CN116505176A - 基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，涉及电池外壳技术领域，包括外壳主体和设置在外壳主体顶部的壳盖，外壳主体的内部放置有多组三元锂电池组，外壳主体的内部设置有阻燃隔板，壳盖的下表面设置有防火板，外壳主体1的外周围设置有固定边框，本发明通过在外壳主体的外周围设置固定边框，当壳盖盖合在外壳主体处后，可通过固定边框内部的锁定机构对其进行稳固连接，且通过固定边框内部的驱动机构，可同时对外壳主体与壳盖的四侧进行同时锁定，增加其之间锁定的便捷性，有效减轻传统方式下使用螺母零件进行逐一安装的繁琐性，从而有效提高整体效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池外壳技术领域，具体为基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体。
背景技术
现有技术中都是将多组三元锂电池组放置在阻燃壳体中，然后将壳盖盖合在阻燃壳体的壳口处，随之再将其安装在新能源车辆中，为车辆提供相应动力，三元锂电池组内部一般为蜂窝结构，通过蜂窝结构的仿生设计，使得能够更好的控制电芯能量稳定，实现单元化封装。
目前在将壳盖盖合在阻燃壳体的壳口处后，需要在其连接处设置螺母，从而将壳盖与壳体之间连接固定，但该过程中整体步骤繁琐，增加安装负担，且容易出现螺母零件丢失的问题。
上述问题出现的主要原因在于设置在新能源车内部的三元锂电池组数量较多，因此所需对电池进行承接的壳体体积较大，且壳体与壳盖连接处的四侧均需要一定数量的螺母对其之间连接固定，因此总体所需的螺母零件安装的数量较多，还需要逐一对螺母零件进行安装，导致整体安装工序较为繁琐，另外，螺母零件与壳体或者壳盖之间处于相对独立的状态，在其之间拆分之后，处于独立状态的螺母零件容易在外力移动下出现滚动等情况，进而导致部分螺母零件丢失，影响后期壳体与壳盖之间的稳固连接。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，以解决上述背景技术中提出在将壳盖盖合在阻燃壳体的壳口处后，需要在其连接处设置螺母，从而将壳盖与壳体之间连接固定，但该过程中整体步骤繁琐，增加安装负担，且容易出现螺母零件丢失的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，包括：外壳主体和设置在外壳主体顶部的壳盖，且外壳主体的内部放置有多组三元锂电池组，所述外壳主体的外周围设置有固定边框，所述固定边框的内部设置有锁定机构，锁定机构用于壳盖与外壳主体之间的连接固定；
锁定机构包括开设在固定边框上表面的卡槽，且壳盖的下表面设置有多组第一L形块，多组所述第一L形块分别卡接设置在一组卡槽的内部，所述卡槽的内部设置有第一螺纹杆，且第一螺纹杆的外表面螺纹套接有多组第二L形块，所述第二L形块用于对第一L形块进行位置固定；
所述锁定机构还包括第二螺纹杆、第三螺纹杆和第四螺纹杆，所述第二螺纹杆、第三螺纹杆和第四螺纹杆均设置在固定边框的内部，且多组螺纹杆的外表面均螺纹套接有第二L形块，多组所述第二L形块分别用于壳盖下表面各个位置第一L形块的位置固定；
所述第一螺纹杆、第二螺纹杆、第三螺纹杆和第四螺纹杆之间设置有驱动机构，驱动机构用于多组螺纹杆之间的同时转动，进而用于驱动多组螺纹杆外表面设置的第二L形块对壳盖下表面设置的第一L形块进行位置固定。
优选的，多组所述第一L形块的下表面开设有连接孔，多组所述第一L形块分别通过连接孔套接设置在多组螺纹杆的外表面，且第一L形块的下表面与卡槽的内底部相连接。
