CN219667957U - 动力电池框架及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动力电池框架及车辆，属于动力电池技术领域，包括：框架本体，沿框架本体高度方向集成有多层电池安装层和一层控制器安装层，框架本体上还设有用于固定线束及管道的安装支架；其中的一个电池安装层集成有充电口，控制器安装层上对应的集成有电器检修口。本实用新型提供的动力电池框架，多层电池安装层、控制器安装层、线束及管道安装支架、充电口及电器检修口在高度方向集成在一个框架上，这种高度集成的电池框架，有效提升了车内空间的利用率，减少了空间的浪费，为动力电池的扩容提供了安装空间。

Description

动力电池框架及车辆

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池框架及车辆。

背景技术

现有商用电动汽车大部分动力电池的车载方式采用后背式和侧挂式，利用整车的驾驶室背后空间和车架两侧空间。随着商用汽车的续航里程的提升，需要优化动力电池安装框架，为动力电池的扩容提供更多的安装空间。

而目前的动力电池安装框架，集成度不高，空间利用率低，动力电池的安装容量小，不能满足汽车续航里程的需要，还改进和提升的空间。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种动力电池框架及车辆，旨在提升动力电池安装框架的集成度不高，空间利用率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种动力电池框架，包括：框架本体，沿所述框架本体高度方向集成有多层电池安装层和一层控制器安装层，所述框架本体上还设有用于固定线束及管道的安装支架；其中的一个所述电池安装层集成有充电口，所述控制器安装层上对应的集成有电器检修口。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述框架本体包括两根平行的底部横梁、两根车架连接副梁、多根立柱及多根中部横梁，两根所述车架连接副梁间隔且纵向连接于所述底部横梁之间，多根立柱对称且垂直于连接于两根所述底部横梁上，多根所述中部横梁连接于同侧相邻的所述立柱之间；所述电池安装层为四边形框体结构，包括两根平行的边梁、两根平行且连接于所述边梁之间的电池安装梁以及多根平行且连接于所述电池安装梁之间的支撑梁；两根所述边梁分别连接于左右两端的两对所述立柱之间，两根所述电池安装梁分别与同侧中间的立柱相连。

结合第一方面，在一种实施例中，两根所述电池安装梁分别通过连接杆与对应的所述立柱连接。

结合第一方面，在一种实施例中，所述边梁与对应的所述立柱之间设有斜向加强杆。

结合第一方面，在一种实施例中，同侧的所述立柱、所述中部横梁之间设有斜向支撑杆。

结合第一方面，在一种实施例中，所述边梁与所述电池安装梁之间还设有斜向加强板。

结合第一方面，在一种实施例中，所述线束和管道的安装支架分布于所述电池安装梁上。

结合第一方面，在一种实施例中，所述立柱上分布设有多个蒙皮固定支架。

结合第一方面，在一种实施例中，所述控制器安装层位于所述框架本体的最上端，且所述控制器安装层的层高高于所述电池安装层的层高；所述控制器安装层包括分设于左右两端的两对所述立柱之间的边梁以及多根连接于同层所述中部横梁之间的支撑纵梁。

本实用新型提供的动力电池框架，与现有技术相比，有益效果在于：多层电池安装层、控制器安装层、线束及管道安装支架、充电口及电器检修口呈立体高度方向集成在框架上，动力电池分层布置，为动力电池的扩容预留了安装位置，控制器集中安装在一层，线束和管道可沿框架本体走线。这种高度集成的电池框架，设计简洁条理，有效提升了车内空间的利用率，减少了空间的浪费，为动力电池的扩容提供了安装空间，在相同的空间体积下，能够提升动力电池的容量。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括所述的动力电池框架。

本实用新型实施例提供的车辆，动力电池、控制系统、散热系统集成一个后背式框架，能够满足汽车的续航里程电池扩容的需要。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的动力电池框架的立体结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的动力电池框架的立体结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的动力电池框架的主视结构示意图；

