CN111823841A - 车用的电池箱 - Google Patents

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Abstract

一种电池箱，适用于车辆，并包括托架、设置于所述托架的电池总成，以及至少一设置在所述车辆以及所述托架的第一框架表面之间而让所述电池箱能被锁定在所述车辆上的锁定机构。当加压流体提供的压力施加在所述锁定机构上时，电池箱能从所述车辆处解除锁定。

Description

车用的电池箱
技术领域
本发明涉及一种电池箱，特别是指一种可通过加压流体由车辆锁定或解锁的电池箱。
背景技术
美国公告号第8013571号专利公开一种用于置换一电量耗尽的电池的方法。在此方法中，电量耗尽的电池从电动车中被取出，且电量完备的电池被装载于电动车中，上述过程是在电池交换站中进行。电池是沿一垂直轴装载或取出，也就是从车辆的底部装载或取下。电池交换系统是位于车辆底部的维修座(service bay)中。一滑门系统可在维修座顶部形成开口。车辆被安置在滑门系统上，让车辆的至少一车轮停留在所述输送系统(conveyorsystem)上。滑门于一第一方向上滑动，同时允许输送系统在相反于第一方向的方向滑动。在滑门与输送系统沿相反方向滑动时，输送系统撑托车辆的至少一车轮。滑门的滑动与输送机系统的滑动至少部分同时发生。
美国公开号第2016/0107619号专利申请案公开一种电池组升降系统，所述系统包含：一框架，具有根据车辆的电池组固定模态装载于所述框架上的螺母扳手；一升降机，用于让框架相对于车辆抬升或降下；一第一空气轴承，设置于所述框架及所述升降机之间，所述空气轴承用于让所述框架及所述升降机之间能相对移动；及一第二空气轴承，位于所述框架，所述第二空气轴承用于让电池组于与框架之间能相对移动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种创新的车用的电池箱。根据所述车用的电池箱，电池箱可通过加压流体而轻易地从车辆中取出。
本发明电池箱，适用于界定电池容装室的车辆。所述电池箱包含托架、电池总成及至少一锁定机构。所述托架包括第一框架表面。所述电池总成设置于所述第一框架表面，且形态为于电池箱被安装在车辆时能容装于所述电池容装室处。所述锁定机构设置在所述车辆以及所述第一框架表面之间，让所述电池箱能被锁定在所述车辆上，并在加压流体提供的压力施加在所述锁定机构上时让电池箱能从所述车辆处解除锁定。
在一些实施态样中，所述锁定机构包括：公构件，具有基体及塞体，所述基体设置于所述车辆及所述第一框架表面的其中一者，所述塞体自所述基体沿轴线延伸；母构件，设置于所述车辆及所述第一框架表面的其中另一者，且具有能让所述塞体穿入的插孔，所述母构件的内部界定至少一个具有流体入口及流体出口的内腔，所述流体入口可供加压流体源提供的加压流体导入所述内腔，所述流体出口可供加压流体从所述内腔中导出，所述母构件具有至少一形成于所述插孔中的通道，所述通道径向延伸而与所述内腔连通；及至少一固定件，设置于所述通道中，并配置为在所述塞体穿入所述插孔时与所述塞体形成固持状态，且在加压流体导入所述内腔后所述固定件能从所述塞体处分离以形成非固持状态。
在一些实施态样中，所述塞体具有围绕所述轴线且形成固定沟的外周面；所述固定件具有在径向上位于相反侧的第一端及第二端，所述固定件可在向内位置和向外位置之间径向移动；于所述向内位置时所述第一端是卡固于所述塞体的所述固定沟处，借以固定位于所述插孔内的所述塞体，让所述电池箱被锁固于所述车辆；于所述向外位置时所述第一端缩回所述通道中，而使所述塞体能从所述插孔中移出，让所述电池箱能从所述车辆处解除锁定。
在一些实施态样中，所述锁定机构还包括：至少一活塞，设置于所述内腔中，并配置为在受到加压流体所施加的压力后会从第一位置移动至第二位置，在所述第一位置时，所述流体出口未与所述流体入口形成流体连通，在所述第二位置时，所述流体出口与所述流体入口形成流体连通；至少一致动器，从所述活塞延伸以随其移动，并配置为在所述活塞位于所述第二位置时，所述致动器随所述活塞一同移动而让所述固定件能移动至所述向外位置；及至少一第一偏压件，设置于所述内腔内，以将所述活塞偏压至所述第一位置。
在一些实施态样中，所述第一框架表面具有中央区域及围绕所述中央区域的外围区域；所述电池总成具有多个电池模块，并设置在所述中央区域；所述公构件的所述基体设置于所述第一框架表面的所述外围区域；所述母构件具有用于设置在所述车辆处的第一主表面，以及相反于所述第一主表面并面向所述基体的第二主表面。
