CN217468613U - 一种电池框架及电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种电池框架及电池系统。该电池框架包括若干层用于放置电池包的矩形框，矩形框由横梁和纵梁组成，所有矩形框相对应的四个转角分别通过四根竖梁进行连接形成长方体框架。沿长方体框架的宽度方向，长方体框架的内部设有加强结构。上述电池框架，有效提高了电池框架X方向的强度和刚度，进而延长了电池框架的使用寿命。

Description

一种电池框架及电池系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池框架及电池系统。

背景技术

随着重卡电动化技术的普及，越来越多的重卡开始使用动力电池作为动力驱动，但由于重卡自身较重，加载货物后所需的驱动力较大，因此对电池的电量需求较大。当前重卡所用的电池系统电量基本在250kWh左右，因此电池系统的重量均在2T左右。目前，重卡的电池系统大多放置在驾驶仓与货箱之间的空间内，该空间X向较为狭窄，只能将电池系统沿Y向和Z向方向布置。综上所述，目前电池系统均具有重量大，高度高的特点。这种结构导致承载多个电池包的外框架的强度和刚度面临较大的挑战。

当前，一般在电池包的外框架的X向和Y向增加加强结构来解决该问题。当前大部分的X向加强结构为在框架长度方向两端增加X形或米字型或类似的加强筋结构，并结合中间布置横梁，将X向两侧的框架通过加强梁拉在一起，来降低框架上X向上的梁的受力，从而试图提高整体电池框架的模态。但是该增强模态的方案的最大强度在材料失效的临界点，当电池包的外框架的受力超出材料的屈服极限时，容易导致电池包的外框架整体失效。

因此，亟需提出一种电池框架以解决上述问题。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种电池框架，有效提高了电池框架X方向的强度和刚度，进而延长了电池框架的使用寿命。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池框架，包括若干层用于放置电池包的矩形框，所述矩形框由横梁和纵梁组成，所有所述矩形框相对应的四个转角分别通过四根竖梁进行连接形成长方体框架，在所述长方体框架宽度方向的截面上，所述长方体框架内部设有加强结构。

可选地，所述加强结构包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆呈X型设置，将任意两个所述矩形框定义为第一矩形框和第二矩形框，所述第一支撑杆的一端与所述第一矩形框的所述横梁相连，所述第一支撑杆的另一端与所述第二矩形框的所述横梁相连；所述第二支撑杆的一端与所述第一矩形框的所述横梁相连，所述第二支撑杆的另一端与所述第二矩形框的所述横梁相连。

可选地，所述加强结构还包括第三支撑杆和第四支撑杆；

所述第三支撑杆设置在所述第一矩形框的两个所述横梁之间，且所述第三支撑杆的一端与所述第一支撑杆的一端相连，另一端与所述第二支撑杆的一端相连；

所述第四支撑杆设置在所述第二矩形框的两个所述横梁之间，且所述第四支撑杆的一端与所述第一支撑杆的另一端相连，另一端与所述第二支撑杆的另一端相连。

可选地，所述加强结构还包括第一竖杆和第二竖杆；

所述第一支撑杆的一端和所述第二支撑杆的另一端均与所述第一竖杆的侧壁相连；

所述第二支撑杆的一端和所述第一支撑杆的另一端均与所述第二竖杆的侧壁相连；

所述第一竖杆的一端以及所述第二竖杆的一端分别与最低层的所述矩形框的两个所述横梁相连。

可选地，所述加强结构还包括第一斜杆和第二斜杆；

所述第一斜杆和所述第二斜杆呈倒V型结构，所述第一斜杆的一端和所述第二斜杆的一端分别与所述第二竖杆相对的两侧壁相连，所述第一斜杆的另一端和所述第二斜杆的另一端均与最底层的所述矩形框的一个所述横梁相连。

可选地，所述加强结构还包括第三斜杆和第四斜杆；

所述第三斜杆和所述第四斜杆呈倒V型结构，所述第三斜杆的一端和所述第四斜杆的一端分别与所述第一竖杆相对的两侧壁相连，所述第三斜杆的另一端和所述第四斜杆的另一端均与最底层的所述矩形框的另一个所述横梁相连。

