一种框架电池装置的制作方法

1.本发明涉及车辆电池技术领域，特别是涉及一种框架电池装置。


背景技术：

2.随着新能源产业的飞速发展，新能源汽车发展的主要趋势是汽车能源的多元化和汽车动力的电动化，而新能源产业的核心研究方向就是燃料电池的技术研发，燃料电池与整个车身安装时，需要借助支架固定。
3.申请号为“202110711242.1”，名称为“一种燃料电池系统集成框架”的发明专利中，包括框架组件和安装于框架组件上的支架组件，框架组件包括两个对称布置的横梁一a和横梁一c，两个横梁一a与横梁一c组成矩形且矩形的顶点处焊接固定，横梁一a和横梁一c的顶部外壁焊接有均匀布置的六个纵梁一，六个纵梁一的顶部焊接有四个矩形排布的横梁二，四个矩形排布的横梁二的顶点处焊接有四个纵梁二，四个纵梁二的顶部外壁焊接有矩形排布的两个横梁三a和横梁三b。其框架整体成矩形结构，对于装车方面考虑，规整的安装空间更能便于整车对于燃料电池的安装空间布置，变相提高空间利用率。但是其缺少顶部防护，并且对于配电单元(pdu，powerdistributionunit)则需要另外找空间进行安装。一方面比较占用空间，而且利用线缆连接电池箱和pdu也较为繁琐。
4.申请号为“201610195963.0”，名称为“一种电池箱框架和包括该电池箱框架的汽车”的发明专利中，也仅对侧部进行了防护，顶部未做防护，同时也并未对pdu预留安装空间。
5.因此，如何提供一种燃料电池系统集成框架，以提高系统集成度、空间利用率和安装、维护效率，是本发明旨在解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种框架电池装置，以解决现有技术存在的问题，集成性更高，有利于将电池箱与配电单元整体进行安装固定，也有利于节省空间。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种框架电池装置，包括框架结构和电池结构，所述框架结构包括u型框架和与所述u型框架的顶端可拆卸连接的顶部框架，所述电池结构包括电池箱和与所述电池箱电连接的配电单元，所述电池箱上相对的两侧面上设置有第一连接部，所述u型框架上设置有用于连接所述第一连接部的第二连接部，所述电池箱位于所述u型框架内、所述顶部框架的下方，所述配电单元固定在所述顶部框架上。
8.优选的，所述顶部框架包括平行设置的若干第一顶部横梁和垂直于所述第一顶部横梁的第二顶部横梁，所述第一顶部横梁可拆卸地连接在所述u型框架的顶部，所述配电单元可拆卸的设置在所述第二顶部横梁顶部。
9.优选的，所述第二顶部横梁的高度低于所述第一顶部横梁，且所述第一顶部横梁与所述第二顶部横梁之间通过连接件进行焊接。
10.优选的，所述u型框架包括底部框架以及连接在所述底部框架两端部的侧部框架，所述顶部框架连接在所述侧部框架的顶部。
11.优选的，所述侧部框架包括若干立柱以及连接在若干所述立柱顶端的侧部横梁；所述立柱的顶部朝向所述顶部框架设置有第三通孔，所述第一顶部横梁的两端部固定设置有第一封堵板，所述第一封堵板上设置有第四通孔，所述第一封堵板的内侧面固定有与所述第四通孔同轴的紧固螺母，第二紧固螺栓穿过所述第三通孔、所述第四通孔连接所述紧固螺母。
12.优选的，所述侧部框架的顶部还设置有防撞架，所述防撞架内固定有与所述配电单元电连接的插头。
13.优选的，所述底部框架的下表面上还间隔设置有矩形管，所述矩形管具有供叉车叉臂插入的空腔。
14.优选的，所述u型框架和所述顶部框架均包括相互焊接的若干矩形钢管。
15.优选的，所述第一连接部包括设置在所述电池箱侧面上的凸起结构，所述凸起结构的端面平行于所述电池箱的侧面，且所述凸起结构的端面上设置有螺纹孔；所述第二连接部包括设置在所述u型框架的底部的立板和第一紧固螺栓，所述立板上开设有与所述螺纹孔适配的第一通孔，所述第一紧固螺栓穿过所述第一通孔，通过所述螺纹孔与所述凸起结构连接固定。
16.优选的，所述立板的内侧面与所述凸起结构的端面之间还设置有缓冲垫，所述缓冲垫上具有供所述第一紧固螺栓贯穿的第二通孔。
17.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
18.1、本发明中u型框架与顶部框架组成的长方体结构能够对电池箱进行上下前后左右全方位防护，并且将配电单元连接在顶部框架上后，不仅便于将配电单元与电池箱进行连接，还提高了框架电池装置的集成性，更利于将电池箱与配电单元整体进行安装固定，也有利于节省空间；
19.2、本发明中第二顶部横梁的位置低于第一顶部横梁，较低的第二顶部横梁可以使配电单元具有更低的安装位置，可以预留出更多的顶部空间，进一步降低占用空间；并且使配电单元与电池箱的距离更近，更便于二者之间利用电缆进行连接，使得安装连接更加方便；
