一种轻量化的新能源汽车电池框架的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车电池系统，尤其涉及一种用于新能源汽车的电池包总成安装结构。


背景技术：

2.目前商用车新能源电池框的制作多采用低强度的型材及板材，如q235、q345 等，零件厚度较大、结构设计不够精致、连接方式过为繁琐，导致电池框总成的重量较大，对新能源整车的能耗影响较大，且安装电池包时需要通过辅助设备，安装效率较低，且存在电池包安装不到位的风险，从而降低汽车的续航里程，因此急需一种轻量化的新能源商用车电池框总成。


技术实现要素：

3.发明目的：本实用新型的目的在于提供一种通过优化结构零件来提高装配效率的新能源汽车电池框架。
4.技术方案：本发明的一种轻量化的新能源汽车电池框架，包括底部框架和两组垂直于底部框架的侧面框架，所述侧面框架上设置若干用于防止框架变形的钣金支架，侧面框架之间设有若干用于安装电池包的模组托架，模组托架的两侧通过钣金支架与侧面框架连接，所述模组托架与底部框架平行。
5.进一步的，所述侧面框架包括第一横梁和第一纵梁，所述第一横梁和第一纵梁垂直交叉形成田字格结构；所述钣金支架沿第一纵梁上间隔布置，相邻的第一纵梁上的钣金支架位于同一高度。位于同一高度的钣金支架可以保证模组托架始终保持在水平位置，从而实现电池包的稳定安装。
6.进一步的，所述钣金支架包括侧边板、斜面板和顶面板，所述侧边板与第一纵梁的侧壁固定连接，所述顶面板与侧边板的顶部垂直连接，所述斜面板与侧边板的底部连接，所述侧边板上设有用于模组托架固定的垂直缺口。钣金支架起连接侧面框架总成与模组托架总成的作用，与侧面框架的第一纵梁三面焊接，由于后续的模组托架与钣金支架焊接，从而避免了其直接与侧面框架焊接而造成的第一纵梁焊接变形问题，从而保证了框架整体的承载强度，同时垂直缺口可以有利于模组托架从侧面安装时可以稳定快速的推送至框架内，并可以检验模组托架是否处于水平的位置。
7.进一步的，所述第一横梁和第一纵梁的连接处设有用于加固的斜撑。
8.进一步的，所述底部框架包括第二横梁和第二纵梁，所述第二横梁和第二纵梁相互垂直形成目字型。所述第二纵梁之间还设有用于安装移动轮的导向座，所述导向座的两侧与第二横梁固定连接，导向座与第二纵梁平行。
9.进一步的，所述模组托架包括第三横梁和第三纵梁，所述第三横梁和第三纵梁相互垂直形成目字型。所述第三横梁上间隔设置有多组用于固定电池包的螺栓孔，所述螺栓孔内设有防止压溃的衬套。衬套可以防止螺栓打扭力过大时产生的局部变形，可以有效保
护模组托架的质量。
10.进一步的，所述底部框架、侧面框架和模组托架均采用高强度钢，截面形式采用口字型或日字型，厚度为3～5mm。
11.进一步的，两组侧面框架的顶部还设有用于加固的加强管，所述加强管与侧面框架固定连接，加强管与侧面框架垂直。
12.进一步的，电池包框架周围采用轻质复合材料的防护板，护板壁厚在 1～4mm，可做成整体平板结构，也可以做成不等壁厚带凹凸筋的结构。
13.本实用新型的成形原理为：本发明设置底部框架、侧面框架和模组托架，通过焊接组成“笼式”结构，采用高强度钢制备起承载作用的框架，减少电池框架整体体积的同时还保证了强度和刚性，模组托架通过钣金支架与侧面框架连接，可根据电池包大小自由设定模组托架之间的距离，侧面推入模组托架的安装方式提高了整体的装配效率。
14.有益效果：本实用新型和现有技术相比，具有如下优点：(1)本实用新型采用多种材料、多种结构形式并用的方式，电池包框架总成整体呈“笼式”结构，可较好地保证产品的强度和刚性，能最大限度的实现零件轻量化，实现30％以上的减重效果；(2)本实用新型主要承载零件用高强度钢辊压成型，截面形式可采用口字型、日字型等结构，在同等性能的条件下，可实现20％以上的减重效果； (3)模组托架的装配从两侧推入，较从上至下的吊放式装配，效率更高；(4) 模组托架与侧面框架的连接采用焊接方式，比螺栓连接方式更具轻量化、少零件化，且具有更好地刚性，同时通过改变模组托架的宽度尺寸即可实现多规格模组的应用；(5)电池包框架总成周围采用轻质复合材料防护板，相比钢、铝材料底护板，没有腐蚀，生锈问题，重量降低了4倍以上，和金属底护板相比，还可以降低异物冲击底护板的噪音。