在一些实施态样中，述电池箱包含多个锁定机构。
在一些实施态样中，所述外围区域具有前区块及后区块；所述锁定机构的所述公构件的所述基体是分别设置在所述前区块及所述后区块；所述母构件的所述第一主表面的设置位置对应于所述公构件。
本发明的有益的效果在于：根据所述锁定机构的配置方式，让所述电池箱能被锁定在所述车辆上，并在加压流体提供的压力施加在所述锁定机构上时让电池箱能从所述车辆处解除锁定。
附图说明
图1是一立体分解图，说明本发明车用的电池箱的一实施例；
图2是一类似于图1的底视图；
图3是一立体图，说明所述电池箱使用的锁定机构的公构件；
图4是一立体图，说明所述电池箱使用的锁定机构的母构件；
图5是锁定机构的部分剖视图；
图6是类似于图5的视图，说明加压流体施加后的态样；
图7是类似于图5的部分剖视图，说明锁定机构的母构件中的固定件的另一态样；
图8是一示意图，说明加压流体源、控制部件及锁定机构之间的关系；
图9是一示意图，说明车辆位于准备位置以置换电池箱；及
图10是一方块图，说明本发明将一第一电池箱置换为一第二电池箱的方法的步骤。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1与图2，为本发明用于一车辆101的电池箱100。所述车辆101包括一底盘102，底盘102具有一底盘下表面103并界定一通向所述底盘下表面103的电池容装室104。在图1、图2所示的一实施态样中，所述电池容装室104虽然是位于车辆101的底侧，但在不同实施态样中，所述电池容装室104也可以根据设计而位于车辆101的顶侧或旁侧。
所述电池箱100包含一托架11、一电池总成(battery assembly)12及至少一锁定机构200。
在一实施态样中，所述电池箱100是用于电动车的高能(heavy-duty)电池箱。
所述托架11包括一第一框架表面111(位于顶侧)。在图1所示的一实施态样中，所述第一框架表面111具有一中央区域112及一围绕所述中央区域112的外围区域113。所述外围区域113具有一前区块114及一后区块115。
所述电池总成12设置于所述第一框架表面111，且形态为在电池箱100被设置为安装在车辆101的底盘102时能容装于所述电池容装室104处。在图1所示的一实施态样中，所述电池总成12具有多个电池模块121，并设置在所述中央区域112。
所述锁定机构200设置在所述车辆101的底盘下表面103以及所述第一框架表面111之间，让所述电池箱100能被锁定在所述车辆101的底盘102处，并在加压流体提供的压力施加在所述锁定机构200上时让电池箱100能从所述车辆101的底盘102处解除锁定。
在一实施态样中，加压空气被用作所述加压流体。除此之外，液压液(hydraulicfluid)也可被用作所述加压流体。
在图3至图6所示的一实施态样中，所述锁定机构200包括一公构件21、一母构件22及至少一固定件23。
所述公构件21具有一基体(base body)211及一塞体(plug)212。所述基体211设置于所述车辆101的底盘下表面103以及所述第一框架表面111之中的其中一者。所述塞体212自所述基体211沿一轴线A延伸，并具有一围绕所述轴线A且形成一固定沟213的外周面。
在图5及图6所示的一实施态样中，所述固定沟213绕轴线A在周面方向上延伸。
所述母构件22设置于所述车辆101的底盘下表面103以及所述第一框架表面111之中的另一者，且具有能让所述塞体212穿入的一插孔220。所述母构件22的内部界定至少一个具有一流体入口223及一流体出口224的内腔221。源自于一加压流体源105(见图8)的加压流体能从所述流体入口223处被导入所述内腔221中，且所述加压流体能经由所述流体出口224从所述内腔221中导出。所述母构件22具有至少一形成于所述插孔220中的通道222，所述通道222径向延伸而与所述内腔221连通。
在图1至图6所示的一实施态样中，所述公构件21的所述基体211设置于所述第一框架表面111的所述外围区域113。所述母构件22具有一用于设置在所述车辆101的底盘下表面103处的第一主表面225，以及一相反于所述第一主表面225并面向所述基体211的第二主表面226。
所述固定件23设置于所述通道222中，并配置为在所述塞体212穿入所述插孔220时与所述塞体212形成固持状态，且在加压流体导入所述内腔221后所述固定件23能从所述塞体212处分离以形成非固持状态。