20.3、本发明中底部框架的下表面上还间隔设置有矩形管，矩形管具有供叉车叉臂插入的空腔，能够利用叉车将框架电池装置以侧装的方式安装至车体上的适当位置；
21.4、本发明中底部框架、侧部框架以及顶部框架均包括相互焊接的若干矩形钢管，焊接工艺选择氩弧焊，整体结构与制造工艺都比较简单，成本较低。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明中框架电池装置的整体结构示意图；
24.图2为图1的俯视图；
25.图3为图1的爆炸结构示意图；
26.图4为立柱与第一顶部横梁的配合结构示意图；
27.其中，1、电池箱；2、配电单元；3、凸起结构；4、立板；5、第一紧固螺栓；6、泡棉；7、第一顶部横梁；8、第二顶部横梁；9、插接件；10、底部框架；11、立柱；12、侧部横梁；13、防撞架；14、充电rema插头；15、矩形管；16、放电安德森插头；17、第三通孔；18、第四通孔；19、紧固螺母。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明的目的是提供一种框架电池装置，以解决现有技术存在的问题，集成性更高，有利于将电池箱与配电单元整体进行安装固定，也有利于节省空间。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.如图1～图4所示，本实施例提供一种框架电池装置，包括框架结构和电池结构，框架结构包括u型框架和与u型框架的顶端可拆卸连接的顶部框架，顶部框架与u型框架连接形成长方体结构。电池结构包括电池箱1和与电池箱1电连接的配电单元2，电池箱1上相对的两侧面上设置有第一连接部，u型框架上设置有用于连接第一连接部的第二连接部，电池箱1位于u型框架内、顶部框架的下方，配电单元2固定在顶部框架上。
32.安装电池箱1前，u型框架与顶部框架分体设置，采用吊装的方式将电池箱1放入u型框架内，第一连接部与第二连接部进行连接，将电池箱1进行固定。然后将配电单元2安装在顶部框架上，安装完成后，将顶部框架固定在u型框架的顶部，最后将电池箱1上的插接件9通过电缆与配电单元2连接即可。
33.本实施例中u型框架与顶部框架组成的长方体结构能够对电池箱1进行上下前后左右全方位防护，并且将配电单元2连接在顶部框架上后，不仅便于将配电单元2与电池箱1进行连接，还提高了框架电池装置的集成性，更利于将电池箱1与配电单元2整体进行安装固定，也有利于节省空间。
34.具体的，第一连接部包括设置在电池箱1侧面上的凸起结构3，凸起结构3的端面平行于电池箱1的侧面，且凸起结构3的端面上设置有螺纹孔；第二连接部包括第一紧固螺栓5和相对设置在u型框架的底部的立板4，立板4上开设有与螺纹孔适配的第一通孔，第一紧固螺栓5穿过第一通孔，通过螺纹孔与凸起结构3连接固定，从而将电池箱1向两侧拉紧，对电池箱1进行固定。
35.进一步的，立板4的内侧面与凸起结构3的端面之间还设置有缓冲垫，缓冲垫可以选择具有一定硬度的泡棉6，泡棉6上具有供第一紧固螺栓5贯穿的第二通孔。泡棉6的厚度通常为5mm，第一紧固螺栓5将电池箱1拉紧后，电池箱1相对侧面上的泡棉6的压缩量均为1mm左右。
36.具体的，本实施例中顶部框架包括平行设置的若干第一顶部横梁7和垂直于第一顶部横梁7的第二顶部横梁8，第一顶部横梁7可拆卸地连接在侧部框架的顶部，配电单元2可拆卸的设置在第二顶部横梁8顶部。通常第一顶部横梁7与第二顶部横梁8均设置两根即可。第二顶部横梁8的高度低于第一顶部横梁7，但第二顶部横梁8仍与电池箱1之间具有一定间隔，第一顶部横梁7与第二顶部横梁8之间通过连接件进行焊接。需要说明的是，电池箱1的上表面通常会设置插接件9，第二顶部横梁8的高度可以低于插接件9的最大高度，但是要对插接件9进行避让，避免安装时毁坏插接件9。较低的第二顶部横梁8可以使配电单元2具有更低的安装位置，可以预留出更多的顶部空间，进一步降低占用空间；并且配电单元2与电池箱1的距离更近，更便于二者之间利用电缆进行连接，使得安装连接更加方便。
37.进一步的，本实施例中u型框架包括底部框架10以及连接在底部框架10两端部的侧部框架，底部框架10包括第一底部横梁和垂直于第一底部横梁设置的第二底部横梁，具体的，第一底部横梁与电池箱1的长度方向平行。立板4呈u型结构，u型结构的底边段固定在第二底部横梁上，并且与第二底部横梁之间设置有加强肋板。u型结构的底边段上设置有第一通孔。u型结构的其余部分固定在两侧第一底部横梁上。
38.侧部框架包括若干立柱11以及连接在若干立柱11顶端的侧部横梁12，立柱11与第一底部横梁或第二底部横梁固定连接。立柱11的顶部朝侧向开设有第三通孔17，第一顶部横梁7的两端部固定设置有第一封堵板，第一封堵板上开设有第四通孔18，第一封堵板的内侧面固定有与第四通孔18同轴的紧固螺母19，第二紧固螺栓(图中并未示出)穿过第三通孔17、第四通孔18连接紧固螺母19。
