角上，与箱体内部焊接，在所述L型角钢上具有多个防水螺栓
其中，箱体内电力电子零部件固定在水包的上下表面上，水包固定在四个角的L型角钢上，电力电子零部件和水包的重量分摊于箱体内部四个棱边焊接的L形角钢；
位于箱体外部的四个承载紧固结构分别通过90度的固定空间匹配箱体的外侧的四个角上，承载紧固结构的主支架和副支架通过螺栓旋进箱体内部的防水螺栓，从而与箱体内部的L形角钢固定连接，不锈钢柱再通过下方的螺栓固定在车梁上。
7.根据权利要求6所述的电力控制箱体，其特征在于：
每一个L型角钢由两部分组成，与箱体内部铆接的横向和纵向交叉的防水螺柱焊接，再和箱体的内壁整体焊接。
8.根据权利要求7所述的电力控制箱体，其特征在于：
L型角钢横向焊接有四个防水螺栓，与承载紧固结构的所述主支架主体的外侧的螺栓孔相对应，纵向焊接有两个防水螺栓与承载紧固结构的所述副支架的副立板上的两个螺栓孔相对应。
9.根据权利要求7所述的电力控制箱体，其特征在于：
所述承载紧固结构为上下对称设计，箱体四个角的布置可以互换。
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