优选的，所述驱动机构包括设置在第一螺纹杆一端的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮处啮合有一组第二锥齿轮，一组所述第二锥齿轮设置在第二螺纹杆的一端，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合用于第一螺纹杆与第二螺纹杆之间的同时转动，所述第二螺纹杆的另一端设置有另一组第二锥齿轮，另一组所述第二锥齿轮处啮合有一组第三锥齿轮，一组所述第三锥齿轮设置在第三螺纹杆的一端，所述第二锥齿轮与第三锥齿轮啮合用于第二螺纹杆与第三螺纹杆之间的同时转动。
优选的，所述第三螺纹杆的另一端设置有另一组第三锥齿轮，另一组所述第三锥齿轮处啮合有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮设置在第四螺纹杆的一端，所述第三锥齿轮和第四锥齿轮啮合用于第三螺纹杆与第四螺纹杆之间的同时转动。
优选的，所述第一螺纹杆的一端延伸至固定边框的外部，且第一螺纹杆延伸至固定边框外部的一端外表面设置有固定机构，固定机构用于对第一螺纹杆以及与第一螺纹杆通过驱动机构相连接的其他三组螺纹杆进行固定。
优选的，所述固定机构包括螺纹套筒和螺纹环，所述螺纹套筒设置在固定边框的一侧，所述螺纹环螺纹套接在第一螺纹杆的外表面，所述螺纹环的一端螺纹插接在螺纹套筒的内部，且螺纹环远离螺纹套筒的一端设置有把手。
优选的，所述卡槽的内侧壁开设有连接槽，所述第二L形块限位滑动在连接槽的内部，所述第二L形块的一侧设置有限位块，所述连接槽的内侧壁开设有用于限位块限位滑动的限位滑槽。
优选的，所述外壳主体的内部设置有阻燃隔板，所述阻燃隔板用于多组三元锂电池组之间的分隔，所述壳盖的下表面设置有防火板，所述外壳主体的两侧设置有安装板，所述安装板用于外壳主体与车体之间的安装固定。
本发明公开了基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其具备的有益效果如下：
1.本发明通过在外壳主体的外周围设置固定边框，当壳盖盖合在外壳主体处后，可通过固定边框内部的锁定机构对其进行稳固连接，且通过固定边框内部的驱动机构，可同时对外壳主体与壳盖的四侧进行同时锁定，增加其之间锁定的便捷性，有效减轻传统方式下使用螺母零件进行逐一安装的繁琐性，从而有效提高整体效率。
2.外壳主体外周围设置的固定边框处开设有卡槽，壳盖的下表面连接设置有多组第一L形块，且卡槽的内部设置有用于对第一L形块进行位置锁定的第二L形块，使得该用于外壳主体与壳盖之间锁定的零件分别与外壳主体与壳盖相连接，以致在对外壳主体与壳盖进行组合或者拆分时，零件不会出现丢失的情况。
3.通过转动固定边框处的第一螺纹杆，使得在多组螺纹杆之间设置的多组锥齿轮的啮合下，带动四组螺纹杆进行同时转动，进而驱动第二L形块对第一L形块进行锁定，且通过第一螺纹杆处设置的固定机构，对第一螺纹杆以及与第一螺纹杆通过驱动机构相连接的其他三组螺纹杆进行固定，从而使得外壳主体与壳盖之间能处于稳固的连接状态。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明外壳主体和壳盖结构爆炸图；
图3为本发明外壳主体和阻燃隔板结构示意图；
图4为本发明壳盖、防火板以及第一L形块结构示意图；
图5为本发明第一L形块和第二L形块连接结构示意图；
图6为本发明固定边框内部结构剖面图；
图7为本发明多组螺纹杆、第二L形块和多组锥齿轮结构示意图；
图8为本发明图5中A处结构放大图；
图9为本发明第一锥齿轮和第二锥齿轮结构示意图；
图10为本发明第二锥齿轮和第三锥齿轮结构示意图；
图11为本发明第三锥齿轮和第四锥齿轮结构示意图；
图12为本发明连接槽和第二L形块结构示意图；
图13为本发明第一螺纹杆、螺纹座和螺纹环结构爆炸图。
