CN218472156U - 换电电池框架和换电车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换电电池框架和换电车，属于电池组装技术领域。换电电池框架包括主体框架，主体框架包括外立柱、内立柱、横梁和纵梁，主体框架的电池安装区域外立柱沿竖直方向间隔设置有多组安装垫块；第一支撑件，于电池安装区域沿竖直方向设置于上下两个纵梁之间；第二支撑件，于电池安装区域沿倾斜方向设置于上下两个纵梁之间；机组托盘的两侧通过第一托盘固定组件安装于纵梁；电池托盘的两端通过第二托盘固定组件安装于安装垫块，电池托盘的两侧通过第三托盘固定组件安装于内立柱上。本实用新型电池框架的结构强度较高，电池安装方便。

Description

换电电池框架和换电车

技术领域

本实用新型涉及电池组装技术领域，尤其涉及一种换电电池框架和换电车。

背景技术

随着新能源汽车的普及，工程换电车电动化的优势愈发突出，矿用卡车主要应用于矿山、煤炭开采等封闭场景，适合采用换电模式。但是，矿卡工作场景恶劣，换电车及换电模块需经受高载重、振动强度大和路面复杂等考验；换电模块需具备较高的电量；电池框架需具备极高的机械强度和刚度。

现阶段，电池框架内的电池包数量较多，安装复杂；电池框架强度不足。

为此，亟需提供一种换电电池框架和换电车以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换电电池框架和换电车，提高电池框架的结构强度，电池安装方便。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

换电电池框架，包括：

主体框架，所述主体框架包括外立柱、内立柱、横梁和纵梁，所述主体框架分为机组安装区域和电池安装区域，于所述电池安装区域所述外立柱沿竖直方向间隔设置有多组安装垫块；

第一支撑件，于所述电池安装区域沿竖直方向设置于上下两个所述纵梁之间；

第二支撑件，于所述电池安装区域沿倾斜方向设置于上下两个所述纵梁之间；

机组安装单元，包括机组托盘和第一托盘固定组件，所述机组托盘的两侧通过所述第一托盘固定组件安装于所述纵梁；

多个电池安装单元，包括电池托盘、第二托盘固定组件和第三托盘固定组件，所述电池托盘的两端通过所述第二托盘固定组件安装于所述安装垫块，所述电池托盘的两侧通过所述第三托盘固定组件安装于所述内立柱上。

作为换电电池框架的可选方案，所述主体框架还包括外防护架，于所述电池安装区域上下两个所述横梁之间设置有所述外防护架，且所述外防护架的两侧与所述安装垫块连接。

作为换电电池框架的可选方案，所述安装垫块开设有第一连接孔，所述外防护架的两侧开设有第一安装孔，紧固件穿过所述第一安装孔与所述第一连接孔螺纹连接。

作为换电电池框架的可选方案，所述第二托盘固定组件包括相连的第一拐角部和第二拐角部，所述第一拐角部和所述第二拐角部的其中之一与所述安装垫块连接，其中另一与所述外立柱连接，且所述电池托盘的一端连接于所述第一拐角部和所述第二拐角部的过渡连接处。

作为换电电池框架的可选方案，所述第一拐角部开设有第一固定孔，所述第二拐角部开设有第二固定孔，所述第一拐角部和所述第二拐角部的过渡连接处开设有第三固定孔。

作为换电电池框架的可选方案，所述第三托盘固定组件包括相互焊接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述内立柱连接，所述第二连接部与所述电池托盘连接。

