CN220914439U - 动力电池安装框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池安装框架，其属于工程机械技术领域。它解决了现有技术中传统动力电池安装框架存在的拆卸时更换电池困难、电池电气线束布置在安装架内部的缺陷。其主体结构包括左安装架、中安装架和右安装架，所述左安装架、中安装架和右安装架的前端通过前横梁固定连接，左安装架、中安装架和右安装架的底部通过螺栓设置有用于安装电池的下电池安装板，左安装架与中安装架之间设置有一个及以上的用于安装电池的左电池安装板，中安装架与右安装架之间设置有一个及以上的用于安装电池的右电池安装板，左安装架、中安装架和右安装架的顶部通过螺栓设置有前安装板和后安装板。本实用新型主要用于新能源工程机械上。

Description

动力电池安装框架

技术领域

本实用新型属于工程机械技术领域，具体地说，尤其涉及一种动力电池安装框架。

背景技术

近年来，伴随着国家政策对新能源技术的大力扶持，新能源工程机械也逐步发展起来。目前新能源工程机械主要为电动化产品，依靠动力电池驱动电机进而带动整机工作。相较于传统工程机械，纯电动工程机械几乎为零排放，对于助力我国实现碳达峰、碳中和目标及行业绿色发展而言具有重要意义。

就电动履带挖掘机来说，行走及挖掘作业过程中功率消耗大，所需动力电池数量多，且动力电池具有较大的体积与质量，如何稳固的承载电池组、充分节省整机空间并实现轻量化设计对于保障整机安全可靠、优化整机布置、方便拆装维修及降低生产成本具有重要意义。此外，动力电池电控接头及电气线束众多，如防护不当造成接头及线束损坏，极有可能导致打火、短路，进而引起电池自燃，后果不堪设想。

目前纯电动工程机械是形势所趋，各类电动化产品应接不暇，但就电池安装架来说，仍存在以下问题：

1、如授权公告号为CN218498276U的中国专利公开了一种工程机械用储能装置、授权公告号为CN215944266U的中国专利公开了一种装载机电池安装总成和电动装载机以及授权公告号为CN219303858U的中国专利公开了一种工程机械及其动力电池总成，其均为容纳电池组，动力电池安装架采用一体式并排竖直罗列安装方式，当检修更换底部电池时，只能将整排甚至全部电池组在竖直方向先取出，且拆卸时需使用吊装设备，拆装难度大，工作效率低下。

2、如授权公告号为CN215751868U的中国专利公开了一种电池安装框架、申请公布号为CN115548560A的中国专利公开了一种电动挖掘机电池安装支架、授权公告号为CN216958322U的中国专利公开了一种动力电池组及电动工程机械，其均为容纳电池组，安装架采用分体式并排竖直罗列安装方式，在保证结构紧凑的同时，方便检修单个电池，但电池四周存在开口端，当固定电池的螺栓松动后，电池会由开口端向外颠出，进而拉扯电气线束，带来安全隐患。

此外，在现有电池的分体式并排安装结构中：第一种为整体式框架，电池安装在安装板上，电池安装板两端分别安装在前后两根整体横梁上，由于安装结构过于紧凑，想拆卸电池时需同时将电池安装板拆出，再进行拆卸电池，劳动强度增加；第二种是采用分体并排框架，并排的电池分别安装在并排框架中，此结构可将电池单独拆出，但单位体积的电池所需使用的支架增多，且所占用空间增加，提高了生产成本的同时，降低了整机空间利用率；第三种采用一体式安装板，电池安装在安装板上，电池间留有活动空间，方便拆卸单个电池。此结构中安装板宽度较大，亦出现弯曲变形，且其前侧加强筋折弯边搭接在安装板前端，当仅拆卸完电池上层安装板的加强筋后，向外抽取电池时仍会受到本层安装板加强筋的妨碍，无法直接抽取。

3、再如授权公告号为CN 215751868U的中国专利公开了一种电池安装框架，电池电气线束布置在安装架内部，安装架需额外增加布线空间，此结构不紧凑，增加了板材用料，生产成本增加；此外，当电池固定螺栓松动后，电池极易对插接头及电气线束造成挤压，造成损坏甚至短路，危险性增加。

4、现有电池框架多以承载电池为唯一目标，缺乏与整机其他部件间的协同布置，整机空间利用率低，导致机身肥大甚至配置缩减。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种动力电池安装框架，其能够对电池进行稳固承载、有效防护，具有稳固可靠、结构简单紧凑、易于制造、方便拆装、防护周全且设计轻量化的优点。

