分体式动力电池包及机动底盘的制作方法

1.本实用新型涉及多轮独立控制新能源机动设备领域，具体为分体式动力电池包及机动底盘。


背景技术：

2.随着人机交互、环境感知、定位导航等技术的日臻成熟，更多的野外作业任务可以借由特化改装的机动无人平台来执行，以此节省人力，同时降低人员现场作业的危险性。该类机动平台应具备针对野外环境复杂性的高通过性和可靠性，同时需要具备较高的上装可拓展性，以便在复杂的野外环境下执行作业任务。
3.对于多轮独立控制新能源机动设备来说，机动底盘为重要的基础，需要以机动底盘为基础进行设计和拓展组装，在多轮独立控制新能源机动设备的应用场景下，由于驱动电机需要布置在底盘内部靠近轮胎侧且需要较大带电量的电池包，因此电池包布置的空间有限，对动力电池的布置和底盘设计方案有较大的难度。
4.现有技术常用的方案为采用传统的一体式电池包，为了保证带电量满足整车需求，电池包的最小体积被极大限制，同时由于中间轴区域需要布置电机来驱动中间车轮，传统的一体式电池包无法满足多轮独立控制的新能源机动设备的结构需求，且存在拓展性和充电口位置设计等问题，亟需一种合理的电池包和机动底盘设计方案。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种分体式动力电池包，包括：主箱和从箱；主箱包括第一电池模组、充电模块、电池管理模块、继电器和高压输入/输出模块；从箱包括第二电池模组和保险装置；主箱和从箱顶端均设有线束插接头，主箱和从箱通过线束连接；所述线束包括高压动力线和低压信号线，通过主箱和从箱上方走线；主箱和从箱尺寸相同，长度为700mm～900mm，宽度为400mm～500mm，高度为200mm～350mm，本实用新型的方案兼顾带电量和布置空间，生产成本低，改装潜力高，装配效率高。
6.在多轮独立控制新能源机动设备的应用场景下，由于驱动电机需要布置在底盘内部靠近轮胎侧且需要较大带电量的电池包，因此电池包布置的空间有限，本发明通过动力电池包的分体式设计，将动力电池包分为主箱和从箱，考虑了底盘中电池包布置空间只有两块大约350mm*400mm*900mm的空间，长度为700mm～900mm，宽度为400mm～500mm，高度为200mm～350mm，保证了整体带电量充足的前提下，空间布置宽裕，有利于电池包更新升级，扩大容量，更新改进电芯类型。主箱和从箱尺寸一致，有利于统一规格加工生产，降低生产成本。由于电池重量较大，电池包分为主箱和从箱有利于减轻单次吊装重量，提高装配作业效率。高压动力线和低压信号线保证分体式电池包之间的通信控制和联通。线束通过主箱和从箱上方走线，避免影响底盘或整车的宽度，提高电池包布置灵活度。
7.进一步，所述电池管理模块包括一个主板和两个从板，通过can与所述第一电池模组和第二电池模组通信。
8.can通信是国际标准化的串行通信协议，通过多个lan通信，进行大量数据的高速通信，保障电池控制信号的传递，该协议具有高性能和高可靠性，且大大减少了线束的数量，结合本实用新型的走线方案，在保障线路安全稳定的同时，进一步优化了线束的布局方案。
9.进一步，所述第一电池模组和第二电池模组均包括若干方形磷酸铁锂电芯。
10.使用方形磷酸铁锂电芯，相对于圆柱形电芯可以更好地利用底盘空间，能量密度更大，可以提供更大的带电量。磷酸铁锂材质相对于三元锂类型的电芯，较为耐高温，在多轮独立控制新能源机动设备的复杂应用场景下，具有更高的安全性。且磷酸铁锂电芯充电循环寿命更优，大规模应用下，可以降低电池更换维修成本。另外，磷酸铁锂电芯生产制造成本低，可以显著降低成本。
11.进一步，所述第一电池模组包括5个1p11s电池模组；所述第二电池模组包括4个1p11s电池模组和1个1p6s电池模组。