作为换电电池框架的可选方案，所述第一连接部沿第一方向开设有第一装配孔，所述第二连接部沿第二方向开设有第二装配孔，所述第一方向与所述第二方向垂直。

作为换电电池框架的可选方案，所述第一托盘固定组件包括相连的第一固定部和第二固定部，所述第一固定部与所述纵梁连接，所述第二固定部与所述机组托盘连接。

作为换电电池框架的可选方案，所述主体框架外围设有蒙皮，所述蒙皮上开设有多个散热孔。

换电车，其特征在于，包括驱动电机和如上任一项所述的换电电池框架，所述驱动电机与所述换电电池框架内的电池电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的换电电池框架，由外立柱、内立柱、横梁和纵梁构成主体框架的主体结构，在主体框架的电池安装区域安装有多个电池安装单元，且每层电池托盘通过第二托盘固定组件和第三托盘固定组件安装到主体框架内，电池可以模块化进行安装，提高装配效率；采用第一托盘固定组件将机组托盘固定在主体框架内，便于液冷机组或电器盒的安装；在上下两个纵梁之间沿竖直方向设置有第一支撑件，沿倾斜方向设置有第二支撑件，提高了主体框架在电池安装区域的结构强度，满足使用要求。

本实用新型所提供的换电车，将驱动电机与换电电池框架内的电池电连接，电池框架结构强度高，电池包安装和维护方便。

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为本实用新型实施例中主体框架的装配示意图；

图2为本实用新型实施例中主体框架的爆炸示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为图2中B处的局部放大图；

图5为图2中C处的局部放大图；

图6为本实用新型实施例中安装垫块的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中机组托盘的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中电池托盘的结构示意图；

图9为本实用新型实施例中外防护架的结构示意图；

图10为本实用新型实施例中第二托盘固定组件的结构示意图；

图11为本实用新型实施例中第二托盘固定组件的爆炸示意图；

图12为本实用新型实施例中第三托盘固定组件的结构示意图；

图13为本实用新型实施例中第三托盘固定组件的爆炸示意图；

图14为本实用新型实施例中第一托盘固定组件的结构示意图；

图15为本实用新型实施例中第一托盘固定组件的爆炸示意图；

图16为本实用新型实施例中主体框架和蒙皮的装配图。

附图标记：

1、主体框架；2、第一支撑件；3、第二支撑件；4、机组托盘；5、第一托盘固定组件；6、电池托盘；7、第二托盘固定组件；8、第三托盘固定组件；9、蒙皮；91、散热孔；

11、外立柱；12、内立柱；13、横梁；14、纵梁；15、安装垫块；151、第一连接孔；152、第二连接孔；16、外防护架；161、第一安装孔；162、第二安装孔；

51、第一固定部；52、第二固定部；53、第一孔；54、第二孔；

71、第一拐角部；72、第二拐角部；73、第一固定孔；74、第二固定孔；75、第三固定孔；

81、第一连接部；82、第二连接部；83、第一装配孔；84、第二装配孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

随着新能源汽车的普及，工程车电动化的优势愈发突出，矿用卡车主要应用于矿山、煤炭开采等封闭场景，适合采用换电模式。但是，矿卡工作场景恶劣，车辆及换电模块需经受高载重、振动强度大、路面复杂等考验；换电模块需具备较高的电量；电池框架需具备极高的机械强度和刚度。现阶段，电池框架内的电池包数量较多，安装复杂；电池框架强度不足。

为了提高电池框架的结构强度和电池安装方便，本实施例提供一种换电电池框架，以下结合图1至图16对本实施例的具体内容进行详细描述。

如图1和图13所示，在本实施例中，X方向为第二方向，Y方向为第一方向，Z方向为第三方向，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

如图1至图8所示，该换电电池框架包括主体框架1、第一支撑件2、第二支撑件3、机组安装单元和多个电池安装单元。其中主体框架1包括外立柱11、内立柱12、横梁13和纵梁14，主体框架1分为机组安装区域和电池安装区域，于电池安装区域外立柱11沿竖直方向间隔设置有多组安装垫块15。第一支撑件2于电池安装区域沿竖直方向设置于上下两个纵梁14之间。第二支撑件3于电池安装区域沿倾斜方向设置于上下两个纵梁14之间。机组安装单元包括机组托盘4和第一托盘固定组件5，机组托盘4的两侧通过第一托盘固定组件5安装于纵梁14。多个电池安装单元包括电池托盘6、第二托盘固定组件7和第三托盘固定组件8，电池托盘6的两端通过第二托盘固定组件7安装于安装垫块15，电池托盘6的两侧通过第三托盘固定组件8安装于内立柱12上。