为了实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一种动力电池安装框架，包括左安装架、中安装架和右安装架，所述左安装架、中安装架和右安装架的前端通过前横梁固定连接，左安装架、中安装架和右安装架的底部通过螺栓设置有用于安装电池的下电池安装板，左安装架与中安装架之间设置有一个及以上的用于安装电池的左电池安装板，中安装架与右安装架之间设置有一个及以上的用于安装电池的右电池安装板，左安装架、中安装架和右安装架的顶部通过螺栓设置有前安装板和后安装板。

优选地，所述左安装架和右安装架上均设置有安装丝座，中安装架上设置有安装板一，左安装架、中安装架和右安装架的前端通过螺栓设置有一个及以上的挡板，挡板的两端通过螺栓安装在安装丝座上，中间通过螺栓安装在安装板一上。

优选地，所述动力电池安装框架还包括右盖板和左盖板，左安装架、中安装架和右安装架的后端通过长支撑板和短支撑板固定连接，长支撑板与短支撑板之间设置有上连接板和下连接板，右盖板和左盖板通过螺栓安装在长支撑板、短支撑板、上连接板和下连接板上。

优选地，所述左安装架和右安装架上均设置有用于安装吊装耳座的吊装丝座。

优选地，所述右电池安装板与电池之间、左电池安装板与电池之间、下电池安装板与电池之间、右电池安装板与右安装架之间、左电池安装板与左安装架之间、右电池安装板与中安装架之间、左电池安装板与中安装架之间均设置有用于减震的减震器。

优选地，所述前安装板和后安装板的顶部通过螺栓安装有顶罩。

优选地，所述前安装板包括前顶板，前顶板的前端设置有用于对上部电池进行限位的挡板一，上端设置有用于安装顶罩的安装丝座一。

优选地，所述后安装板包括后顶板，后顶板的后端设置有用于对上部电池进行限位的竖板，上端设置有用于安装顶罩的安装丝座二。

优选地，所述左安装架与右安装架的结构相同，左安装架包括安装座一和垂直安装在安装座一上的竖梁，两处竖梁之间设置有平行于安装座一底面的支撑横梁，若干个支撑横梁间隔设置，支撑横梁上设置有用于安装左电池安装板的电池丝座一。

优选地，所述中安装架包括安装座二和垂直安装在安装座二上的第一竖梁，两处第一竖梁之间设置有第一横梁，第一横梁上端设置有第二竖梁，两处第二竖梁之间设置有第二横梁和第三横梁，第二横梁和第三横梁的两端均设置有用于安装左电池安装板和右电池安装板的电池丝座二。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、结构方面：本实用新型框架采用矩形管及方管搭建，加工简单，且相较于板材结构，相同重量下承载能力更强，电池安装板为单块镂空结构，相较于一体式安装板，不易变形、节省材料且利于散热，左安装架、中安装架和右安装架后侧通过长支撑板和短支撑板构成的X型支撑板结构、上连接板和下连接板构成的弓背型结构固定连接，前侧通过前横梁固定连接，提高了框架本身的稳定性及强度；此外，安装框架前侧挡板及前、后安装板不仅起到对电池的限位作用，同时进一步提高了框架整体的稳定性；

2、防护方面：电池左右两侧通过支撑横梁及竖梁进行限位，后侧通过支撑板、连接板及左右盖板进行限位，前侧通过挡板进行限位，不会出现由于固定螺栓松动导致电池从开口端脱离安装内腔进而拉扯电气线束引发危险的情况发生；同时，电气线束皆布置在框架外围，不会由于电池松动而受到挤压，造成安全隐患；此外，顶罩可避免电池和线束受到雨水的侵蚀，防止电池和电气元件出现短路，左右盖板可避免液压油等溅入电池紧固件中导致电池松动；

3、拆装方面：对于装配来说，左安装架、中安装架和右安装架上设有各部件的安装丝座，相较于在安装架管材上直接打孔，安装丝座可在安装架焊接冷却完成后进行焊接固定，受焊接变形带来的影响较小，有利于保证装配尺寸，方便内部零件装配，此外左安装架、右安装架顶部设有吊装丝座，便于吊装至安装平台进行装配；

对于拆卸来说，各层电池挡板的顶部高度低于对应电池安装板高度，且右电池安装板与中安装架之间留有适当的活动空间，可供棘轮扳机伸入作业，当需要拆取电池时，将其固定螺栓及上方挡板拆除，即可将电池直接向外抽拉取出，无需同时将电池安装板及上方电池拆除，其劳动强度较低，同时提高了工作效率；