12.1p11s电池模组和1p6s电池模组均由70ah方形磷酸铁锂电芯组成，该电芯方案单个电芯带电量较大，减少电芯总数量，可以降低成本，提高能量密度。
13.进一步，主箱和从箱的尺寸均为800mm*470mm*250mm。
14.考虑到需要扩展性和走线空间，在保障能量密度的同时，主箱和从箱尺寸均设计为800mm*470mm*250mm。
15.进一步，所述第一电池模组和第二电池模组均为若干三元锂电芯。第一电池模组和第二电池模组还可以由三元锂电芯构成，以三元锂电芯组成电池模组，能量密度相对磷酸铁锂电芯更大，但发热量较大，不耐高温，但适合在低温作业环境下使用，避免低温条件导致电池带电量降低，且电池循环次数高，提高电池使用寿命。
16.本实用新型还提供一种机动底盘，包括分体式动力电池包、若干驱动电机、前车轴、中车轴以及后车轴，其特征在于，所述驱动电机布置在前车轴、中车轴以及后车轴上方；
17.所述主箱和从箱可调换地布置在前车轴与中车轴之间以及中车轴与后车轴之间。
18.基于与所述分体式动力电池包同样的发明构思，本实用新型还提供一种机动底盘，驱动电机设计在前车轴、中车轴以及后车轴上方，车轴之间留出的空间用于布置电池，布置所述分体式动力电池包，其主箱和从箱可调换地布置在前车轴与中车轴之间以及中车轴与后车轴之间，利用了有限的底盘空间，且由于是从主箱和从箱上方走线，因此无需浪费过多的底盘横向空间，有利于布置更大的电池包或进行模块化升级拓展。由于电池包进行了分体式设计，单个箱体的重量较低，因此在安装时吊装作业更方便。主箱和从箱位置可以调换，为后续改装提供更高的潜力。
19.进一步，所述充电模块位于前轴左方/右方。
20.将充电模块布置与前轴左方或右方，即将主箱布置在前轴左方或右方，有利于在车辆后轴较长时，前轴更容易靠近充电设备，方便电池包进行充电。
21.进一步，所述充电模块位于后轴左方/右方。
22.将充电模块布置与后轴左方或右方，即将主箱布置在后轴左方或右方，有利于在车辆前轴较长时，后轴更容易靠近充电设备，方便电池包进行充电。
23.进一步，所述充电模块位于中轴左方/右方。
24.将充电模块布置与中轴左方或右方，即将主箱布置在中轴左方或右方，有利于在
需要侧面靠近充电设备的场景，方便电池包进行充电。
25.与现有技术相比，本实用新型的技术效果为：
26.(1)解决了动力电池包高带电量与布置空间不足之间的矛盾。
27.(2)主箱和从箱体尺寸一致，降低了生产成本。
28.(3)主、从箱体位置可以对调，为后续改造提供了更高的潜力。
29.(4)单个箱体重量更轻，方便吊装作业，提高了装配效率。
附图说明
30.图1为为本实用新型的实施例1的分体式电池包结构示意图。
31.图2为本实用新型的实施例2的机动底盘结构示意图。
具体实施方式
32.实施例1
33.如图1所示，本实施例提供一种分体式动力电池包，包括：主箱1和从箱2；主箱1包括第一电池模组、充电模块、电池管理模块、继电器和高压输入/输出模块；从箱2包括第二电池模组和保险装置；主箱和从箱顶端均设有线束插接头4，主箱和从箱通过线束3连接；所述线束3包括高压动力线和低压信号线，通过主箱和从箱上方走线；充电口5可以如图1所示设置于主箱和从箱同一侧；主箱和从箱尺寸相同，长度为700mm～900mm，宽度为400mm～500mm，高度为200mm～350mm，本实用新型的方案兼顾带电量和布置空间，生产成本低，改装潜力高，装配效率高。
34.在多轮独立控制新能源机动设备的应用场景下，由于驱动电机需要布置在底盘内部靠近轮胎侧且需要较大带电量的电池包，因此电池包布置的空间有限，本发明通过动力电池包的分体式设计，将动力电池包分为主箱和从箱，考虑了底盘中电池包布置空间只有两块大约350mm*400mm*900mm的空间，长度为700mm～900mm，宽度为400mm～500mm，高度为200mm～350mm，保证了整体带电量充足的前提下，空间布置宽裕，有利于电池包更新升级，扩大容量，更新改进电芯类型。主箱和从箱尺寸一致，有利于统一规格加工生产，降低生产成本。由于电池重量较大，电池包分为主箱和从箱有利于减轻单次吊装重量，提高装配作业效率。高压动力线和低压信号线保证分体式电池包之间的通信控制和联通。线束通过主箱和从箱上方走线，避免影响底盘或整车的宽度，提高电池包布置灵活度。
