储能集装箱及机车的制作方法

1.本发明涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种储能集装箱及机车。


背景技术：

2.随着锂电池的发展，部分机车需要改进为电动机车，以节省运营成本，但原有的火车轨道上并未安装高压线路，常用的受电弓式电动机车无法运行，因而需要将机车本身改造成具备储能能力的电动机车。
3.现有技术中的静态环境下的储能集装箱，由于储能电池簇基本上都是立柱焊接支撑板的结构，但此种结构在机车运行的震动环境下会出现应力集中，造成立柱断裂等风险，所以储能集装箱结构强度低，会影响对机车的电力供应。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种储能集装箱及机车，其能够避免应力集中问题，增强储能集装箱的结构强度，保证对机车的正常电力供应。
5.本发明的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本发明提供一种储能集装箱，包括：
7.箱体；以及
8.电池簇，所述电池簇位于所述箱体内，所述电池簇包括电池包和固定架，所述电池包安装于所述固定架，所述固定架固定安装在所述箱体；
9.所述固定架包括纵梁、电池承载板、第一补强板、固定块和第一支撑板，所述固定块固定在所述纵梁的底端，所述固定块固定在所述箱体，所述电池承载板固定在所述纵梁，所述电池包安装在所述电池承载板；
10.其中，所述第一补强板包括呈夹角连接的第一板体和第二板体，所述第一板体固定在所述纵梁，所述第二板体固定在固定块，所述第一支撑板同时固定连接所述第一板体和所述第二板体。
11.在可选的实施方式中，所述第一支撑板为三角形板体，所述第一支撑板同时垂直所述第一板体和所述第二板体。
12.在可选的实施方式中，所述纵梁的数目为多个，部分所述多个纵梁位于第一平面，另一部分所述多个纵梁位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面平行；
13.所述电池承载板的数目为多个，多个所述电池承载板沿所述纵梁的顶端至所述纵梁的底端方向依次间隔分布；
14.其中，所述固定架还包括连接横梁，所述连接横梁同时固定连接位于所述第一平面的所述纵梁和位于所述第二平面的所述纵梁。
15.在可选的实施方式中，位于所述第一平面的所述多个纵梁间隔分布和位于所述第二平面的所述多个纵梁间隔分布，位于所述第一平面的相邻所述纵梁之间和位于所述第二平面的相邻所述纵梁之间均固定有侧面交叉梁；所述侧面交叉梁的交叉处固定有第二补强
板。
16.在可选的实施方式中，所述固定架还包括两个第一横梁，其中一个所述第一横梁同时固定连接位于所述第一平面的所有的所述纵梁，另一个所述第一横梁同时固定连接位于所述第二平面的所有的所述纵梁。
17.在可选的实施方式中，所述固定架还包括第三补强板，所述第三补强板同时焊接固定在所述侧面交叉梁、其中一个所述第一横梁和所述纵梁。
18.在可选的实施方式中，所述固定架还包括两个第二横梁，其中一个所述第二横梁同时固定连接位于所述第一平面的所有的所述纵梁的顶端，另一个所述第二横梁同时固定连接位于所述第二平面的所有的所述纵梁的顶端；
19.两个第二横梁均固定连接所述箱体，两个第二横梁之间固定连接有顶部交叉梁，所述顶部交叉梁的交叉处固定有第四补强板。
20.在可选的实施方式中，所述固定架还包括顶部横梁，所述顶部横梁的两端分别固定连接两个所述第二横梁。
21.在可选的实施方式中，所述第二板体上设有焊接通孔。
22.在可选的实施方式中，所述电池簇的数目为多个。
23.第二方面，本发明提供一种机车，包括前述实施方式任一项所述的储能集装箱。
24.本发明实施例的储能集装箱及机车的有益效果包括，例如：