在图5及图6所示的一实施态样中，所述固定件23具有在径向上位于相反侧的一第一端231及一第二端232。所述固定件23的第一端231具有一截短的楔形横截面(wedgecross section)。除此之外，所述固定件23的第一端231也可以具有如图7的V形横截面。
所述固定件23可在一向内位置(inward position)和一向外位置(outwardposition)之间径向移动。在如图5所示的所述向内位置，所述第一端231是卡固于所述塞体212的所述固定沟213处，借以固定位于所述插孔220内的所述塞体212，让所述电池箱100被锁固于所述车辆101的底盘102处。在如图6所示的所述向外位置，所述第一端231缩回所述通道222中，而使所述塞体212能从所述插孔220中移出，让所述电池箱100能从所述车辆101的底盘102处解除锁定。在图5及图6所示的一实施态样中，所述固定件23为细长状，且所述第二端232设置于与所述内腔221连通的通道222中。
在图5及图6所示的一实施态样中，所述锁定机构200还包括至少一活塞24、至少一致动器25以及至少一第一偏压件26。
所述活塞24设置于所述内腔221中，并配置为在受到加压流体所施加的压力后会从一第一位置移动至一第二位置。如图5所示，在所述第一位置时，所述流体出口224未与所述流体入口223形成流体连通。如图6所示，在所述第二位置时，所述流体出口224与所述流体入口223形成流体连通。
所述致动器25从所述活塞24延伸以随其移动，并配置为在所述活塞24位于所述第二位置时，所述致动器25随所述活塞24一同移动而让所述固定件23能移动至所述向外位置。
所述第一偏压件26设置于所述内腔221内，以将所述活塞24偏压至所述第一位置。
在图5及图6所示的一实施态样中，所述锁定机构200还包括至少一第二偏压件27，所述第二偏压件27设置于与所述内腔221连通的通道222中，以将所述固定件23偏压至所述向内位置，让所述固定件23的所述第一端231在所述塞体212穿入所述插孔220时能卡固在所述固定沟213处。
在图5及图6所示的一实施态样中，所述致动器25耦接于所述固定件23的位于所述第一端231及所述第二端232之间的一中段233，因此当所述活塞24位于如图6的所述第二位置时，所述固定件23受所述致动器25驱动而移至所述向外位置，以对抗所述第二偏压件27所施予的偏压力。
在图5及图6所示的一实施态样中，所述母构件22围绕所述轴线A界定多个内腔221，并具有多个在所述轴线A上相互间隔的通道222(图中仅示出一个)。所述锁定机构200包括多个分别设置于所述通道222中的固定件23(图中只示出一个)、多个分别设置于所述内腔221中的活塞24、多个分别从所述活塞24延伸并随其移动的致动器25(图中仅示出一个)、多个分别设置于所述内腔221中以分别将所述活塞24偏压至如图5所示的所述第一位置的第一偏压件26(图中仅示出一个)，以及多个分别设置于所述内腔221中以分别将所述固定件23偏压至如图5所示的所述向内位置的第二偏压件27(图中仅示出一个)。
在图1及图2所示的一实施态样中，所述电池箱100包含多个锁定机构200及一歧管32，所述歧管32设置于所述车辆101中以形成一流体管道107，让加压流体能均匀地分配至所述锁定机构200处。在不同的实施态样中，所述歧管32也可以设置在所述托架11内。
所述锁定机构200的所述公构件21的所述基体211分别设置于所述前区块114及所述后区块115。所述母构件22的所述第一主表面225设置于所述车辆101的所述底盘下表面103的对应所述公构件21处。此处，“分别”的用语表示对于所述前区块114及所述后区块115之中的每一者，所述锁定机构200的所述公构件21的所述基体211之中至少有一者会设置其上，也就是说所述前区块114及所述后区块115分别设置至少一个公构件21。
图9及图10示出将所述车辆101上的一第一电池箱100置换为一第二电池箱100的方法。所述方法包含步骤(a)至步骤(k)。
于步骤(a)，提供所述第一、第二电池箱100。所述第一、第二电池箱100基本上与前述的电池箱100相同，且能被锁定在所述底盘102上，并且配置为在加压流体的压力施加在所述锁定机构200上时，所述第一电池箱100或所述第二电池箱100能从所述底盘102处解除锁定。
于步骤(b)，如图9所示，一平台31被架设在锁定于所述车辆101处的所述第一电池箱100的托架11之下。