图中：1、外壳主体；101、固定边框；102、壳盖；103、防火板；104、安装板；2、阻燃隔板；3、三元锂电池组；401、卡槽；402、第一L形块；403、第一螺纹杆；404、第二螺纹杆；405、第三螺纹杆；406、第四螺纹杆；407、第二L形块；408、连接槽；501、第一锥齿轮；502、第二锥齿轮；503、第三锥齿轮；504、第四锥齿轮；6、限位块；601、限位滑槽；7、连接孔；801、螺纹套筒；802、螺纹环；803、把手。
具体实施方式
本发明实施例公开基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，如图1-13所示，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，并通过实施例的方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
如图1-13所示，基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，包括外壳主体1和设置在外壳主体1顶部的壳盖102，外壳主体1和壳盖102可以采用铸造钢板、铝合金、SMC复合材料、碳纤维增强复合材料、长玻纤阻燃增强聚丙烯材料、PP-LGF35、PA66等阻燃材料，以增加该电池壳体在使用过程中的安全性，且外壳主体1的内部放置有多组三元锂电池组3，且该外壳主体1、壳盖102以及三元锂电池组3可用于新能源车中，为新能源车的运行提供动力，外壳主体1的内部设置有阻燃隔板2，阻燃隔板2用于多组三元锂电池组3之间的分隔，该三元锂电池组3内部为蜂窝结构，使得通过蜂窝结构的仿生设计，实现三元锂电池组3内部多组电芯的单元化封装，但三元锂电池组3内部结构未在附图中具体画出，壳盖102的下表面设置有防火板103，外壳主体1的两侧设置有安装板104，安装板104用于外壳主体1与车体之间的安装固定，外壳主体1的外周围设置有固定边框101，通过设置的固定边框101，可增加外壳主体1壳口外周围位置的稳固性。
固定边框101的内部设置有锁定机构，锁定机构用于壳盖102与外壳主体1之间的连接固定，锁定机构包括开设在固定边框101上表面的卡槽401，且壳盖102的下表面设置有多组第一L形块402，多组第一L形块402分别卡接设置在一组卡槽401的内部，通过设置的卡槽401和第一L形块402之间的卡接，可将壳盖102与外壳主体1之间进行初步的限位连接，卡槽401的内部设置有第一螺纹杆403，第一螺纹杆403限位转动在卡槽401的内部，即第一螺纹杆403在转动时，第一螺纹杆403的位置不会发生变动，且第一螺纹杆403的外表面螺纹套接有多组第二L形块407，第二L形块407用于对第一L形块402进行位置固定，即第二L形块407与第一L形块402之间处于卡接状态。
锁定机构还包括第二螺纹杆404、第三螺纹杆405和第四螺纹杆406，第二螺纹杆404、第三螺纹杆405和第四螺纹杆406均设置在固定边框101的内部，即设置在固定边框101其他侧面开设的一组卡槽401的内部，三组螺纹杆限位转动在卡槽401处，当三组螺纹杆转动时，三组螺纹杆的位置不会发生变动，且多组螺纹杆的外表面均螺纹套接有第二L形块407，多组第二L形块407分别用于壳盖102下表面各个位置第一L形块402的位置固定，通过在固定边框101的四侧分别设置一组螺纹杆，且通过驱动四组螺纹杆进行同时转动，使得四组螺纹杆外表面设置的第二L形块407进行移动，以将插接卡槽401内部的第一L形块402锁定在卡槽401的内部，进而使得外壳主体1与壳盖102之间锁定。
卡槽401的内侧壁开设有连接槽408，第二L形块407限位滑动在连接槽408的内部，第二L形块407的一侧设置有限位块6，连接槽408的内侧壁开设有用于限位块6限位滑动的限位滑槽601，通过设置的限位块6和限位滑槽601，在转动第一螺纹杆403或者其他几组螺纹杆时，多组螺纹杆外表面螺纹套接的第二L形块407不会随着多组螺纹杆进行转动，从而使得多组第二L形块407可在螺纹连接的作用下分别沿着几组螺纹杆的外表面进行平稳的移动。
