CN108177515A - 电动汽车动力电池快换结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池快换结构，包括底盘、座椅和电池组，底盘上设有电池仓，电池仓下凹于底盘的上表面，座椅设于电池仓上方可翻转；电池组由若干标准化电池模块电连接构成，且电池仓的左右宽度为标准化电池模块的宽度的整数倍；标准化电池模块由等量的动力电池单体电连接构成，各标准化电池模块的电气参数和尺寸重量参数均相同。本发明的有益效果是：可以提高车辆的通过性能，并且具有方便更换电池、可以随地充电的优势。

Description

电动汽车动力电池快换结构

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，具体是一种电动汽车动力电池快换结构。

背景技术

电动汽车具有零排放的优势，是今后汽车工业发展的主流方向。受制于电池技术的限制，现有电动汽车的动力电池，体积大质量重，因此在电量耗尽时，一般都需要使用专设的充电桩来进行充电，也有部分车辆将电池组设计为可拆卸的，电量用尽后进行整体更换。无论充电式的还换电式的，在维修时均需要将电池组整体从车体上分离下来。中国专利文献CN101559758A于2009年10月21日公开了“一种电动汽车电池的快装快换系统及快装快换方法”，快装快换系统包括电池包、安装板以及设置在车体上的电池包保护框，安装板的四角各安装有一个吊环，保护框的四个角各安装一个锁体，其包括锁钩、锁钩驱动电机以及传感器，当电池包放置在安装板上与安装板一起被举升到车身下部时，举升上来的安装板上的吊环接触到锁钩的根部，引起锁钩绕其固定轴转动，从而穿过吊环，和电池包形成连接并锁定，将电池包固定在车身地板下。可见，现有的传统换电池方式非常繁琐，需要配备特种设备才能操作，使电动汽车的维修店无法像燃油汽车那样普及，抑制了消费者的购买热情。另一方面，现有的电动汽车多将电池组安装在底盘下方，导致容易进水和容易磕碰，使电池组的故障率远高于预计，既增加了消费者的维修保养成本，又导致车辆的通过性变差，消费者的体验不佳，从而使电动汽车的进一步推广受到限制。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，现有电动汽车将动力电池组整体的安装在汽车底盘下，通过性不佳，更换困难，充电位置受限，从而提供一种电动汽车动力电池快换结构，可以提高车辆的通过性能，并且具有方便更换电池、可以随地充电的优势。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：一种电动汽车动力电池快换结构，包括底盘、座椅和电池组，底盘上设有电池仓，电池仓下凹于底盘的上表面，座椅设于电池仓上方可翻转；电池组由若干标准化电池模块电连接构成，且电池仓的左右宽度为标准化电池模块的宽度的整数倍；标准化电池模块由等量的动力电池单体电连接构成，各标准化电池模块的电气参数和尺寸重量参数均相同。

在本技术方案中，将电池仓的位置设计在底盘上，电池仓下凹，电池组可以适配的放置在电池仓内，电池放置在内后电池仓的顶面与底盘齐平，使座舱内部地板的平整度得到了充分的保证，也使电池仓的低点比传统方案显著提高，车辆的通过性更好。座椅被设计在电池仓的上方，可翻转后暴露下方的电池仓，以便人工更换电池组。电池组是以若干个标准化电池模块电连接构成，每个标准化电池模块的形状、尺寸、重量电气参数等都相同。考虑到电动汽车行驶时前后晃动次数和力量远大于左右晃动，因此本方案设计时将标准化电池模块左右横排，并列的适配置于电池仓中，左右晃动的限位由电池仓的左右内侧壁实现即可。经过这样的设计，一来可以将大体积重量重的电池组分成若干小体积重量轻的标准化电池模块，方便人工取换；二来在需要维护保养的时候方便针对某个标准化电池模块操作，而无需拆解整个电池组；三来消费者可以化整为零，依次对取下的单个标准化电池模块进行充电操作，彻底打消了不少潜在消费者没有充电位置无法安装传统充电桩的顾虑，使电动汽车的充电如同电池可拆卸的电动自行车般方便。