图4为图3所示的动力电池框架的侧视结构示意图；

图5为本实用新型实施例所采用的框架本体的立体结构示意图一；

图6为本实用新型实施例所采用的框架本体的立体结构示意图二；

图7为本实用新型实施例提供的各安装层的立体结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的安装层的俯视结构示意图；

附图标记说明：

1、电池安装层；11、电池安装梁；12、边梁；13、支撑梁；14、斜向加强板；15、滚轮；2、框架本体；21、立柱；22、车架连接副梁；23、底部横梁；24、斜向支撑杆；25、加强肋板；26、连接杆；27、斜向加强杆；28、中部横梁；3、吊耳；4、顶部框架；41、顶部端梁；42、顶部纵梁；43、顶部横梁；5、控制器安装层；51、支撑纵梁；6、电器检修口；7、充电口；8、安装支架；9、蒙皮固定支架。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，基于附图1所示，出现的左侧指设置充电口的一侧，右侧指设置电器检修口的一侧，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。

请一并参阅图1至图8，现对本实用新型提供的动力电池框架进行说明。所述动力电池框架，包括：框架本体2，沿框架本体2高度方向集成有多层电池安装层1和一层控制器安装层5，框架本体2上还设有用于固定线束及管道的安装支架8；其中的一个电池安装层1集成有充电口7，控制器安装层5上对应的集成有电器检修口6。

本实用新型提供的动力电池框架，电池安装层1为动力电池的承载安装；控制器安装层5安装散热系统、电池高压盒接线、电池控制器等电器元件和冷却散热元件；线束及管道的安装支架8将高压线束、低压线束和水冷管道进行固定；充电口7集成在框架上，便于各动力电池的充电；电器检修口6是为了方便电器的维修和保养。

本实施例提供的动力电池框架，电池安装层1和控制器安装层5模块化分层，每层电池安装层1均可单独安装单独分离，多层电池安装层1、控制器安装层5、线束及管道安装支架8、充电口7及电器检修口6呈立体高度方向集成在框架上，动力电池分层布置，为动力电池的扩容预留了安装位置，控制器集中安装在一层，线束和管道可沿框架本体2走线。这种高度集成的电池框架，设计简洁条理，有效利用了提升了车内空间的利用率，减少了空间的浪费，为动力电池的扩容提供了安装空间，在相同的空间体积下，能够提升动力电池的容量。

以图1及图2示为例，本设计将动力电池、控制器、散热系统集成一个后背式框架，一共六层，控制器布置在最上层，下面五层安装动力电池，动力电池的容量和数量可根据整车的需要匹配，多余的动力电池安装层1，作为汽车续航扩容的备用，满足汽车升级扩容的需求。本框架具备5层电池安装层1，可装载大于350kw的电量。

可选地，动力电池安装层1的层数可以根据车内安装空间具体确定，也可以根据动力电池的尺寸大小确定，例如，动力电池安装层1可以为4层、6层等不限。

还需要解释的是，本实施例左侧指设置充电口7，右侧设置电器检修口6；在其他的实施例中，还可以是右侧指设置充电口7，左侧设置电器检修口6。充电口7和电器检修口6设置的位置，可根据车内空间及方便充电和维修为宜，不局限于本文图中所示的位置。

在一些实施例中，如图5及图6所示，框架本体2包括两根平行的底部横梁23、两根车架连接副梁22、多根立柱21及多根中部横梁28，两根车架连接副梁22间隔且纵向连接于底部横梁23之间，多根立柱21对称且垂直于连接于两根底部横梁23上，多根中部横梁28连接于同侧相邻的立柱21之间。本实施例构成的框架本体2，为电池安装层1和控制器安装层5提供可靠的支撑；车架连接副梁22用于与车架总成进行连接固定；其中，最底层的电池安装层1集成在底部横梁23上。

为了提升框架本体2的支撑强度，在车架连接副梁22与对应的立柱21之间设有加强肋板25；在车架连接副梁22与底部横梁23之间也设有加强肋板25。需要解释的是，这两个位置设置的加强肋板25作用形状相同，尺寸可根据所处空间有所不相同。