附图说明
15.图1是本实用新型的整体结构示意图；
16.图2是底部框架的结构示意图；
17.图3是侧面框架的结构示意图；
18.图4是钣金支架的结构示意图；
19.图5是模组托架的结构示意图；
20.图6是模组托架与衬套的配合示意图；
21.图7是防护板与电池框架安装示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
23.如图1所示的一种轻量化的新能源汽车电池框架，底部框架1、侧面框架2、钣金支架3、模组托架4和加强管5，整体呈“笼式”结构，底部框架1、侧面框架2、钣金支架3、模组托架4和加强管5之间均采用焊接连接；侧面框架2 设置两组，与底部框架1垂直，侧面框架2上间隔设置钣金支架3，模组托架4 通过钣金支架3侧面框架2连接，模组托架4与底部框架1平行。参加图7，在电池框架的周围设置防护板，防护板整体覆盖电池框架的四个侧面，采用轻质复合材料(lwrt)，护板壁厚在3mm，为平板结构，防护板与底部框架1和侧面框架2采用螺
栓连接，便于安装及拆卸。
24.参加图3，侧面框架2包括第一横梁21和第一纵梁22，由口字型截面的矩形管材组焊成型，材料为qste700，管材的规格为80mm
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60mm的截面尺寸，整体厚度4mm，第一横梁21和第一纵梁22垂直交叉形成田字格结构，钣金支架3沿第一纵梁22间隔布置，同时控制相邻的第一纵梁22上的钣金支架3位于同一高度，第一横梁21和第一纵梁22的连接处设有斜撑23，斜撑23的长度可根据实际的安装进行调节。
25.参见图4，钣金支架3包括侧边板31、斜面板32和顶面板33，斜面板32设置两块，分别焊接在第一纵梁22的两侧外壁，斜面板32焊接在侧边板31的底部，与第一纵梁22的侧面形成一定的角度，且斜面板32两边与对应的两组侧边板31连接，顶面板33与侧边板31的顶部垂直连接，整体形成闭口结构，在侧边板31上设置一个垂直缺口311，模组托架4可以从缺口处向内推入至框架内，并与钣金支架3焊接固定。
26.参见图2，底部框架1包括第二横梁11和第二纵梁12，由口字型截面的矩形管材组焊成型，材料为qste700，管材的规格为80mm
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80mm的截面尺寸，整体厚度5mm，第二横梁11和第二纵梁12相互垂直形成目字型，第二纵梁12之间还设有导向座13，导向座13的两侧与第二横梁11固定连接，导向座13与第二纵梁12平行，导向座13上设有安装通孔，方面在底部安装导向轮。
27.参加图5和图6，模组托架4包括第三横梁41和第三纵梁42，由口字型截面的矩形管材组焊成型，材料为qste700，管材的规格为60mm
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40mm的截面尺寸，厚度3mm，第三横梁41和第三纵梁42相互垂直形成目字型；第三横梁41 上间隔设置有螺栓孔411，螺栓孔411内安装衬套412，采用无缝钢管制作，与模组托架的第三横梁41焊接成型。
28.本实施例在具体使用过程中，先分别制备底部框架1、侧面框架2、钣金支架 3、模组托架4和加强管5，然后根据电池包的实际尺寸，将钣金支架3焊接在侧面框架2上，再将侧面框架2焊接在底部框架1上，取出需要安装的电池包，先通过螺栓安装在模组托架4上，再将模组托架4通过钣金支架3从侧面推入整体的框架中，并将模组托架4与钣金支架3进行焊接，最后将加强管5焊接在侧面框架2的顶部，实现电池框架的组装完成。在实际使用过程中，可以在底部安装移动轮，并在周围安装防护板6，从而方便电池框架的运输和维护。