作为优选，单个标准化电池模块置于形状结构尺寸均相同的电池盒内，且电池盒的电气接口均相同。这样的设计既可以保护标准化电池模块，又方便了人工取换电池。

作为优选，每个电池盒与内置的标准化电池模块的重量之和不超过20KG。标准化电池模块的重量不宜过重，这样不便人工取换；也不宜过轻，过轻则电池仓内的标准化电池模块数量太多，连接电线就很复杂，而且各个电池模块的电性能一致性也不容易控制。

作为优选，电池盒前后外侧壁上对称的固定伸出有提手。提手的设计方便了人工搬运取换。由于电池盒的左右侧都相邻紧靠的放置，而提手向上设置会导致电池仓的深度增加，因此最佳的方案为设计在电池盒的前后外侧壁上。

作为优选，电池仓的长度大于单个电池盒的长度，且电池仓的前后内壁与电池盒的前后外壁之间紧配合的抵接有限位连接件。由于电池盒在电池仓内容易前后移动，因此本方案设计在电池仓的前内壁与电池盒的前外壁之间、电池仓的后内壁与电池盒的后外壁之间设计限位连接件进行抵接。限位连接件是刚性的，前后抵接后使得电池盒无法在电池仓内前后滑动，既可以保证电池盒电连接的安全可靠，又可以杜绝电池盒滑动造成的噪音。

作为优选，限位连接件的电池仓端与电池仓焊接固定，电池盒端通过螺栓与电池盒可拆卸的固定，位于电池仓端与电池盒端之间的限位连接件主体为角钢。本方案设计的限位连接件选择的是角铁，具有高结构强度，可以承受较大的轴向受力，可以满足车辆急加速、急刹车时电池盒的巨大惯性受力要求。角铁的电池仓端以焊接固定，电池盒端设计为可拆卸的固定方式，在装车后可以锁定，在需要拆卸充电维护时，可以解锁后取下。

作为优选，提手的形状包括一条直杆，直杆的两端以横杆连接电池仓的前后外壁；横杆上设有螺栓孔，限位连接件与电池仓以螺栓副固定于螺栓孔。将限位连接件与电池仓的提手进行固定，可以方便螺栓副的拆装，方便将电池盒从上方取放。螺栓副可以选择羊角螺栓，在下载的空间内，即使无需工具，也可以手动操作。

作为优选，电池仓的前后内壁与限位连接件连接的位置设有沿左右方向延伸的加强筋。加强筋可以是焊接上去的一条扁铁、钢筋，也可以是电池仓前、后侧壁上冲压凸起的凸棱，加强筋的两端固定在车架上，可以将受力传递至车架上，提高了电池仓的强度。

作为优选，座椅的翻转轴为左右方向；位于车厢前部的座椅可绕翻转轴整体向后翻转，且坐垫部分还可独立翻转；位于车厢后部的座椅的坐垫部分可独立向上向后翻转。以常见的轿车车身布局来看，由于有前后两排座位，因此电池仓可以布局在前排座位下，也可以布局在后排作为下，当然也可以前后都布局，设计人员可以根据需要的续航里程、车重前后分配等因素自由选择。为了便于取出电池盒，前排座位需要具备向后翻转的功能，而且优选坐垫也可以向后再次翻转，而后排座位也至少需要拥有坐垫向上向后翻转的功能。

作为优选，电池仓下方密封，侧壁上设有贯通的散热孔。电池仓下方密封，可以防止涉水时下方进水；侧壁上设有贯通的散热孔，可以提高电池仓的散热效果。

综上所述，本发明的有益效果是：可以提高车辆的通过性能，并且具有方便更换电池、可以随地充电的优势。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是底盘和电池仓的结构示意图。

图3是电池盒及限位连接件的结构示意图。

其中：1底盘，2座椅，3电池盒，4连接电线，11电池仓，12加强筋，13散热孔，31提手，32限位连接件。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例，为一种电动汽车动力电池快换结构。本例的电动汽车动力电池快换结构，包括底盘1，底盘的上表面上设有下凹的电池仓11，座椅2设置在电池仓的上方。电池仓内设有若干电池盒3，每个电池盒内安装有一个标准化电池模块，标准化电池模块由等量的动力电池单体电连接构成，各标准化电池模块的电气参数和尺寸重量参数均相同。电池盒的形状结构尺寸重量均为标准化的，若干电池盒经过连接电线实行电连接后构成一个电池组，成为驱动汽车前进的动力来源。本例中，电池仓的左右宽度为电池盒的4倍，可以容纳4个电池盒在电池仓内并列排列放置。每个电池盒含内置的标准化电池模块的重量为20KG。