39.进一步的，本实施例中侧部框架的顶部还设置有防撞架13，防撞架13内固定有与配电单元2电连接的插头，此插头可以是充电rema插头14，防撞架13可以保护插头在外力的作用下不会轻易被破坏。同时，顶部框架上设置有用于固定放电安德森插头16的固定件。
40.底部框架10的下表面上还间隔设置有矩形管15，矩形管15具有供叉车叉臂插入的空腔。矩形管15与第一底部横梁或者第二底部横梁平行，本实施例中矩形管15与第一底部横梁平行，即与电池箱1的长度方向平行，能够利用叉车将框架电池装置以侧装的方式安装至车体上的适当位置。
41.进一步的，本实施例中第一顶部横梁7、第二顶部横梁8、立柱11、侧部横梁12、第一底部横梁和第二底部横梁均为矩形钢管，矩形钢管的规格可以选择50mm
×
30mm
×
2mm，焊接工艺选择氩弧焊。
42.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
43.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种框架电池装置，其特征在于，包括框架结构和电池结构，所述框架结构包括u型框架和与所述u型框架的顶端可拆卸连接的顶部框架，所述电池结构包括电池箱和与所述电池箱电连接的配电单元，所述电池箱上相对的两侧面上设置有第一连接部，所述u型框架上设置有用于连接所述第一连接部的第二连接部，所述电池箱位于所述u型框架内、所述顶部框架的下方，所述配电单元固定在所述顶部框架上。2.根据权利要求1所述的框架电池装置，其特征在于，所述顶部框架包括平行设置的若干第一顶部横梁和垂直于所述第一顶部横梁的第二顶部横梁，所述第一顶部横梁可拆卸地连接在所述u型框架的顶部，所述配电单元可拆卸的设置在所述第二顶部横梁顶部。3.根据权利要求2所述的框架电池装置，其特征在于，所述第二顶部横梁的高度低于所述第一顶部横梁，且所述第一顶部横梁与所述第二顶部横梁之间通过连接件进行焊接。4.根据权利要求3所述的框架电池装置，其特征在于，所述u型框架包括底部框架以及连接在所述底部框架两端部的侧部框架，所述顶部框架连接在所述侧部框架的顶部。5.根据权利要求4所述的框架电池装置，其特征在于，所述侧部框架包括若干立柱以及连接在若干所述立柱顶端的侧部横梁；所述立柱的顶部朝向所述顶部框架设置有第三通孔，所述第一顶部横梁的两端部固定设置有第一封堵板，所述第一封堵板上设置有第四通孔，所述第一封堵板的内侧面固定有与所述第四通孔同轴的紧固螺母，第二紧固螺栓穿过所述第三通孔、所述第四通孔连接所述紧固螺母。6.根据权利要求5所述的框架电池装置，其特征在于，所述侧部框架的顶部还设置有防撞架，所述防撞架内固定有与所述配电单元电连接的插头。7.根据权利要求6所述的框架电池装置，其特征在于，所述底部框架的下表面上还间隔设置有矩形管，所述矩形管具有供叉车叉臂插入的空腔。8.根据权利要求1所述的框架电池装置，其特征在于，所述u型框架和所述顶部框架均包括相互焊接的若干矩形钢管。9.根据权利要求1～8任意一项所述的框架电池装置，其特征在于，所述第一连接部包括设置在所述电池箱侧面上的凸起结构，所述凸起结构的端面平行于所述电池箱的侧面，且所述凸起结构的端面上设置有螺纹孔；所述第二连接部包括设置在所述u型框架的底部的立板和第一紧固螺栓，所述立板上开设有与所述螺纹孔适配的第一通孔，所述第一紧固螺栓穿过所述第一通孔，通过所述螺纹孔与所述凸起结构连接固定。10.根据权利要求9所述的框架电池装置，其特征在于，所述立板的内侧面与所述凸起结构的端面之间还设置有缓冲垫，所述缓冲垫上具有供所述第一紧固螺栓贯穿的第二通孔。

技术总结
本发明公开一种框架电池装置，涉及车辆电池技术领域，包括框架结构和电池结构，框架结构包括U型框架和与U型框架的顶端可拆卸连接的顶部框架，电池结构包括电池箱和与电池箱电连接的配电单元，电池箱上相对的两侧面上设置有第一连接部，U型框架上设置有用于连接第一连接部的第二连接部，电池箱位于U型框架内、顶部框架的下方，配电单元固定在顶部框架上；本发明中U型框架与顶部框架组成的长方体结构能够对电池箱进行上下前后左右全方位防护，并且将配电单元连接在顶部框架上后，不仅便于将配电单元与电池箱进行连接，还提高了框架电池装置的集成性，更利于将电池箱与配电单元整体进行安装固定，也有利于节省空间。也有利于节省空间。也有利于节省空间。


技术研发人员：楼炀 蔡彬 刘磊 胡浩 许奇
受保护的技术使用者：杭州鹏成新能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/5