4、空间方面：左右电池安装板连接处设有四处安装耳，并在支撑横梁处设有豁口，减震器卡装在左右电池安装板正反两面安装耳孔中，安装耳部位的宽度宽于左安装架、中安装架和中安装架和右安装架内档宽度，左电池安装板、右电池安装板在支撑管、支撑管一处设有豁口，沿豁口位置倾斜放入可保证左电池安装板、右电池安装板顺利装入，此结构缩减了安装架整体宽度，且减震器不占用多余空间，保证顺利安装的同时，结构更为紧凑；

5、协同布置方面：电池框架顶部设有顶罩，顶罩在防护电池及电气元件受到雨水侵蚀的同时，协同车身两侧护罩共同组成整机覆盖件，起到保护内部结构和美化外观的作用，此外，电池框架上增设安装板、丝座等接口，为空调、散热、车身框架等模块提供固定支撑，提高了整机空间利用率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中左、中、右安装架的结构示意图；

图3为本实用新型中未安装顶罩的结构示意图；

图4为本实用新型后部的结构示意图；

图5为本实用新型中左安装架的结构示意图；

图6为本实用新型中中安装架的结构示意图；

图7为本实用新型中右安装架的结构示意图；

图8为本实用新型中后安装板的结构示意图；

图9为本实用新型中前安装板的结构示意图；

图10为本实用新型中右电池安装板和左电池安装板的结构示意图。

图中：10、左安装架；20、长支撑板；30、上连接板；40、下连接板；50、中安装架；60、短支撑板；70、吊装丝座；80、右安装架；90、前横梁；100、安装丝座；110、顶罩；120、前安装板；130、右电池安装板；140、挡板；170、电池；180、左电池安装板；190、减震器；200、后安装板；210、右盖板；220、左盖板；230、下电池安装板；101、安装座一；102、竖梁；103、支撑横梁；104、上贴板；105、支撑管；106、电池丝座一；107、安装板二；108、第一筋板；109、第二筋板；1010、加强板；1011、底贴板；501、安装座二；502、第一竖梁；503、第一横梁；504、第二竖梁；505、第三横梁；506、三角筋板；507、电池丝座二；508、安装板三；509、第二横梁；5010、C型板；5011、安装板一；5014、第三筋板；5015、第四筋板；5016、加强板一；804、安装板四；805、支撑管一；807、电池丝座三；1201、挡板一；1202、前顶板；1203、安装丝座一；2001、竖板；2002、后顶板；2003、安装丝座二。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1-3所示，一种动力电池安装框架，包括左安装架10、中安装架50和右安装架80，所述左安装架10、中安装架50和右安装架80的前端通过前横梁90固定连接，左安装架10、中安装架50和右安装架80的底部通过螺栓设置有用于安装电池170的下电池安装板230，下电池安装板230通过螺栓固定连接在安装平台上；左安装架10与中安装架50之间设置有一个及以上的用于安装电池170的左电池安装板180，中安装架50与右安装架80之间设置有一个及以上的用于安装电池170的右电池安装板130，左安装架10、中安装架50和右安装架80的顶部通过螺栓设置有前安装板120和后安装板200。其中，电气线束布置在动力电池安装框架外围。

实施例2：

如图2所示，一种动力电池安装框架，与实施例1的不同之处在于，所述左安装架10和右安装架80上均设置有安装丝座100，中安装架50上设置有安装板一5011，左安装架10、中安装架50和右安装架80的前端通过螺栓设置有一个及以上的挡板140，挡板140的两端通过螺栓安装在安装丝座100上，中间通过螺栓安装在安装板一5011上。当电池170出现故障需要检修时，通过拆除掉电池170固定螺栓及挡板140后可直接将故障电池抽出，无需对电池安装板及上方电池进行拆卸，降低劳动强度的同时，提高了工作效率。

如图4所示，所述动力电池安装框架还包括右盖板210和左盖板220，左安装架10、中安装架50和右安装架80的后端通过长支撑板20和短支撑板60固定连接，长支撑板20与短支撑板60之间设置有上连接板30和下连接板40，右盖板210和左盖板220通过螺栓安装在长支撑板20、短支撑板60、上连接板30和下连接板40上。长支撑板20和短支撑板60构成X型支撑板结构，上连接板30和下连接板40构成弓背型结构，当整机进行回转作业时，框架容易晃动，通过长支撑板20、短支撑板60、上连接板30和下连接板40，可以增强其稳定性，通过前横梁90可以增强前侧的稳定性，在提高整体稳定性的同时，也提高了中安装架50中的第二竖梁504在左右方向的稳定性。