于步骤(c)，所述平台31被顶起，以使所述第一电池箱100被所述平台31撑顶。
于步骤(d)，将来自于加压流体的压力通过所述车辆101中的流体管道107施加在所述第一电池箱100的所述锁定机构200上，直到所述第一电池箱100自所述底盘102处解锁。如图8所示，一控制部件106可设置在所述加压流体源105的下游并在所述锁定机构200的上游，借以控制加压流体的供应或中断。
于步骤(e)，将所述平台31及所述底盘102彼此分离，使得所述第一电池箱100完全地位于所述底盘102之下。
于步骤(f)，将所述平台31连同所述第一电池箱100自所述车辆101处移出。
于步骤(g)，将所述平台31上的所述第一电池箱100置换为所述第二电池箱100。
于步骤(h)，将所述平台31连同所述第二电池箱100置于所述底盘102之下。
于步骤(i)，将所述第二电池箱100对准所述底盘102，使得所述第二电池箱100能够被锁定在所述底盘102处。也就是说，此步骤会将所述塞体212对准相应的所述插孔220。
于步骤(j)，将所述第二电池箱100往所述底盘102移动，直到所述第二电池箱100被锁定在所述底盘102上。
于步骤(k)，将所述平台31从所述车辆101处移出。

Claims (7)

1.一种电池箱，适用于界定电池容装室的车辆，所述电池箱包含：
托架，包括第一框架表面；
电池总成，设置于所述第一框架表面，且形态为在电池箱被安装于车辆时能容装于所述电池容装室处；及
至少一锁定机构，设置在所述车辆以及所述第一框架表面之间，让所述电池箱能被锁定在所述车辆上，并在加压流体提供的压力施加在所述锁定机构上时让电池箱能从所述车辆处解除锁定。
2.根据权利要求1所述的电池箱，其特征在于：所述锁定机构包括：
公构件，具有基体及塞体，所述基体设置于所述车辆及所述第一框架表面的其中一者，所述塞体自所述基体沿轴线延伸，
母构件，设置于所述车辆及所述第一框架表面的其中另一者，且具有能让所述塞体穿入的插孔，所述母构件的内部界定至少一个具有流体入口及流体出口的内腔，所述流体入口可供加压流体源提供的加压流体导入所述内腔，所述流体出口可供加压流体从所述内腔中导出，所述母构件具有至少一形成于所述插孔中的通道，所述通道径向延伸而与所述内腔连通，及
至少一固定件，设置于所述通道中，并配置为在所述塞体穿入所述插孔时与所述塞体形成固持状态，且在加压流体导入所述内腔后所述固定件能从所述塞体处分离以形成非固持状态。
3.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于：
所述塞体具有围绕所述轴线且形成固定沟的外周面，及
所述固定件具有在径向上位于相反侧的第一端及第二端，所述固定件可在向内位置和向外位置之间径向移动；于所述向内位置时所述第一端是卡固于所述塞体的所述固定沟处，借以固定位于所述插孔内的所述塞体，让所述电池箱被锁固于所述车辆；于所述向外位置时所述第一端缩回所述通道中，而使所述塞体能从所述插孔中移出，让所述电池箱能从所述车辆处解除锁定。
4.根据权利要求3所述的电池箱，其特征在于：所述锁定机构还包括：
至少一活塞，设置于所述内腔中，并配置为在受到加压流体所施加的压力后会从第一位置移动至第二位置，在所述第一位置时，所述流体出口未与所述流体入口形成流体连通，在所述第二位置时，所述流体出口与所述流体入口形成流体连通，
至少一致动器，从所述活塞延伸以随其移动，并配置为在所述活塞位于所述第二位置时，所述致动器随所述活塞一同移动而让所述固定件能移动至所述向外位置，及
至少一第一偏压件，设置于所述内腔内，以将所述活塞偏压至所述第一位置。
5.根据权利要求2所述的电池箱，其特征在于：所述第一框架表面具有中央区域及围绕所述中央区域的外围区域；所述电池总成具有多个电池模块，并设置在所述中央区域；所述公构件的所述基体设置于所述第一框架表面的所述外围区域；所述母构件具有用于设置在所述车辆处的第一主表面，以及相反于所述第一主表面并面向所述基体的第二主表面。
6.根据权利要求5所述的电池箱，其特征在于：所述电池箱包含多个锁定机构。
7.根据权利要求6所述的电池箱，其特征在于：所述外围区域具有前区块及后区块；所述锁定机构的所述公构件的所述基体是分别设置在所述前区块及所述后区块；所述母构件的所述第一主表面的设置位置对应于所述公构件。
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