简而言之，由外立柱11、内立柱12、横梁13和纵梁14构成主体框架1的主体结构，在主体框架1的电池安装区域安装有多个电池安装单元，且每层电池托盘6通过第二托盘固定组件7和第三托盘固定组件8安装到主体框架1内，电池可以模块化的进行安装，提高装配效率；采用第一托盘固定组件5将机组托盘4固定在主体框架1内，便于液冷机组或电器盒的安装；在上下两个纵梁14之间沿竖直方向设置第一支撑件2，沿倾斜方向设置第二支撑件3，提高了主体框架1在电池安装区域的结构强度，满足使用要求。

进一步地，如图2和图9所示，主体框架1还包括外防护架16，于电池安装区域上下两个横梁13之间设置有外防护架16，且外防护架16的两侧与安装垫块15连接。通过在主体框架1的电池安装区域的侧边设置外防护架16，当需要更换电池托盘6上的电池包时，直接将外防护架16从主体框架1拆卸下，即可对每层的电池托盘6进行更换。

具体地，如图6和图9所示，安装垫块15开设有第一连接孔151和第二连接孔152，外防护架16的两侧开设有第一安装孔161，紧固件穿过第一安装孔161与第一连接孔151螺纹连接。在本实施例中，紧固件为螺栓，通过设置安装垫块15，避免直接在外立柱11上打孔，提高了外立柱11的结构强度，保证主体框架1的结构稳定性。更进一步地，在本实施例中，外防护架16的上下两端均开设有第二连接孔152，便于外防护架16与上下横梁13连接。

进一步地，如图2、图10和图11所示，第二托盘固定组件7包括相连的第一拐角部71和第二拐角部72，第一拐角部71和第二拐角部72的其中之一与安装垫块15的第二连接孔152连接，其中另一与外立柱11连接，且电池托盘6的一端连接于第一拐角部71和第二拐角部72的过渡连接处。可以理解地，第一拐角部71和第二拐角部72之间的夹角为90度，第一拐角部71和第二拐角部72为一体化结构，第一拐角部71和第二拐角部72的重量均由外立柱11支撑。

具体地，第一拐角部71开设有第一固定孔73，第二拐角部72开设有第二固定孔74，第一拐角部71和第二拐角部72的过渡连接处开设有第三固定孔75，采用螺栓穿过第一固定孔73和第二固定孔74，将第二托盘固定组件7装配在外立柱11上，保证连接的稳固性。

进一步地，如图4、图12和图13所示，第三托盘固定组件8包括相互焊接的第一连接部81和第二连接部82，第一连接部81与内立柱12连接，第二连接部82与电池托盘6连接。可以理解地，电池托盘6两侧的重量通过第三托盘固定组件8由内立柱12支撑，便于将电池托盘6的重量合理的分配到外立柱11和内立柱12上。

进一步地，如图13所示，第一连接部81沿第一方向开设有第一装配孔83，第二连接部82沿第二方向开设有第二装配孔84，第一方向与第二方向垂直。

进一步地，如图5、图14和图15所示，第一托盘固定组件5包括相连的第一固定部51和第二固定部52，第一固定部51与纵梁14连接，第二固定部52与机组托盘4连接。具体地，在第一固定部51上沿第三方向开设有第一孔53，第二固定部52上沿第二方向开设有第二孔54。

进一步地，如图16所示，主体框架1外围设有蒙皮9，蒙皮9采用铝材质制成，蒙皮9上开设有多个散热孔91。具体地，多个散热孔91与主体框架1的机组安装区域相对应，便于降低主体框架1内的温度。