多组第一L形块402的下表面开设有连接孔7，多组第一L形块402分别通过连接孔7套接设置在多组螺纹杆的外表面，且第一L形块402的下表面与卡槽401的内底部相连接，通过设置的连接孔7，当多组第一L形块402插接在卡槽401的内部，多组第一L形块402不会被位于卡槽401内部的第一螺纹杆403等其他螺纹杆阻碍，且连接孔7的内表面不与螺纹杆的外表面接触，使得螺纹杆在转动时，第一L形块402不会受其影响，避免第一L形块402发生位置变动。
第一螺纹杆403、第二螺纹杆404、第三螺纹杆405和第四螺纹杆406之间设置有驱动机构，驱动机构用于多组螺纹杆之间的同时转动，进而用于驱动多组螺纹杆外表面设置的第二L形块407对壳盖102下表面设置的第一L形块402进行位置固定，驱动机构位于固定边框101的三个角。
驱动机构包括设置在第一螺纹杆403一端的第一锥齿轮501，第一锥齿轮501处啮合有一组第二锥齿轮502，一组第二锥齿轮502设置在第二螺纹杆404的一端，第一锥齿轮501和第二锥齿轮502啮合用于第一螺纹杆403与第二螺纹杆404之间的同时转动，第二螺纹杆404的另一端设置有另一组第二锥齿轮502，另一组第二锥齿轮502处啮合有一组第三锥齿轮503，一组第三锥齿轮503设置在第三螺纹杆405的一端，第二锥齿轮502与第三锥齿轮503啮合用于第二螺纹杆404与第三螺纹杆405之间的同时转动，第三螺纹杆405的另一端设置有另一组第三锥齿轮503，另一组第三锥齿轮503处啮合有第四锥齿轮504，第四锥齿轮504设置在第四螺纹杆406的一端，第三锥齿轮503和第四锥齿轮504啮合用于第三螺纹杆405与第四螺纹杆406之间的同时转动，即第一螺纹杆403的一端固定连接有第一锥齿轮501，第二螺纹杆404的两端固定连接有第二锥齿轮502，第三螺纹杆405的两端固定连接有第三锥齿轮503，第四螺纹杆406的一端固定连接有第四锥齿轮504。
第一螺纹杆403的一端延伸至固定边框101的外部，且第一螺纹杆403延伸至固定边框101外部的一端外表面设置有固定机构，固定机构用于对第一螺纹杆403以及与第一螺纹杆403通过驱动机构相连接的其他三组螺纹杆进行固定，固定机构包括螺纹套筒801和螺纹环802，螺纹套筒801设置在固定边框101的一侧，且螺纹套筒801套接在第一螺纹杆403的外表面，螺纹套筒801的中心轴心与第一螺纹杆403的中心轴点相重合，螺纹环802螺纹套接在第一螺纹杆403的外表面，螺纹环802的一端螺纹插接在螺纹套筒801的内部，螺纹环802的内表面和外表面均开设有螺纹槽，螺纹环802通过其内表面开设的螺纹槽螺纹套接在第一螺纹杆403的外表面，螺纹环802通过其外表面开设的螺纹槽螺纹插接在螺纹套筒801的内部，且螺纹环802远离螺纹套筒801的一端设置有把手803，便于带动螺纹环802转动，且用于螺纹环802与螺纹套筒801之间的连接限位。
综上所述，该装置在使用时，可先将多组三元锂电池组3放置在外壳主体1的内部，且根据外壳主体1内部阻燃隔板2的设置，将多组三元锂电池组3分隔式的安装在外壳主体1的内部。
进一步的，可将壳盖102盖合在外壳主体1的壳口处，此时壳盖102下表面设置的多组第一L形块402插接在外壳主体1处设置的固定边框101的内部，即多组第一L形块402插接在固定边框101上表面开设的多组卡槽401的内部，且该过程中，壳盖102下表面设置的防火板103与外壳主体1的内部相接触，进一步增加外壳主体1整体的阻燃效果。
进一步的，当多组第一L形块402插接在固定边框101上表面开设的多组卡槽401的内部后，此时外壳主体1与壳盖102之间初步连接，随之可转动第一螺纹杆403位于固定边框101外部的一端，使得第一螺纹杆403转动，进而使得在螺纹连接的作用下，第一螺纹杆403外表面设置的多组第二L形块407向靠近第一L形块402的方向移动，直至多组第二L形块407分别与一组第一L形块402相卡接，从而将第一L形块402锁定在卡槽401的内部，进而将与第一L形块402相连接的壳盖102与外壳主体1之间锁定，使得处于稳定闭合状态的外壳主体1和壳盖102对多组三元锂电池组3进行防护。
