CN114361685A - 一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架，电池包托架包括第一本体，电池包锁止，第一加强件和连接件，其中所述电池包锁止设置在所述第一本体厚度方向上的一侧用于固定电池包；所述第一加强件设置在所述第一本体厚度方向上的另一侧；所述连接件与所述第一加强件连接，所述第一加强件通过所述连接件与所吊装式换电车辆的大架连接。本发明的实施例中提出的电池包托架为可拆卸式，电池包托架不仅克服了相关技术中电池包托架易形变的技术缺陷，而且保证了电池包托架的整体平整性，同时本实施例中的电池包托架保证了锁止结构的正常动作及正常换电功能。

Description

一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架

技术领域

本发明涉及电池包固定技术领域，特别涉及到一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架。

背景技术

锂离子电池和新能源电动车在近十年来逐渐成熟发展迅速。电能是未来汽车类交通工具的主要替代能源，因为电能可以由太阳能、水能、风能以及核能等多种清洁可再生能源转换得到，同时电能的使用也可以减少对石油等不再生能源的依赖性。随着环境保护、低碳经济、降低能耗的理念为人们重视，汽车工业因其尾气排放污染环境、高能耗等一系列负效应，面临日益严峻的挑战。相对传统的燃油汽车，新能源汽车能够有效降低汽车排放废气污染，从环境角度讲，新能源汽车废气排出量比传统汽车可减少92％-98％，从而实现交通能源多元化，保护环境；从能源角度讲，全球石油危机日益严重，汽车工业又是能耗的最大组成部分，新能源汽车的开发和使用有效解决了交通能源重消耗的问题，实现低碳经济可持续发展。

新能源电动汽车能源补充可以分为插充和换电两种模式，其中在插充模式下主要有购买电池初期成本高、充电时间长以及充电安全性低三大类问题；另外，在插充模式下，新能源电动车充电负荷具有显著的时空随机性，对电网的运行和规划会带来不利影响。而换电模式配合大规模集中型充电已经成为当前电动汽车发展的另一个具备竞争力的商业技术模式，其中该模式下对电动汽车能源补充可以有效减少电动汽车的能源补给时间；同时可以集中管理充电安全性，保证电池系统的安全可靠性；最后通过合理的商业运作模式采用电池租赁方式，既可以有效控制商务成本，又可以集中有效的管控电池系统的溯源性。

根据车辆类型的不同，一般可更换电池包安装的位置有底盘下方(轿车、SUV等乘用车)、车架侧/后方和车架上方(巴士、载重卡车、矿山机械重型车辆等)。不同的安装方式，换电的方法也不同。例如底盘下方一般采用下方托举式换电，车架侧/后方一般采用侧插式换电，车架上方一般采用吊装式换电。侧插式换电和吊装式换电适用场景不同，也各有优缺点，一般来讲侧插式换电车辆结构紧凑、换电站建筑部分投资较低；吊装式换电车辆恶劣路况的通过能力强、换电站机械部分投资较低。矿区矿卡及长途重卡更换电池包基本工作原理是车辆到达指定区域后，站控系统发出指令，电池包锁止机构打开锁止，吊装式换电机构进行换电，换电结束电池包锁止机构闭合锁止完成换电，但是矿区矿卡及长途重卡具有工作时间连续，工作路况差，作业强度高的特点，电池包托架因震动及疲劳变形引起托架连接位置的撕裂及整体变形是影响车辆正常换电及使用的主要因素。

现有电池包托架采用整体焊接式，电池包托架及连接件通过焊接成为一体式结构，电池包托架整体通过横向螺栓与车辆连接，在车辆运行过程中因震动引起的电池包托架受力不均，极易造成托架与连接件部位焊接接口撕裂，导致整体电池包托架损坏，锁止结构无法正常使用，影响正常换电及运行。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提出了一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架克服了相关技术中电池包托架易形变的技术缺陷；本发明实施例中的电池包托架不仅保证了电池包托架的整体平整性，而且保证了锁止结构的正常动作及正常换电。

有鉴于此，本发明提出了一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架，包括第一本体，电池包锁止，第一加强件和连接件；