本实施例还提供了一种换电车，该换电车包括驱动电机和上面提到的换电电池框架，驱动电机与换电电池框架内的电池电连接。

综上，主体框架1由钢材组成，采用立体层次设计，换电电池框架采用组件拼装式设计。机组托盘4上集成两套液冷机组，满足电池的热管理需求，中部集成一套高压电器盒和一套低压控制盒。外立柱11、内立柱12、横梁13和纵梁14均采用采用80*80方钢管，第一支撑件2采用40*80的矩形钢管，第二支撑件3采用30*60矩形钢管，提高框架整体的刚度。本实用新型适用于矿用重卡的应用场景，框架强度高，匹配矿卡的恶劣工况。电池系统采用模块化设计，组件单独装配，模块化拼装，保证整体结构刚度，还便于组装和后期维护。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所说的特定实施例，对本领域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。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.换电电池框架，其特征在于，包括：

主体框架(1)，所述主体框架(1)包括外立柱(11)、内立柱(12)、横梁(13)和纵梁(14)，所述主体框架(1)分为机组安装区域和电池安装区域，于所述电池安装区域所述外立柱(11)沿竖直方向间隔设置有多组安装垫块(15)；

第一支撑件(2)，于所述电池安装区域沿竖直方向设置于上下两个所述纵梁(14)之间；

第二支撑件(3)，于所述电池安装区域沿倾斜方向设置于上下两个所述纵梁(14)之间；

机组安装单元，包括机组托盘(4)和第一托盘固定组件(5)，所述机组托盘(4)的两侧通过所述第一托盘固定组件(5)安装于所述纵梁(14)；

多个电池安装单元，包括电池托盘(6)、第二托盘固定组件(7)和第三托盘固定组件(8)，所述电池托盘(6)的两端通过所述第二托盘固定组件(7)安装于所述安装垫块(15)，所述电池托盘(6)的两侧通过所述第三托盘固定组件(8)安装于所述内立柱(12)上。

2.根据权利要求1所述的换电电池框架，其特征在于，所述主体框架(1)还包括外防护架(16)，于所述电池安装区域上下两个所述横梁(13)之间设置有所述外防护架(16)，且所述外防护架(16)的两侧与所述安装垫块(15)连接。

3.根据权利要求2所述的换电电池框架，其特征在于，所述安装垫块(15)开设有第一连接孔(151)，所述外防护架(16)的两侧开设有第一安装孔(161)，紧固件穿过所述第一安装孔(161)与所述第一连接孔(151)螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的换电电池框架，其特征在于，所述第二托盘固定组件(7)包括相连的第一拐角部(71)和第二拐角部(72)，所述第一拐角部(71)和所述第二拐角部(72)的其中之一与所述安装垫块(15)连接，其中另一与所述外立柱(11)连接，且所述电池托盘(6)的一端连接于所述第一拐角部(71)和所述第二拐角部(72)的过渡连接处。

5.根据权利要求4所述的换电电池框架，其特征在于，所述第一拐角部(71)开设有第一固定孔(73)，所述第二拐角部(72)开设有第二固定孔(74)，所述第一拐角部(71)和所述第二拐角部(72)的过渡连接处开设有第三固定孔(75)。

6.根据权利要求2所述的换电电池框架，其特征在于，所述第三托盘固定组件(8)包括相互焊接的第一连接部(81)和第二连接部(82)，所述第一连接部(81)与所述内立柱(12)连接，所述第二连接部(82)与所述电池托盘(6)连接。

7.根据权利要求6所述的换电电池框架，其特征在于，所述第一连接部(81)沿第一方向开设有第一装配孔(83)，所述第二连接部(82)沿第二方向开设有第二装配孔(84)，所述第一方向与所述第二方向垂直。

8.根据权利要求2所述的换电电池框架，其特征在于，所述第一托盘固定组件(5)包括相连的第一固定部(51)和第二固定部(52)，所述第一固定部(51)与所述纵梁(14)连接，所述第二固定部(52)与所述机组托盘(4)连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的换电电池框架，其特征在于，所述主体框架(1)外围设有蒙皮(9)，所述蒙皮(9)上开设有多个散热孔(91)。

10.换电车，其特征在于，包括驱动电机和如权利要求1-9任一项所述的换电电池框架，所述驱动电机与所述换电电池框架内的电池电连接。

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