如图7所示，电池安装层1为四边形框体结构，包括两根平行的边梁12、两根平行且连接于边梁12之间的电池安装梁11以及多根平行且连接于电池安装梁11之间的支撑梁13；两根边梁12分别连接于左右两端的两对立柱21之间，两根电池安装梁11分别与同侧中间的立柱21相连。电池安装层1作为一个独立的模块，可便于与框架本体2的组装。其中，处于最底层的电池安装层1由于底部横梁23与车架连接副梁22的支撑，该层电池安装层1的支撑梁13相比上方的电池安装层1，数量上可以减少。

其中，如图5及图6所示，框架本体2还设有顶部框架4，顶部框架4包括顶部端梁41、顶部横梁43及顶部纵梁42，其中，顶部端梁41连接于左右两端的立柱21之间，顶部端梁41与电池安装层1的边梁12结构相同；顶部横梁43连接于同侧的立柱21之间，顶部横梁43与中部横梁28的结构相同；顶部纵梁42连接与中间两侧对应的立柱21之间，顶部纵梁42与顶部端梁41的结构相同。

可选地，如图1至图6所示，在顶部框架4上还设有便于整体吊装的吊耳3。

本实施例电池安装层1与框架本体2之间，控制器安装层5与框架本体2之间，以及框架本体2的各部件之间、电池安装层1的各部件之间，可选择焊接、螺接、卡接等多种连接方式。电池安装层1、控制器安装层5作为一个模块可在制作完成后再整体的焊接、螺栓连接或卡接在框架本体上，单层可分离，为后续升级扩展分装方案设计做了铺垫，方便扩容和改进。

其中，各边梁12、电池安装梁11、支撑梁13、各顶部端梁41、各底部横梁23、立柱21、中部横梁28等构件上，根据安装的便捷性，设有便于固定动力电池的螺栓孔。

而且，本实施例所涉及的构件，可采用高强度型钢制作，并制作减重孔，便于降低构件的厚度，实现轻质化，也利用空间的集约化。

可选地，如图8所示，在电池安装层1上还设有滚轮15，减少动力电池安装时的摩擦阻力；具体地，在两个电池安装梁11之间分散设置多个转轴，且每个转轴上至少安装两个滚轮15，动力电池组装时，动力电池的底部可与滚轮15之间形成滚动摩擦，便于省时省力地将动力电池推入电池安装层1内。

在一些实施例中，如图1至图6所示，两根电池安装梁11分别通过连接杆26与对应的立柱21连接。连杆可通过焊接或螺栓连接的方式与电池安装梁11和立柱21连接。连接杆26能够提升电池安装梁11与立柱21的连接强度，进而提升电池安装层1与框架本体2的连接强度，提升电池安装层1的支撑强度。该连接杆26也可以采用方管、C型钢或U型钢制作而成。

在一些实施例中，如图1至图6所示，边梁12与对应的立柱21之间设有斜向加强杆27。同样地目的，在于提升电池安装层1的支撑强度，斜向加强杆27也可以采用C型钢或U型钢制作而成。

在一些实施例中，如图1至图5所示，同侧的立柱21与中部横梁28之间设有斜向支撑杆24。斜向支撑杆24的设置目的也在于提升电池安装层1的支撑强度，斜向支撑杆24也可以采用C型钢或U型钢制作而成。

斜向支撑杆24可交叉设置，并在交叉的位置设置连接钢板，提升支撑刚度。

在一些实施例中，如图7至图8所示，边梁12与电池安装梁11之间还设有斜向加强板14。同样地，斜向加强板14设置目的也在于提升电池安装层1的支撑强度，斜向加强板14也可以采用C型钢或U型钢或钢板制作而成，并可设置减重孔。

在一些实施例中，如图1至图6所示，线束和管道的安装支架8分布于电池安装梁11上，具体位置可根据框架的具体结构而定，以便于线束和管道的固定为宜。其中，安装支架8上设有长条孔，用于线束和管道的固定。