所述电池包锁止设置在所述第一本体厚度方向上的一侧；所述电池包锁止用于固定电池包；所述第一加强件设置在所述第一本体厚度方向上的另一侧；所述连接件与所述第一加强件连接，所述第一加强件通过所述连接件与所述吊装式换电车辆的大架连接。

在一些实施例中，所述连接件包括第一连接件和第二连接件；所述第一连接件上包括竖向螺栓件；所述第一连接件与所述第一加强件通过所述竖向螺栓件连接；所述第二连接件包括横向螺栓件；所述第二连接件与所述第一连接件垂直设置；所述第二连接件通过横向螺栓件与所述大架连接。

在一些实施例中，所述连接件包括第一加强筋，所述第一加强筋设置在第一连接件和所述第二连接件的连接垂直处。

在一些实施例中，所述第一加强筋为弧形或三角形。

在一些实施例中，所述竖向螺栓件包括螺栓和弹簧垫；所述弹簧垫套设在所述螺栓上且位于所述螺栓的内侧。

在一些实施例中，所述第一加强件包括加强架和固定板；其中所述加强架架设在所述第一本体厚度方向上的一整侧面；所述固定板设置在所述加强架上；所述固定板与所述连接件连接。

在一些实施例中，所述固定板上设置第二加强筋。

在一些实施例中，所述电池包托架包括第二加强件；所述第二加强件设置在所述第一本体宽度方向上的两侧。

本发明实施例提出的电池包托架具有如下技术效果：

(1)电池包托架故障率大幅降低。本实施例提供的拼装式电池包托架可大幅降低横向螺栓件受剪切力断裂的可能，避免了横向螺栓件松动再复紧时造成的托架整体变形；本实施例中的电池包托架中连接件包括第一连接件和第二连接件，并对第一连接件和第二连接件连接转角处设置第一加强筋增加强度，可大大降低了连接部位撕裂情况的发生。

(2)提高经济性，降低成本。本实施例提供的电池包托架可安全稳定运行，可减少维修次数并缩短维修时间可大大提高车辆的运行效率，提高车辆有效运行时间增加经济性；同时本实施例提供的电池包托架中的第一本体或连接件损坏时只需更换第一本体或连接件，避免了更换整体电池包托架大大降低了维修更换成本，减少了车辆运营成本，增加了车辆运营的经济性。

(3)降低风险。因连接件撕裂、变形引起的电池包锁止卡死不能打开时，可通过拆除第一加强件与连接件之间的竖向螺栓件，然后再把电池包锁止与电池包托架分离，待电池包吊下后再进行连接件的维修更换，同时当连接件故障时也无需将整个电池包托架拆下，降低了在维修过程中的安全风险。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为相关技术中电池包托架的结构示意图。

图2为实施例提供的电池包托架的结构示意图。

图3为实施例提供的电池包托架的俯视图。

图4为实施例提供的连接件与大架的组装示意图。

附图标记

第一本体1；大架2；电池包锁止3；连接件4；托架加强筋5；横向螺栓件6；

电池包托架100；大架200；

第一本体10；

电池包锁止20；

第一加强件30；加强架301；固定板302；

连接件40；第一加强筋400；

第一连接件401；竖向螺栓件4011；

第二连接件402；横向螺栓件4022；

第二加强件50。

具体实施方式

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

下面参考图1描述相关技术中一体式电池包托架的结构，主要用于电池包后背式换电车辆，电池包托架包括第一本体1、电池包锁止3、连接件4和托架加强筋5；其中电池包锁止3为多个，多个电池包锁止3分别设置在第一本体1厚度方向上的一侧；连接件4设置在第一本体1厚度方向上另的一侧，具体为连接件4通过焊接与第一本体1成为一体式结构，连接件4通过横向螺栓件6与车辆的大架2连接。且在第一本体1在长度方向上的两端均设置托架加强筋5，连接第一本体1与连接件4。

为使得本领域技术人员容易理解，其中第一本体1长度方向与左右方向保持一致、宽度方向与前后方向保持一致、厚度方向与上下方向保持一致。

相关技术中，第一本体1具有在上下方向上相对设置的上表面和下表面，其中电池包锁止3为多个，多个电池包锁止3均匀设置在第一本体1的上表面的上方，用于锁定电池包。连接件4为两个，其上端顶部焊接在第一本体1的下表面的下方，连接件4的下端通过横向螺栓与车辆的大架2连接，其中横向螺栓沿左右方向延伸。第一本体1左右两端的下方分别设置托架加强筋5，托架加强筋5分别与第一本体1和连接件4焊接连接。