25.本发明提供一种储能集装箱，储能集装箱包括箱体和电池簇，电池簇位于箱体内，电池簇包括电池包和固定架，电池包安装于固定架，固定架固定安装在箱体，固定架包括纵梁、电池承载板、第一补强板、固定块和第一支撑板，固定块固定在纵梁的底端，固定块固定在箱体，电池承载板固定在纵梁，电池包安装在电池承载板，其中，第一补强板包括呈夹角连接的第一板体和第二板体，第一板体固定在纵梁，第二板体固定在固定块，第一支撑板同时固定连接第一板体和第二板体，通过在第一板体固定在纵梁，第二板体固定在固定块，第一支撑板同时固定连接第一板体和第二板体，第一补强板可以分散对纵梁的应力，且纵梁横向受力时通过第一补强板和第一支撑板直接分散到底部固定块上，再次分散纵梁的底部应力，避免应力集中问题，避免纵梁断裂的情况发生，增强了储能集装箱的结构强度，保证对机车的正常电力供应。
26.本发明提供一种机车，机车包括上述的储能集装箱，该机车具有上述储能集装箱的全部功能。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
28.图1为本发明的实施例中提供的储能集装箱的示意图；
29.图2为本发明的实施例中提供的固定架的示意图；
30.图3为本发明的实施例中提供的固定架的侧视图；
31.图4为图2中a处局部放大图的示意图。
32.图标：1000-储能集装箱；100-箱体；110-顶盖；120-侧封板；130-顶部框架；140-底部框架；101-凹槽；150-箱门；200-电池簇；210-固定架；221-纵梁；222-电池承载板；223-第一补强板；2231-第一板体；2232-第二板体；2234-焊接通孔；224-固定块；225-第一支撑板；226-连接横梁；227-侧面交叉梁；228-第二补强板；229-第一横梁；10-第三补强板；20-第二横梁；30-顶部交叉梁；40-第四补强板；50-顶部横梁。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
37.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
39.正如背景技术中所提及的，随着锂电池的发展，部分机车需要改进为电动机车，例如将拉煤的火车要更改为电动机车，以节省运营成本，但原有的火车轨道上并未安装高压线路，常用的受电弓式电动机车无法运行，因而需要将机车本身改造成具备储能能力的电动机车。
40.例如在机车车身上加装储能集装箱1000，但普通的静态集装箱储能并不适用于长时间轨道交通震动环境。
41.现有技术中的静态环境下的储能集装箱1000，由于储能电池簇200基本上都是立柱焊接支撑板的结构，但此种结构在机车运行的震动环境下会出现应力集中，造成立柱断裂等风险，所以储能集装箱1000结构强度低，会影响对机车的电力供应。
42.同时，静态环境下的储能集装箱1000内的电池包都是采用外侧固定，内部不固定的方式，固定强度差，使用在电动机车上，无法满足使用环境，例如容易在震动环境下电池包飞离架体，导致电池包内部零件破损等风险。
43.有鉴于此，请参考图1-图4，本发明的实施例中提供的储能集装箱1000及机车可以解决这一问题，接下来将对其进行详细的描述。
44.请参考图1，本发明的实施例中提供了一种机车，机车包括机车车身和储能集装箱
1000，储能集装箱1000可以对机车车身提供电力，使机车能够在没有高压线路的火车轨道上运行。
45.该储能集装箱1000结构强度相比于现有技术中的静态环境下的储能集装箱1000更强，能够在轨道交通这种长时间的震动环境下，该储能集装箱1000依然保证结构稳定，保证机车的正常运行。
46.具体来说，该储能集装箱1000包括箱体100和电池簇200，电池簇200位于箱体100内，电池簇200包括电池包(图未示)和固定架210，电池包安装于固定架210，电池包的数量可以是多个，同时，电池簇200的数目也为多个，均设置在箱体100内，以提升储能能力。
47.该箱体100包括了顶盖110、侧封板120、顶部框架130、底部框架140和多个箱门150，顶部框架130和底部框架140间隔设置，顶部框架130和底部框架140设置有多个箱门150以及两个侧封板120，顶盖110安装在顶部框架130上，固定架210可以安装在箱体100的底部框架140上。