该过程中，在将第一L形块402插接在卡槽401的内部时，第一L形块402通过其下表面开设的连接孔7套接在螺纹杆的外表面，使得第一L形块402不会被位于卡槽401内部的第一螺纹杆403等其他螺纹杆阻碍。
且同时，在转动第一螺纹杆403带动第二L形块407移动的过程中，第二L形块407逐渐从卡槽401内侧壁的连接槽408内移出，但该过程中第二L形块407一侧设置的限位块6始终限位滑动在连接槽408内侧壁开设的限位滑槽601的内部，有效对第一组第二L形块407的移动轨迹进行限位。
另外，在转动第一螺纹杆403的过程中，第一螺纹杆403一端设置的第一锥齿轮501随之进行转动，且由于第一锥齿轮501处啮合有一组第二锥齿轮502，使得设置有一组第二锥齿轮502的第二螺纹杆404转动，当第二螺纹杆404转动时，其外表面设置的多组第二L形块407在螺纹连接的作用下向靠近第一L形块402的方向移动，进而对第二组第一L形块402进行锁定。
进一步的，当第二螺纹杆404转动时，第二螺纹杆404远离第一螺纹杆403一端设置的另一组第二锥齿轮502也随之转动，且由于另一组第二锥齿轮502处啮合有一组第三锥齿轮503，使得设置有一组第三锥齿轮503的第三螺纹杆405转动，当第三螺纹杆405转动时，其外表面设置的多组第二L形块407在螺纹连接的作用下向靠近第一L形块402的方向移动，进而对第三组第一L形块402进行锁定。
进一步的，当第三螺纹杆405转动时，第三螺纹杆405远离第二螺纹杆404一端设置的另一组第三锥齿轮503也随之转动，且由于另一组第三锥齿轮503处啮合有一组第四锥齿轮504，使得设置有第四锥齿轮504的第四螺纹杆406转动，当第四螺纹杆406转动时，其外表面设置的多组第二L形块407在螺纹连接的作用下向靠近第一L形块402的方向移动，进而对第四组第一L形块402进行锁定，当四组第一L形块402均被锁定时，此时壳盖102的四侧与外壳主体1的四侧之间处于锁定状态，使得外壳主体1与壳盖102之间处于稳固连接状态。
最后，可将该组合安装后的外壳主体1、壳盖102以及多组三元锂电池组3安装在新能源车内，即将其通过外壳主体1侧面设置的安装板104装配在新能源车内。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，包括：外壳主体（1）和设置在外壳主体（1）顶部的壳盖（102），且外壳主体（1）的内部放置有多组三元锂电池组（3），所述外壳主体（1）的外周围设置有固定边框（101），其特征在于：所述固定边框（101）的内部设置有锁定机构，锁定机构用于壳盖（102）与外壳主体（1）之间的连接固定；
锁定机构包括开设在固定边框（101）上表面的卡槽（401），且壳盖（102）的下表面设置有多组第一L形块（402），多组所述第一L形块（402）分别卡接设置在一组卡槽（401）的内部，所述卡槽（401）的内部设置有第一螺纹杆（403），且第一螺纹杆（403）的外表面螺纹套接有多组第二L形块（407），所述第二L形块（407）用于对第一L形块（402）进行位置固定；
所述锁定机构还包括第二螺纹杆（404）、第三螺纹杆（405）和第四螺纹杆（406），所述第二螺纹杆（404）、第三螺纹杆（405）和第四螺纹杆（406）均设置在固定边框（101）的内部，且多组螺纹杆的外表面均螺纹套接有第二L形块（407），多组所述第二L形块（407）分别用于壳盖（102）下表面各个位置第一L形块（402）的位置固定；
所述第一螺纹杆（403）、第二螺纹杆（404）、第三螺纹杆（405）和第四螺纹杆（406）之间设置有驱动机构，驱动机构用于多组螺纹杆之间的同时转动，进而用于驱动多组螺纹杆外表面设置的第二L形块（407）对壳盖（102）下表面设置的第一L形块（402）进行位置固定。