相关技术中，车辆运行过程中因底面高低不平会产生前后左右摇晃，电池包因车辆运行产生的震动及拉扯力全部集中在横向螺栓件6以及连接件4与第一本体1的焊接处，第一本体1受力不均容易造成焊接接口撕裂；而整体电池包的拉扯产生的剪切力使得横向螺栓件6极易发生断裂，从而造成电池包托架的损坏。且即使横向螺栓件6没有发生断裂，随着车辆运行横向螺栓件6发生松动进行紧固螺栓时，由于托架加强筋5与连接件4焊接连接，第一本体1因拉力产生造成变形，使得第一本体1上的锁止结构无法正常使用，影响正常换电及运行，而将电池包托架整体拆下维修或更换，拆解时间长，更换成本高。

因此，如何提供一种适用于大型矿区矿卡及长途重卡的电池包托架，改变电池包托架易形变的技术缺陷，保证电池包托架的整体平整以及锁止结构的正常动作保证正常换电是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图2到图4所示，本实施例提出了一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架100，电池包托架100包括第一本体10，电池包锁止20，第一加强件30和连接件40，其中电池包锁止20设置在第一本体10厚度方向上的一侧用于固定电池包；第一加强件30设置在第一本体10厚度方向上的另一侧；连接件与第一加强件30连接，第一加强件30通过连接件与所吊装式换电车辆的大架200连接。

为使得本领域技术人员容易理解，其中第一本体10长度方向与左右方向保持一致、宽度方向与前后方向保持一致、厚度方向与上下方向保持一致。

具体的如图2所示，即第一本体10具有在上下方向上相对设置的上表面和下表面，其中电池包锁止20为多个，多个电池包锁止20均匀设置在第一本体10的上表面的上方用于锁定电池包，且第一加强件30焊接在第一本体10的下表面的下方。

有利的，连接件40为两个，两个连接件40对称设置在第一加强件30的中部，如图2所示。其中连接件40的上端顶部与第一加强件30连接，连接件40的下端与吊装式换电车辆的大架200连接。

示例性的，本实施例中第一本体10采用钢框架结构，在第一本体10的下表面的下方焊接设置第一加强件30，第一本体10与第一加强件30通过焊接一体成形，两部分共同组成了支撑电池包的整体托架，增加了支撑强度减小了变形的情况。可选的，第一加强件30为加强筋框架。

本实施例中第一加强件30与连接件40的上端顶部连接，连接件40的下端与吊装式换电车辆的大架200连接，将传统电池包托架100承受的剪切力转化成拉拔力，减小电池包托架100连接部位撕裂的发生；同时连接件40不与第一本体10直接接触连接，当连接件40不会对托架造成拉力形变，保证了托架的整体平整，同时保证了锁止结构的正常动作及正常换电。

在一些实施例中，连接件40包括第一连接件401和第二连接件402。第一连接件401包括竖向螺栓件4011，第一连接件401与第一加强件30通过竖向螺栓件4011连接；第二连接件402包括横向螺栓件4022；第二连接件402与第一连接件401垂直设置；第二连接件402通过横向螺栓件4022与大架200连接。

具体的如图2和图4所示，连接件40包括第一连接件401和第二连接件402，其中第一连接件401和第二连接件402垂直设置，即第一连接件401沿着左右方向延伸，第二连接件402沿着上下方向延伸，第二连接件402的上端与第一连接件401的左端或右端连接。

可选的，在保证焊接水平较高的情况下采用焊接工艺连接第一连接件401和第二连接件402；或者采用冲压或磨具工艺使得第一连接件401和第二连接件402一体成型，例如C型冲压件。当采用一体成型C型冲压件时消除了第一连接件401和第二连接件402采用焊接工艺时焊缝在车辆运行过程中因震动造成撕裂的情况，从而保证了托架的连接安全，保证连接件40的整体性，减小形变发生的可能。

可理解的，第一连接件401上设置与竖向螺栓件4011相适配的螺孔；同理第二连接件402上设置与横向螺栓件4022适配的螺孔，螺孔数量可根据实际电池包的重力及第一连接件401和第二连接件402的受力情况计算后确定，在此不做限定。