如图2所示，电池仓下方密封，侧壁上设有贯通的散热孔13。且电池仓的前后内壁设有沿左右方向延伸的加强筋12，本例的加强筋为两条扁铁，分别焊接在电池仓的前后内壁，两端通过底盘固定在车架上。

如图3所示，电池盒前后外侧壁上对称的固定伸出有提手31，提手的形状包括一条直杆，直杆的两端以横杆连接电池仓的前后外壁。由于电池仓的前后长度要大于电池盒的前后长度，因此在电池仓的前后内壁与电池盒的前后外壁之间紧配合的抵接有限位连接件32，限位连接件的电池仓端与电池仓上对应位置的扁铁焊接固定；电池盒端设有螺栓孔，而电池盒提手的横杆上也设有螺栓孔，可以通过螺栓副将电池盒与限位连接件可拆卸的固定；限位连接件的主体为角钢，具有重量轻强度高的优势。固定提手与限位连接件的螺栓副可以选用羊角螺栓，方便在狭窄空间内徒手操作。

图1所示的电池仓位于前排座椅的下方，为此，本例中设计的座椅在下方后侧设有翻转轴，可以使座椅向后翻转，进一步还可以使坐垫也向后翻转，以暴露下方的电池仓。如果将电池仓设置在后排座椅的下方，就要求后方座椅至少其坐垫可向上向后翻转，以暴露下方的电池仓。

本例的电动汽车动力电池快换结构，将电池仓设计在底盘上，大幅提高了电池仓的低点，显著增加了整车的通过性能；构成电池组的每个标准化电池模块均设于标准化的电池盒内，通过标准化的电气接口实现电连接，可以实现将传统的大尺寸大重量的电池组化整为零的效果，每个电池盒都可以人工取出独立充电、维修，方便了消费者在不具备安装充电桩的环境下充电，大幅拓展了电动汽车的应用区域，可以使更多对充电有顾虑的消费者大胆购买电动汽车，为电动汽车的发展提供良好的保障。

Claims (10)

1.一种电动汽车动力电池快换结构，包括底盘（1）、座椅（2）和电池组，其特征是，底盘上设有电池仓（11），电池仓下凹于底盘的上表面，座椅设于电池仓上方可翻转；电池组由若干标准化电池模块电连接构成，且电池仓的左右宽度为标准化电池模块的宽度的整数倍；标准化电池模块由等量的动力电池单体电连接构成，各标准化电池模块的电气参数和尺寸重量参数均相同。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，单个标准化电池模块置于形状结构尺寸均相同的电池盒（3）内，且电池盒的电气接口均相同。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，每个电池盒与内置的标准化电池模块的重量之和不超过20KG。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，电池盒前后外侧壁上对称的固定伸出有提手（31）。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，电池仓的长度大于单个电池盒的长度，且电池仓的前后内壁与电池盒的前后外壁之间紧配合的抵接有限位连接件（32）。

6.根据权利要求5所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，限位连接件的电池仓端与电池仓焊接固定，电池盒端通过螺栓与电池盒可拆卸的固定，位于电池仓端与电池盒端之间的限位连接件主体为角钢。

7.根据权利要求6所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，提手的形状包括一条直杆，直杆的两端以横杆连接电池仓的前后外壁；横杆上设有螺栓孔，限位连接件与电池仓以螺栓副固定于螺栓孔。

8.根据权利要求6所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，电池仓的前后内壁与限位连接件连接的位置设有沿左右方向延伸的加强筋（12）。

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，座椅的翻转轴为左右方向；位于车厢前部的座椅可绕翻转轴整体向后翻转，且坐垫部分还可独立翻转；位于车厢后部的座椅的坐垫部分可独立向上向后翻转。

10.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池快换结构，其特征是，电池仓下方密封，侧壁上设有贯通的散热孔（13）。