35.优选地，主箱和从箱的尺寸均为800mm*470mm*250mm。该尺寸在保证有充足的后续改装空间的前提下，也能满足多轮独立控制新能源机动设备的电池包带电量需求，考虑到需要扩展性和走线空间，在保障能量密度的同时，主箱和从箱尺寸均设计为800mm*470mm*250mm。
36.优选地，所述电池管理模块包括一个主板和两个从板，通过can与所述第一电池模组和第二电池模组通信。
37.can通信是国际标准化的串行通信协议，通过多个lan通信，进行大量数据的高速通信，保障电池控制信号的传递，该协议具有高性能和高可靠性，且大大减少了线束的数量，结合本实用新型的走线方案，在保障线路安全稳定的同时，进一步优化了线束的布局方案。
38.优选地，所述第一电池模组和第二电池模组均包括若干方形磷酸铁锂电芯。
39.使用方形磷酸铁锂电芯，相对于圆柱形电芯可以更好地利用底盘空间，能量密度更大，可以提供更大的带电量。磷酸铁锂材质相对于三元锂类型的电芯，较为耐高温，在多轮独立控制新能源机动设备的复杂应用场景下，具有更高的安全性。且磷酸铁锂电芯充电循环寿命更优，大规模应用下，可以降低电池更换维修成本。另外，磷酸铁锂电芯生产制造成本低，可以显著降低成本。
40.优选地，所述第一电池模组包括5个1p11s电池模组；所述第二电池模组包括4个1p11s电池模组和1个1p6s电池模组。
41.1p11s电池模组和1p6s电池模组均由70ah方形磷酸铁锂电芯组成，该电芯方案单个电芯带电量较大，减少电芯总数量，可以降低成本，提高能量密度。
42.优选地，主箱和从箱的尺寸均为800mm*470mm*250mm。
43.考虑到需要扩展性和走线空间，在保障能量密度的同时，主箱和从箱尺寸均设计为800mm*470mm*250mm。
44.优选地，所述第一电池模组和第二电池模组均为若干三元锂电芯。第一电池模组和第二电池模组还可以由三元锂电芯构成，以三元锂电芯组成电池模组，能量密度相对磷酸铁锂电芯更大，但发热量较大，不耐高温，但适合在低温作业环境下使用，避免低温条件导致电池带电量降低，且电池循环次数高，提高电池使用寿命。
45.实施例2
46.如图2所示，本实施例提供一种机动底盘6，包括分体式动力电池包、若干驱动电机、前车轴、中车轴以及后车轴，其特征在于，所述驱动电机布置在前车轴、中车轴以及后车轴上方；
47.所述主箱1和从箱2可调换地布置在前车轴与中车轴之间以及中车轴与后车轴之间。
48.基于与所述分体式动力电池包同样的发明构思，本实用新型提供的一种机动底盘6，驱动电机设计在前车轴、中车轴以及后车轴上方，车轴之间留出的空间用于布置电池，布置所述分体式动力电池包，其主箱和从箱可调换地布置在前车轴与中车轴之间以及中车轴与后车轴之间，利用了有限的底盘空间，且由于是从主箱和从箱上方走线，因此无需浪费过多的底盘横向空间，有利于布置更大的电池包或进行模块化升级拓展。由于电池包进行了分体式设计，单个箱体的重量较低，因此在安装时吊装作业更方便。主箱和从箱位置可以调换，为后续改装提供更高的潜力。
49.优选地，所述主箱和从箱的尺寸均为900mm*500mm*350mm。将主箱和从箱的尺寸均设计为900mm*500mm*350mm，最大程度地利用了机动底盘的空间，提供更大的带电量，由于多轮独立控制新能源机动设备通常无需考虑体积问题，更多地应该考虑作业的效率和续航，该方案使得构建的多轮独立控制新能源机动设备拥有更高的续航和作业时间。