所述左安装架10和右安装架80上均设置有用于安装吊装耳座的吊装丝座70。

所述右电池安装板130与电池170之间、左电池安装板180与电池170之间、下电池安装板230与电池170之间、右电池安装板130与右安装架80之间、左电池安装板180与左安装架10之间、右电池安装板130与中安装架50之间、左电池安装板180与中安装架50之间、下电池安装板230与安装平台之间均设置有用于减震的减震器190。通过减震器190可缓冲电池170受到的冲击载荷，保障电池系统稳定，且电池170四面皆有防护，即使整机处于频繁颠簸工况导致电池170固定螺栓松动时，四面的防护可对电池进行限位，不会对电池插接头及电气线束造成挤压、拉扯，有效保障了整机工作的安全可靠。

所述前安装板120和后安装板200的顶部通过螺栓安装有顶罩110。

如图9所示，所述前安装板120包括前顶板1202，前顶板1202的前端设置有用于对上部电池170进行限位的挡板一1201，上端设置有用于安装顶罩110的安装丝座一1203。挡板一1201可对上部电池170进行限位，防止电池固定螺栓松动后向前侧颠出，同时增加框架上部在左右方向的稳定性，前顶板1202设有镂空多边形以节省材料降低重量，并同安装丝座一1203用于承载安装顶罩110，同时可增加框架在前后、左右方向的稳定性。

如图8所示，所述后安装板200包括后顶板2002，后顶板2002的后端设置有用于对上部电池170进行限位的竖板2001，上端设置有用于安装顶罩110的安装丝座二2003。后顶板2002设有镂空多边形以节省材料降低重量，安装丝座二2003用于承载安装顶罩110，同时可增加框架在前后、左右方向的稳定性；竖板2001可防护电池170后侧，同时提供接口供其他模块零部件安装，提高整机空间利用率。

如图5、图7所示，所述左安装架10与右安装架80的结构相同，左安装架10包括安装座一101和垂直安装在安装座一101上的竖梁102，两处竖梁102之间设置有平行于安装座一101底面的支撑横梁103，若干个支撑横梁103间隔设置，支撑横梁103上设置有用于安装左电池安装板180的电池丝座一106。

进一步地，支撑管105平行于两侧竖梁102并固定于两支撑横梁103之间，加强板1010垂直于安装座一101固定于两竖梁102之间且豁口处朝向安装座一101，电池丝座一106平行于安装座一101并固定在支撑横梁103上，安装板二107平行于安装座一101并固定在两竖梁102顶部，第一筋板108、第二筋板109垂直于安装座101并间隔固定在竖梁102底部，上贴板104、底贴板1011固定于支撑横梁103和支撑管105相交处。加强板1010可增加两竖梁102在前后方向的稳定性，第一筋板108、第二筋板109可增加两竖梁102在左右方向的稳定性，支撑管105可提高支撑横梁103刚度，上贴板104、底贴板1011可使得支撑管105与支撑横梁103连接处更加牢固。

如图6所示，所述中安装架50包括安装座二501和垂直安装在安装座二501上的第一竖梁502，两处第一竖梁502之间设置有第一横梁503，第一横梁503上端设置有第二竖梁504，两处第二竖梁504之间设置有第二横梁509和第三横梁505，第二横梁509和第三横梁505的两端均设置有用于安装左电池安装板180和右电池安装板130的电池丝座二507。

进一步地，第三筋板5014和加强板一5016可增加第一竖梁502在前后方向的稳定性，第四筋板5015可增加第一竖梁502在左右方向的稳定性，C型板5010可增加第二竖梁504在前后方向的稳定性，三角筋板506可提高第三横梁505的刚度。前安装板120和后安装板200的两端通过螺栓安装在安装板二107上，中间通过螺栓安装在安装板三508上。