48.请参考图2和图3，固定架210固定安装在箱体100，固定架210包括纵梁221、电池承载板222、第一补强板223、固定块224和第一支撑板225，固定块224固定在纵梁221的底端，固定块224固定在箱体100的底部框架140，电池承载板222固定在纵梁221，电池包用于安装在电池承载板222。
49.需要说明的是，为了提高电池包和固定架210的连接强度，电池包可以通过螺栓和电池承载板222固定连接，且电池包的两侧均设置有至少三个固定孔，以满足至少六个以上的固定点，例如，电池包的两侧均设置有三个固定孔，避免电池包在震动环境下飞离固定架210的情况。
50.需要说明的是，在底部框架140上可以设有凹槽101，以对固定块224限位，固定块224焊接固定在凹槽101中，例如底部框架140的槽钢中。
51.请参考图4，其中，第一补强板223包括呈夹角连接的第一板体2231和第二板体2232，此处的夹角可以为直角，第一板体2231焊接固定在纵梁221，第二板体2232焊接固定在固定块224，固定块224为实心钢块，需要说明的是，在震动过程中主要受力点是在纵梁221的底部，因此底部的固定块224选用实心钢块满足强度。
52.其中，第一支撑板225同时焊接固定连接第一板体2231和第二板体2232。
53.通过在第一板体2231固定在纵梁221，第二板体2232固定在固定块224，第一支撑板225同时固定连接第一板体2231和第二板体2232，第一补强板223可以分散对纵梁221的应力，且纵梁221横向受力时通过第一补强板223和第一支撑板225直接分散到底部固定块224上，再次分散了纵梁221的底部应力，避免应力集中问题，避免纵梁221断裂的情况发生，增强了储能集装箱1000的结构强度，保证对机车的正常电力供应。
54.其中，在本实施例中，第一支撑板225为三角形板体，第一支撑板225同时垂直第一板体2231和第二板体2232，第二板体2232上设有多个焊接通孔2234，以增加焊接面积。
55.请再次参考图2和图3，纵梁221的数目为多个，部分多个纵梁221位于第一平面，另一部分多个纵梁221位于第二平面，第一平面和第二平面平行。
56.电池承载板222的数目为多个，多个电池承载板222沿纵梁221的顶端至纵梁221的底端方向依次间隔分布，其中，固定架210还包括连接横梁226，连接横梁226同时固定连接位于第一平面的纵梁221和位于第二平面的纵梁221，增加整个固定架210的强度。
57.在本实施例中，第一平面的纵梁221数目为三个，第二平面的纵梁221数目也为三个，电池承载板222的数目为十六个，第一平面的纵梁221连接有八个电池承载板222，第二平面的纵梁221也连接有八个电池承载板222，也就是说，该固定架210具有八个区域用于放置电池包。
58.同时，需要说明的是，每个连接横梁226也可以连接位于同一水平面的两个电池承载板222，连接横梁226水平设置，减少空间浪费。
59.此外，在本实施例中，位于第一平面的多个纵梁221间隔分布和位于第二平面的多个纵梁221间隔分布，位于第一平面的相邻纵梁221之间和位于第二平面的相邻纵梁221之间均焊接固定有侧面交叉梁227，侧面交叉梁227可以增强整个固定架210的强度，第一平面内有四个侧面交叉梁227，且，第二平面内也有四个侧面交叉梁227。
60.侧面交叉梁227的交叉处固定焊接有第二补强板228。第二补强板228的形状类似于三角形板体，以同时焊接固定侧面交叉梁227的两根梁杆，增加焊缝区域，以达到分散应力的效果。
61.其中，固定架210还包括两个第一横梁229，其中一个第一横梁229同时固定连接位于第一平面的所有的纵梁221，另一个第一横梁229同时固定连接位于第二平面的所有的纵梁221。
62.第一横梁229位于纵梁221的中部位置，第一横梁229的下侧具有四个区域用于放置电池包，第一横梁229的上侧具有四个区域用于放置电池包。