可选地，所述加强结构设有多个，多个所述加强结构沿所述矩形框的所述横梁的长度方向间隔设置。

可选地，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的交叉处连接有辅助连接件。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种电池系统，包括上述的电池框架。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种电池框架，包括若干层用于放置电池包的矩形框，矩形框由横梁和纵梁组成，所有矩形框相对应的四个转角分别通过四根竖梁进行连接形成长方体框架。由于矩形框的横梁较长，因此，本申请在沿长方体框架的宽度方向上，在长方体框架的内部设置加强结构，与现有技术只在长方体框架的两侧设置加强结构相比，有效降低了电池框架在沿矩形框的纵梁的方向振动时，两侧竖梁的拉伸力，提高了电池框架的整体强度和刚度，解决了现有技术中重卡电池框架X方向(即本申请矩形框的纵梁的方向)强度和刚度不足的问题，提高了电池框架的使用寿命。

通过将第一支撑杆和第二支撑杆呈X型设置，能够使加强结构的结构更加稳定，不易变形，有效提高了电池框架X方向(即本申请矩形框的纵梁的方向)的强度和刚度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的电池框架的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的加强结构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的电池框架的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的加强结构的结构示意图。

图中：

110、横梁；120、纵梁；130、第一矩形框；140、第二矩形框；200、竖梁；300、加强结构；310、第一支撑杆；320、第二支撑杆；330、第三支撑杆；340、第四支撑杆；350、第一竖杆；360、第二竖杆；371、第一斜杆；372、第二斜杆；373、第三斜杆；374、第四斜杆；400、加强杆；500、辅助连接件；600、散热件框架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实用新型提供一种电池框架，有效提高了电池框架X方向的强度和刚度，进而延长了电池框架的使用寿命。

具体地，如图1和图2所示，该电池框架包括若干层矩形框，矩形框位于图1中的XY平面内，电池包放置在矩形框上，矩形框对电池包起承托作用，矩形框由横梁110和纵梁120组成。可以理解的是，相邻矩形框之间的距离可以相同，也可以不同，根据电池包的高度设置即可。所有矩形框的四角通过四根竖梁200相连形成长方体框架，沿图1中X轴的方向，在长方体框架的中间设有加强结构300，上述加强结构300位于XZ平面，能够提高电池框架沿X轴方向的强度和刚度。其中，加强结构300包括第一支撑杆310和第二支撑杆320，且第一支撑杆310和第二支撑杆320呈X型设置。为了便于理解，将任意两个矩形框定义为第一矩形框130和第二矩形框140，第一支撑杆310的一端和第二支撑杆320的一端分别与第一矩形框130的两个横梁110相连，第一支撑杆310的另一端和第二支撑杆320的另一端分别与第二矩形框140的两个横梁110相连。

通过将第一支撑杆310和第二支撑杆320呈X型设置，有利于提高加强结构300的结构稳定性，进而提高电池框架沿X轴方向的强度和刚度，降低电池框架沿X轴方向变形的风险。通过将加强结构300设置在长方体框架的内部，与现有技术中设置在电池框架的两侧相比，能够有效避免电池框架受X轴方向的振动力时，长方体框架的中间部分产生位移，从而降低了矩形框的纵梁120的拉伸力，有效提高了电池框架的强度和刚度，延长了电池框架的使用寿命。

在本实施例中，第一矩形框130为承载电池包的最上层的矩形框，第二矩形框140为承载电池包的最下层的矩形框，使得X向加强机构的高度为长方体框架的高度，最大限度地提高长方体框架沿X轴方向的强度和刚度。在其他实施例中，第一矩形框130和第二矩形框140的位置也可以为其他，根据实际需要设置即可。

进一步地，可以在相邻矩形框之间设置若干加强杆400，以提高电池框架沿Z轴方向的强度和刚度。更为优选地，为了便于安装，可以设置加强杆400的长度与竖梁200相同，使每根加强杆400同时与所述矩形框的横梁110相连，有利于简化装配工序。

优选地，在本实施例中，加强杆400与竖梁200平行设置。在其他实施例中，加强杆400之间可以呈X型设置，也可以呈W型设置等，根据实际需要选择即可。

作为优选的技术方案，可以在长方体框架内设置多个加强结构300，以增加电池框架沿X轴方向的强度和刚度。具体地，多个加强结构300可以沿矩形框的长度方向间隔设置，即沿图1中Y轴方向间隔设置。