50.优选地，所述充电模块位于前轴左方/右方。
51.将充电模块布置与前轴左方或右方，即将主箱布置在前轴左方或右方，有利于在车辆后轴较长时，前轴更容易靠近充电设备，方便电池包进行充电。
52.优选地，所述充电模块还可以位于后轴左方/右方。
53.将充电模块布置与后轴左方或右方，即将主箱布置在后轴左方或右方，有利于在
车辆前轴较长时，后轴更容易靠近充电设备，方便电池包进行充电。
54.优选地，所述充电模块还可以位于中轴左方/右方。
55.将充电模块布置与中轴左方或右方，即将主箱布置在中轴左方或右方，有利于在需要侧面靠近充电设备的场景，方便电池包进行充电。
56.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书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权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种分体式动力电池包，其特征在于，包括：主箱和从箱；主箱包括第一电池模组、充电模块、电池管理模块、继电器和高压输入/输出模块；从箱包括第二电池模组和保险装置；主箱和从箱顶端均设有线束插接头，主箱和从箱通过线束连接；所述线束包括高压动力线和低压信号线，通过主箱和从箱上方走线；主箱和从箱尺寸相同，长度为700mm～900mm，宽度为400mm～500mm，高度为200mm～350mm。2.根据权利要求1所述的分体式动力电池包，其特征在于，所述电池管理模块包括一个主板和两个从板，通过can与所述第一电池模组和第二电池模组通信。3.根据权利要求1所述的分体式动力电池包，其特征在于，所述第一电池模组和第二电池模组均包括若干方形磷酸铁锂电芯。4.根据权利要求3所述的分体式动力电池包，其特征在于，所述第一电池模组包括5个1p11s电池模组；所述第二电池模组包括4个1p11s电池模组和1个1p6s电池模组。5.根据权利要求1所述的分体式动力电池包，其特征在于，主箱和从箱的尺寸均为800mm*470mm*250mm。6.根据权利要求1所述的分体式动力电池包，其特征在于，所述第一电池模组和第二电池模组均包括若干三元锂电芯。7.一种机动底盘，包括权利要求1～5任一项所述的分体式动力电池包、若干驱动电机、前车轴、中车轴以及后车轴，其特征在于，所述驱动电机布置在前车轴、中车轴以及后车轴上方；所述主箱和从箱可调换地布置在前车轴与中车轴之间以及中车轴与后车轴之间。8.根据权利要求7所述的机动底盘，其特征在于，所述充电模块位于前轴左方/右方。9.根据权利要求7所述的机动底盘，其特征在于，所述充电模块位于后轴左方/右方。10.根据权利要求7所述的机动底盘，其特征在于，所述充电模块位于中轴左方/右方。

技术总结
本实用新型涉及多轮独立控制新能源机动设备领域，提供一种分体式动力电池包，包括主箱和从箱；主箱包括第一电池模组、充电模块、电池管理模块、继电器和高压输入/输出模块；从箱包括第二电池模组和保险装置；主箱和从箱顶端均设有线束插接头，主箱和从箱通过线束连接；线束包括高压动力线和低压信号线，通过主箱和从箱上方走线；主箱和从箱尺寸相同，长度为700mm～900mm，宽度为400mm～500mm，高度为200mm～350mm；还提供一种机动底盘，包括分体式动力电池包、若干驱动电机、前车轴、中车轴以及后车轴，驱动电机布置在前车轴、中车轴以及后车轴上方；兼顾带电量和布置空间，生产成本低，改装潜力和装配效率高。改装潜力和装配效率高。改装潜力和装配效率高。


技术研发人员：肖博汉
受保护的技术使用者：广州海格通信集团股份有限公司
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/6/27