63.此外，固定架210还包括第三补强板10，第三补强板10同时焊接固定在侧面交叉梁227、其中一个第一横梁229和纵梁221。
64.具体来说，位于第一平面的三个纵梁221中部位置焊接有一个第三补强板10，位于第二平面的三个纵梁221中部位置也焊接有一个第三补强板10，这样可以增加焊缝数量和受力点，会分散应力，提高电池簇200稳定可靠性。
65.进一步地，固定架210还包括两个第二横梁20，其中一个第二横梁20同时固定连接位于第一平面的所有的纵梁221的顶端，另一个第二横梁20同时固定连接位于第二平面的所有的纵梁221的顶端。
66.需要说明的是，为了增强第二横梁20和纵梁221的固定强度，固定架210还包括l形板体，l形板体同时固定连接第二横梁20和纵梁221。
67.两个第二横梁20均焊接固定连接箱体100的顶盖110，两个第二横梁20之间固定连接有两个顶部交叉梁30，具体来说，两个顶部交叉梁30焊接均固定在两个第二横梁20，以增强整个固定架210的强度。
68.需要说明的是，纵梁221的顶端还可以和箱体100的顶部框架130焊接固定，以提高储能集装箱1000的整体强度。
69.顶部交叉梁30的交叉处固定有第四补强板40，第四补强板40的形状类似于三角形板体，以同时焊接固定顶部交叉梁30的两根梁杆，增加焊缝区域，以达到分散应力的效果。
70.进一步地，固定架210还包括顶部横梁50，顶部横梁50的两端分别通过焊接方式固定连接两个第二横梁20，且顶部横梁50位于两个顶部交叉梁30之间，顶部横梁50增强了固定架210顶部的强度，且在固定架210的纵向方向上，顶部横梁50将固定架210划分为两个区域，在震动的情况下，固定架210整体可以分散受力。
71.综上所述，本发明提供一种储能集装箱1000，储能集装箱1000包括箱体100和电池簇200，电池簇200位于箱体100内，电池簇200包括电池包和固定架210，电池包安装于固定架210，固定架210固定安装在箱体100，固定架210包括纵梁221、电池承载板222、第一补强板223、固定块224和第一支撑板225，固定块224固定在纵梁221的底端，固定块224固定在箱体100，电池承载板222固定在纵梁221，电池包安装在电池承载板222，其中，第一补强板223包括呈夹角连接的第一板体2231和第二板体2232，第一板体2231固定在纵梁221，第二板体2232固定在固定块224，第一支撑板225同时固定连接第一板体2231和第二板体2232。
72.通过在第一板体2231固定在纵梁221，第二板体2232固定在固定块224，第一支撑板225同时固定连接第一板体2231和第二板体2232，第一补强板223可以分散对纵梁221的应力，且纵梁221横向受力时通过第一补强板223和第一支撑板225直接分散到底部固定块224上，再次分散纵梁221的底部应力，避免应力集中问题，避免纵梁221断裂的情况发生，增强了储能集装箱1000的结构强度，保证对机车的正常电力供应。
73.本发明提供一种机车，机车包括上述的储能集装箱1000，该机车具有上述储能集装箱1000的全部功能。
74.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种储能集装箱，其特征在于，包括：箱体(100)；以及电池簇(200)，所述电池簇(200)位于所述箱体(100)内，所述电池簇(200)包括电池包和固定架(210)，所述电池包安装于所述固定架(210)，所述固定架(210)固定安装在所述箱体(100)；所述固定架(210)包括纵梁(221)、电池承载板(222)、第一补强板(223)、固定块(224)和第一支撑板(225)，所述固定块(224)固定在所述纵梁(221)的底端，所述固定块(224)固定在所述箱体(100)，所述电池承载板(222)固定在所述纵梁(221)，所述电池包安装在所述电池承载板(222)；其中，所述第一补强板(223)包括呈夹角连接的第一板体(2231)和第二板体(2232)，所述第一板体(2231)固定在所述纵梁(221)，所述第二板体(2232)固定在固定块(224)，所述第一支撑板(225)同时固定连接所述第一板体(2231)和所述第二板体(2232)。