在一些实施例中，如图1至图6所示，立柱21上分布设有多个蒙皮固定支架9，用于外部防护蒙皮的固定。

在一些实施例中，如图1至图7所示，控制器安装层5位于框架本体2的最上端，且控制器安装层5的层高高于电池安装层1的层高；控制器安装层5包括分设于左右两端的两对立柱21之间的边梁12以及多根连接于同层中部横梁28之间的支撑纵梁51。

本实施例中，构成框架本体、电池安装层及控制器安装层的各构件，均可采用U型薄钢制作，不仅质轻，且由于中空的设计，也具有较高的刚度；而且，再在各构件上构造一些长远孔、圆孔或椭圆孔等孔结构，即能保证支撑强度，还能降低整体的重量。

具体地，可依据CAE仿真情况，优化结构，降低非重载处钢材厚度，主要采用U型薄钢，减少使用矩形钢管；并且，依据CAE仿真情况，在保证支撑强度及整体平衡性的前提下，在各构件上增加多孔设计，从而有效减轻框架整体的重量，避免对整车增加负担。

其中，CAE仿真(Computer Aided Engineering)是指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等，把工程(生产)的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程(产品)的整个生命周期。而CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构(固体)、流体、电磁等。

利用本实施例提供的电池框架，可实现相对市场同规格350KW电量的框架减重30％以上，体积缩小15％以上，达到了节省空间、轻质化的目的，为后续汽车的升级扩展分装做好了结构上的准备。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种车辆，包括所述的动力电池框架。

本实用新型实施例提供的车辆，动力电池、控制系统、散热系统集成一个后背式框架，能够满足汽车的续航里程电池扩容的需要。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池框架，其特征在于，包括：框架本体(2)，沿所述框架本体(2)高度方向集成有多层电池安装层(1)和一层控制器安装层(5)，所述框架本体(2)上还设有用于固定线束及管道的安装支架(8)；其中的一个所述电池安装层(1)集成有充电口(7)，所述控制器安装层(5)上对应的集成有电器检修口(6)。

2.如权利要求1所述的动力电池框架，其特征在于，所述框架本体(2)包括两根平行的底部横梁(23)、两根车架连接副梁(22)、多根立柱(21)及多根中部横梁(28)，两根所述车架连接副梁(22)间隔且纵向连接于所述底部横梁(23)之间，多根立柱(21)对称且垂直于连接于两根所述底部横梁(23)上，多根所述中部横梁(28)连接于同侧相邻的所述立柱(21)之间；所述电池安装层(1)为四边形框体结构，包括两根平行的边梁(12)、两根平行且连接于所述边梁(12)之间的电池安装梁(11)以及多根平行且连接于所述电池安装梁(11)之间的支撑梁(13)；两根所述边梁(12)分别连接于左右两端的两对所述立柱(21)之间，两根所述电池安装梁(11)分别与同侧中间的立柱(21)相连。

3.如权利要求2所述的动力电池框架，其特征在于，两根所述电池安装梁(11)分别通过连接杆(26)与对应的所述立柱(21)连接。

4.如权利要求2所述的动力电池框架，其特征在于，所述边梁(12)与对应的所述立柱(21)之间设有斜向加强杆(27)。

5.如权利要求2所述的动力电池框架，其特征在于，同侧的所述立柱(21)、所述中部横梁(28)之间设有斜向支撑杆(24)。

6.如权利要求2所述的动力电池框架，其特征在于，所述边梁(12)与所述电池安装梁(11)之间还设有斜向加强板(14)。

7.如权利要求2所述的动力电池框架，其特征在于，所述线束和管道的安装支架(8)分布于所述电池安装梁(11)上。

8.如权利要求2所述的动力电池框架，其特征在于，所述立柱(21)上分布设有多个蒙皮固定支架(9)。

9.如权利要求2所述的动力电池框架，其特征在于，所述控制器安装层(5)位于所述框架本体(2)的最上端，且所述控制器安装层(5)的层高高于所述电池安装层(1)的层高；所述控制器安装层(5)包括分设于左右两端的两对所述立柱(21)之间的边梁(12)以及多根连接于同层所述中部横梁(28)之间的支撑纵梁(51)。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的动力电池框架。