2.根据权利要求1所述的基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其特征在于：多组所述第一L形块（402）的下表面开设有连接孔（7），多组所述第一L形块（402）分别通过连接孔（7）套接设置在多组螺纹杆的外表面，且第一L形块（402）的下表面与卡槽（401）的内底部相连接。
3.根据权利要求1所述的基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其特征在于：所述驱动机构包括设置在第一螺纹杆（403）一端的第一锥齿轮（501），所述第一锥齿轮（501）处啮合有一组第二锥齿轮（502），一组所述第二锥齿轮（502）设置在第二螺纹杆（404）的一端，所述第一锥齿轮（501）和第二锥齿轮（502）啮合用于第一螺纹杆（403）与第二螺纹杆（404）之间的同时转动，所述第二螺纹杆（404）的另一端设置有另一组第二锥齿轮（502），另一组所述第二锥齿轮（502）处啮合有一组第三锥齿轮（503），一组所述第三锥齿轮（503）设置在第三螺纹杆（405）的一端，所述第二锥齿轮（502）与第三锥齿轮（503）啮合用于第二螺纹杆（404）与第三螺纹杆（405）之间的同时转动。
4.根据权利要求3所述的基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其特征在于：所述第三螺纹杆（405）的另一端设置有另一组第三锥齿轮（503），另一组所述第三锥齿轮（503）处啮合有第四锥齿轮（504），所述第四锥齿轮（504）设置在第四螺纹杆（406）的一端，所述第三锥齿轮（503）和第四锥齿轮（504）啮合用于第三螺纹杆（405）与第四螺纹杆（406）之间的同时转动。
5.根据权利要求4所述的基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其特征在于：所述第一螺纹杆（403）的一端延伸至固定边框（101）的外部，且第一螺纹杆（403）延伸至固定边框（101）外部的一端外表面设置有固定机构，固定机构用于对第一螺纹杆（403）以及与第一螺纹杆（403）通过驱动机构相连接的其他三组螺纹杆进行固定。
6.根据权利要求5所述的基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其特征在于：所述固定机构包括螺纹套筒（801）和螺纹环（802），所述螺纹套筒（801）设置在固定边框（101）的一侧，所述螺纹环（802）螺纹套接在第一螺纹杆（403）的外表面，所述螺纹环（802）的一端螺纹插接在螺纹套筒（801）的内部，且螺纹环（802）远离螺纹套筒（801）的一端设置有把手（803）。
7.根据权利要求1所述的基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其特征在于：所述卡槽（401）的内侧壁开设有连接槽（408），所述第二L形块（407）限位滑动在连接槽（408）的内部，所述第二L形块（407）的一侧设置有限位块（6），所述连接槽（408）的内侧壁开设有用于限位块（6）限位滑动的限位滑槽（601）。
8.根据权利要求1所述的基于仿生结构的三元锂电池的阻燃壳体，其特征在于：所述外壳主体（1）的内部设置有阻燃隔板（2），所述阻燃隔板（2）用于多组三元锂电池组（3）之间的分隔，所述壳盖（102）的下表面设置有防火板（103），所述外壳主体（1）的两侧设置有安装板（104），所述安装板（104）用于外壳主体（1）与车体之间的安装固定。
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