2.根据权利要求1所述的储能集装箱，其特征在于，所述第一支撑板(225)为三角形板体，所述第一支撑板(225)同时垂直所述第一板体(2231)和所述第二板体(2232)。3.根据权利要求1所述的储能集装箱，其特征在于，所述纵梁(221)的数目为多个，部分所述多个纵梁(221)位于第一平面，另一部分所述多个纵梁(221)位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面平行；所述电池承载板(222)的数目为多个，多个所述电池承载板(222)沿所述纵梁(221)的顶端至所述纵梁(221)的底端方向依次间隔分布；其中，所述固定架(210)还包括连接横梁(226)，所述连接横梁(226)同时固定连接位于所述第一平面的所述纵梁(221)和位于所述第二平面的所述纵梁(221)。4.根据权利要求3所述的储能集装箱，其特征在于，位于所述第一平面的所述多个纵梁(221)间隔分布和位于所述第二平面的所述多个纵梁(221)间隔分布，位于所述第一平面的相邻所述纵梁(221)之间和位于所述第二平面的相邻所述纵梁(221)之间均固定有侧面交叉梁(227)；所述侧面交叉梁(227)的交叉处固定有第二补强板(228)。5.根据权利要求4所述的储能集装箱，其特征在于，所述固定架(210)还包括两个第一横梁(229)，其中一个所述第一横梁(229)同时固定连接位于所述第一平面的所有的所述纵梁(221)，另一个所述第一横梁(229)同时固定连接位于所述第二平面的所有的所述纵梁(221)。6.根据权利要求5所述的储能集装箱，其特征在于，所述固定架(210)还包括第三补强板(10)，所述第三补强板(10)同时焊接固定在所述侧面交叉梁(227)、其中一个所述第一横梁(229)和所述纵梁(221)。7.根据权利要求3所述的储能集装箱，其特征在于，所述固定架(210)还包括两个第二横梁(20)，其中一个所述第二横梁(20)同时固定连接位于所述第一平面的所有的所述纵梁(221)的顶端，另一个所述第二横梁(20)同时固定连接位于所述第二平面的所有的所述纵梁(221)的顶端；两个第二横梁(20)均固定连接所述箱体(100)，两个第二横梁(20)之间固定连接有顶部交叉梁(30)，所述顶部交叉梁(30)的交叉处固定有第四补强板(40)。8.根据权利要求7所述的储能集装箱，其特征在于，所述固定架(210)还包括顶部横梁
(50)，所述顶部横梁(50)的两端分别固定连接两个所述第二横梁(20)。9.根据权利要求1所述的储能集装箱，其特征在于，所述第二板体(2232)上设有焊接通孔(2234)。10.一种机车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的储能集装箱。

技术总结
本发明的实施例提供了一种储能集装箱及机车，涉及储能技术领域。该储能集装箱包括箱体和电池簇，电池簇位于箱体内，电池簇包括电池包和固定架，电池包安装于固定架，固定架固定安装在箱体，固定架包括纵梁、电池承载板、第一补强板、固定块和第一支撑板，固定块固定在纵梁的底端，固定块固定在箱体，电池承载板固定在纵梁，电池包安装在电池承载板，其中，第一补强板包括呈夹角连接的第一板体和第二板体，第一板体固定在纵梁，第二板体固定在固定块，第一支撑板同时固定连接第一板体和第二板体，该储能集装箱能避免应力集中问题，避免纵梁断裂的情况发生，增强了储能集装箱的结构强度，保证对机车的正常电力供应。保证对机车的正常电力供应。保证对机车的正常电力供应。


技术研发人员：王鹏飞
受保护的技术使用者：上海兰钧新能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/10/7