本实用新型安装使用的工作原理为：

电池及框架安装：一部分电池170直接并先行安装在安装平台上，另一部分安装在电池框架中。安装在平台中时：将下电池安装板230安装孔上下两侧装入减震器190，使用螺栓穿入减震器190内孔连同下电池安装板230一同安装在安装平台上，此时可将电池170通过螺栓装配至下电池安装板230上，最底侧电池即安装完成。安装在电池框架中时：由于左电池安装板180、右电池安装板130是搭接固定在左安装架10、中安装架50和右安装架80上，如图10所示，其安装耳部位的宽度宽于左安装架10、中安装架50和中安装架50和右安装架80内档宽度，因此左电池安装板180、右电池安装板130在支撑管105、支撑管一805处设有豁口，安装时需将左电池安装板180、右电池安装板130沿豁口处倾斜放入左安装架10最低层的电池丝座一106、中安装架50最低层的电池丝座二507和右安装架80最低层的电池丝座三807上，并依次向上安装，待所有左电池安装板180、右电池安装板130通过螺栓及减震器190固定于安装架后，将电池170推入各层左电池安装板180、右电池安装板130上进行固定，然后将各个挡板140安装至安装丝座100上，将前安装板120、后安装板200安装至安装丝座100和安装板二107、安装板三508、安装板四804上，将左盖板220、右盖板210装配至长支撑板20、短支撑板60和上连接板30、下连接板40上，再将吊装耳座安装进四个吊装丝座70中，缓缓把安装架吊运到安装平台上进行固定，待整机其他部件也装配调试完成后将顶罩110通过螺栓固定连接在安装丝座一1203、安装丝座二2003上。

电池拆卸：当需对单一电池170进行拆卸维修时，只需将所在电池170上侧挡板一1201、挡板140及电池安装螺栓拆除后，向外抽拉电池170即可。

Claims (10)

1.一种动力电池安装框架，其特征在于：包括左安装架(10)、中安装架(50)和右安装架(80)，所述左安装架(10)、中安装架(50)和右安装架(80)的前端通过前横梁(90)连接，左安装架(10)、中安装架(50)和右安装架(80)的底部设置有用于安装电池(170)的下电池安装板(230)，左安装架(10)与中安装架(50)之间设置有用于安装电池(170)的左电池安装板(180)，中安装架(50)与右安装架(80)之间设置有用于安装电池(170)的右电池安装板(130)，左安装架(10)、中安装架(50)和右安装架(80)的顶部设置有前安装板(120)和后安装板(200)。

2.根据权利要求1所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述左安装架(10)和右安装架(80)上均设置有安装丝座(100)，中安装架(50)上设置有安装板一(5011)，左安装架(10)、中安装架(50)和右安装架(80)的前端设置有一个及以上的挡板(140)，挡板(140)的两端安装在安装丝座(100)上，中间安装在安装板一(5011)上。

3.根据权利要求1所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述动力电池安装框架还包括右盖板(210)和左盖板(220)，左安装架(10)、中安装架(50)和右安装架(80)的后端通过长支撑板(20)和短支撑板(60)固定连接，右盖板(210)和左盖板(220)通过螺栓安装在长支撑板(20)和短支撑板(60)上。

4.根据权利要求1所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述左安装架(10)和右安装架(80)上均设置有用于安装吊装耳座的吊装丝座(70)。

5.根据权利要求1所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述右电池安装板(130)与电池(170)之间、左电池安装板(180)与电池(170)之间、下电池安装板(230)与电池(170)之间、右电池安装板(130)与右安装架(80)之间、左电池安装板(180)与左安装架(10)之间、右电池安装板(130)与中安装架(50)之间、左电池安装板(180)与中安装架(50)之间均设置有用于减震的减震器(190)。

6.根据权利要求1所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述前安装板(120)和后安装板(200)的顶部安装有顶罩(110)。

7.根据权利要求6所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述前安装板(120)包括前顶板(1202)，前顶板(1202)的前端设置有用于对上部电池(170)进行限位的挡板一(1201)，上端设置有用于安装顶罩(110)的安装丝座一(1203)。

8.根据权利要求6所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述后安装板(200)包括后顶板(2002)，后顶板(2002)的后端设置有用于对上部电池(170)进行限位的竖板(2001)，上端设置有用于安装顶罩(110)的安装丝座二(2003)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述左安装架(10)与右安装架(80)的结构相同，左安装架(10)包括安装座一(101)和垂直安装在安装座一(101)上的竖梁(102)，两处竖梁(102)之间设置有支撑横梁(103)，支撑横梁(103)上设置有用于安装左电池安装板(180)的电池丝座一(106)。

10.根据权利要求9所述的动力电池安装框架，其特征在于：所述中安装架(50)包括安装座二(501)和垂直安装在安装座二(501)上的第一竖梁(502)，两处第一竖梁(502)之间设置有第一横梁(503)，第一横梁(503)上端设置有第二竖梁(504)，两处第二竖梁(504)之间设置有第二横梁(509)和第三横梁(505)，第二横梁(509)和第三横梁(505)的两端均设置有用于安装左电池安装板(180)和右电池安装板(130)的电池丝座二(507)。