优选地，如图2所示，可以在第一支撑杆310和第二支撑杆320的交叉处设置辅助连接件500。由于第一支撑杆310和第二支撑杆320之间一般通过焊接的方式相连，因此，设置辅助连接件500，将第一支撑杆310和第二支撑杆320的交叉处均与辅助连接件500相连，能够提高第一连接件和第二连接件之间的连接强度，根据安装需要，第一支撑杆310或第二支撑杆320可由两段组成，在交叉处与辅助连接件500固定连接。在一个实施例中，辅助连接件500可以为连接板，在其他实施例中，辅助连接件500的结构也可以为其他，根据实际需要设置即可。

进一步地，可以在最上层的矩形框的上方设置放置水冷件或风冷件的散热件框架600，提供水源或动力源的装置固定在散热件框架600上。

实施例二

本实施例提供了一种电池框架，其与实施例一的结构大体相同，仅在实施例一的基础上进行了改进。故在此仅对二者的不同之处做出描述，本实施例与实施例一相同的结构在此不再赘述。

具体地，如图3和图4所示，加强结构300还包括第三支撑杆330和第四支撑杆340。其中，第三支撑杆330固定在第一矩形框130的两个横梁110之间，用于支撑第一矩形框130的两个横梁110，避免第一矩形框130由于横梁110太长而在受到振动的时候变形，保证第一矩形框130结构的稳定性。第四支撑杆340固定在第二矩形框140的两个横梁110之间，用于支撑第二矩形框140的两个横梁110，避免第二矩形框140由于横梁110太长而在受到振动的时候变形，保证第一矩形框130结构的稳定性。第三支撑杆330的两端分别与第一支撑杆310的一端和第二支撑杆320的一端相连，第四支撑杆340的两端分别与第一支撑杆310的另一端和第二支撑杆320的另一端相连。在一个实施例中，第三支撑杆330和第四支撑杆340可以通过焊接的方式与第一支撑杆310以及第二支撑杆320相连，焊接的加工方式具有操作简单，连接牢固，成本较低的优点。在其他实施例中，第三支撑杆330和第四支撑杆340也可以通过其他方式与第一支撑杆310和第二支撑杆320相连，根据实际需要设置即可。

优选地，继续参见图4，加强结构300还包括第一竖杆350和第二竖杆360。其中，第一竖杆350和第二竖杆360均与第三支撑杆330和第四支撑杆340垂直设置。第一支撑杆310的一端和第二支撑杆320的另一端均与第一竖杆350的侧壁相连。第一支撑杆310的另一端和第二支撑杆320的一端均匀第二竖杆360的侧壁相连。通过设置第一竖杆350和第二竖杆360，能够提高加强结构300沿Z轴方向的强度，进而提高加强结构300的抗变形能力，有利于提高电池框架沿X轴方向的强度和刚度。

当第二矩形框140不是最底层的矩形框时，可以设置第一竖杆350和第二竖杆360的长度大于第三支撑杆330与第四支撑杆340之间的垂直距离。在本实施例中，第一竖杆350和第二竖杆360的一端突出第四支撑杆340，第一竖杆350和第二竖杆360的另一端与第三支撑杆330平齐。且第一竖杆350和第二竖杆360的一端分别与最底层的所述矩形框的两个横梁110相连。电池框架底部的抗变形能力。

优选地，继续参见图3，加强结构300还包括第一斜杆371和第二斜杆372。第一斜杆371的一端和第二斜杆372的一端分别与第二竖杆360的相对的两个侧壁相连，第一斜杆371的另一端和第二斜杆372的另一端分别与最底层的矩形框的一个横梁110相连，且第一斜杆371和第二斜杆372呈倒V型设置。通过设置第一斜杆371和第二斜杆372，能够提高电池框架底部的强度和刚度，使加强结构300在提升高度的同时，提升电池框架沿X轴方向的强度和刚度。

优选地，继续参见图3，加强结构300还包括第三斜杆373和第四斜杆374。第三斜杆373的一端和第四斜杆374的一端分别与第一竖杆350的相对的两个侧壁相连，第三斜杆373的另一端和第四斜杆374的另一端分别与最底层的矩形框的另一个横梁110相连，且第三斜杆373和第四斜杆374呈倒V型设置。通过设置第三斜杆373和第四斜杆374，能够提高电池框架底部的强度和刚度，使加强结构300在提升高度的同时，提升电池框架沿X轴方向的强度和刚度。

通过同时设置第一斜杆371、第二斜杆372、第三斜杆373以及第四斜杆374，有效提高了电池框架的底部的结构强度，使得当第一矩形框130和第二矩形框140位于电池框架的中间位置时，也能保证提高电池框架的整体强度和刚度。

实施例三

本实施例提供一种电池系统，包括上述的电池框架。该电池系统沿X轴方向的抗变形能力较强，使用寿命较长。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池框架，包括若干层用于放置电池包的矩形框，所述矩形框由横梁(110)和纵梁(120)组成，所有所述矩形框相对应的四个转角分别通过四根竖梁(200)进行连接形成长方体框架，其特征在于，在所述长方体框架宽度方向的截面上，所述长方体框架内部设有加强结构(300)。

2.根据权利要求1所述的电池框架，其特征在于，所述加强结构(300)包括第一支撑杆(310)和第二支撑杆(320)，所述第一支撑杆(310)和所述第二支撑杆(320)呈X型设置，将任意两个所述矩形框定义为第一矩形框和第二矩形框，所述第一支撑杆(310)的一端与所述第一矩形框的所述横梁(110)相连，所述第一支撑杆(310)的另一端与所述第二矩形框的所述横梁(110)相连；所述第二支撑杆(320)的一端与所述第一矩形框的所述横梁(110)相连，所述第二支撑杆(320)的另一端与所述第二矩形框的所述横梁(110)相连。

3.根据权利要求2所述的电池框架，其特征在于，所述加强结构(300)还包括第三支撑杆(330)和第四支撑杆(340)；

所述第三支撑杆(330)设置在所述第一矩形框的两个所述横梁(110)之间，且所述第三支撑杆(330)的一端与所述第一支撑杆(310)的一端相连，另一端与所述第二支撑杆(320)的一端相连；

所述第四支撑杆(340)设置在所述第二矩形框的两个所述横梁(110)之间，且所述第四支撑杆(340)的一端与所述第一支撑杆(310)的另一端相连，另一端与所述第二支撑杆(320)的另一端相连。

4.根据权利要求3所述的电池框架，其特征在于，所述加强结构(300)还包括第一竖杆(350)和第二竖杆(360)；

所述第一支撑杆(310)的一端和所述第二支撑杆(320)的另一端均与所述第一竖杆(350)的侧壁相连；

所述第二支撑杆(320)的一端和所述第一支撑杆(310)的另一端均与所述第二竖杆(360)的侧壁相连；

所述第一竖杆(350)的一端以及所述第二竖杆(360)的一端分别与最底层的所述矩形框的两个所述横梁(110)相连。

5.根据权利要求4所述的电池框架，其特征在于，所述加强结构(300)还包括第一斜杆(371)和第二斜杆(372)；

所述第一斜杆(371)和所述第二斜杆(372)呈倒V型结构，所述第一斜杆(371)的一端和所述第二斜杆(372)的一端分别与所述第二竖杆(360)相对的两侧壁相连，所述第一斜杆(371)的另一端和所述第二斜杆(372)的另一端均与最底层的所述矩形框的一个所述横梁(110)相连。

6.根据权利要求5所述的电池框架，其特征在于，所述加强结构(300)还包括第三斜杆(373)和第四斜杆(374)；

所述第三斜杆(373)和所述第四斜杆(374)呈倒V型结构，所述第三斜杆(373)的一端和所述第四斜杆(374)的一端分别与所述第一竖杆(350)相对的两侧壁相连，所述第三斜杆(373)的另一端和所述第四斜杆(374)的另一端均与最底层的所述矩形框的另一个所述横梁(110)相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电池框架，其特征在于，所述加强结构(300)设有多个，多个所述加强结构(300)沿所述矩形框的所述横梁(110)的长度方向间隔设置。

8.根据权利要求2-6任一项所述的电池框架，其特征在于，所述第一支撑杆(310)和所述第二支撑杆(320)的交叉处连接有辅助连接件(500)。

9.一种电池系统，其特征在于，包括根据权利要求1-8任一项所述的电池框架。

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