有利的，竖向螺栓件4011和横向螺栓件4022均包括螺栓和弹簧垫(未示出)；弹簧垫套设在螺栓上且位于螺栓的内侧。其中螺栓可根据实际载荷计算确定螺栓型号，必要时采用高强螺栓。

弹簧垫的设置使得车辆运行过程中产生的震动及拉扯力通过竖向螺栓件4011时抵消掉大部分，通过连接件40传导到横向螺栓件4022的剪切力会大大减小，从而保证了横向螺栓在运行过程中的整体性。且当连接件40或第一本体10发生故障时，可局部拆下维修或更换局部部件，拆解时间短，更换成本低。

在一些实施例中，连接件40包括第一加强筋400，第一加强筋400设置在第一连接件401和第二连接件402的连接垂直处。

具体的如图2和图4，第一加强筋400设置在第一连接件401和第二连接件402的连接垂直处，第一加强筋400的具体作用为加强第一连接件401和第二连接件402的连接增加支撑强度，整体性良好从而减小形变发生的可能。

在一些实施例中，第一加强筋400为弧形或三角形。

具体如图2和图4所示，第一加强筋400为弧形或三角形，对第一连接件401和第二连接件402的连接弯角加强可进一步增强连接件40的整体性，减小形变发生的可能。

在一些实施例中，第一加强件30包括加强架301和固定板302；其中加强架301架设在第一本体10厚度方向上的一整侧面；固定板302与连接件40连接。

具体如图2和图3所示，其中加强架301设置在第一本体10下表面的下方，覆盖第一本体10的整个下表面，固定板302的数量与连接件40的数量保持一致。有利的，固定板302的数量为两个，两个固定板302对称设置在加强架301的底部，具体的两个固定板302分别与第一连接件401通过竖向螺栓件4011栓接。

可选的，固定板302可采用分段式也可采用整板式，固定板302上开设与竖向螺栓件4011适配的螺孔，螺孔数量可根据实际的受力情况计算后确定，在此不做限定。第一加强件30包括加强架301和固定板302，第一加强件30为分段式保证了连接件40或第一本体10发生故障时，可局部拆下维修或更换局部部件，拆解时间短，更换成本低。

在一些实施例中，固定板302上设置第二加强筋(未示出)。

固定板302上设置第二加强筋，第二加强筋的设置保证了固定板302与第一连接件401的连接强度。

在一些实施例中，电池包托架100包括第二加强件50；第二加强件50设置在第一本体10宽度方向上的两侧。

具体如图2和图3所示，在第一本体10的前后两端设置第二加强件50，其中第二加强件50采用焊接形式与第一本体10的前后两侧一体成型。

有利的，第二加强件50采用焊接形式与第一本体10和第一加强件30的前后两侧一体成型。换而言之，第二加强件50设置在第一本体10和第一加强件30的前端和后端，其中第二加强件50可理解为加强板；且而加强板的底部边缘与第一加强件30的底部边缘齐平，加强板的上部边缘与第一本体10的上部边缘齐平。

本发明实施例提供的电池包托架100，克服了相关技术中电池包托架100易形变的技术缺陷，保证了电池包托架100的整体平整，同时保证了锁止结构的正常动作及正常换电。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”

“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“实施例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种吊装式换电车辆的装配式电池包托架，其特征在于，包括

第一本体；

电池包锁止，所述电池包锁止设置在所述第一本体厚度方向上的一侧用于固定电池包；

第一加强件，所述第一加强件设置在所述第一本体厚度方向上的另一侧；和

连接件，所述连接件与所述第一加强件连接；所述第一加强件通过所述连接件与所述吊装式换电车辆的大架连接。

2.根据权利要求1所述的电池包托架，其特征在于，所述连接件包括：

第一连接件，所述第一连接件上包括竖向螺栓件；所述第一连接件与所述第一加强件通过所述竖向螺栓件连接；和

第二连接件，所述第二连接件包括横向螺栓件；所述第二连接件与所述第一连接件垂直设置；所述第二连接件通过横向螺栓件与所述大架连接。

3.根据权利要求2所述的电池包托架，其特征在于，所述连接件包括第一加强筋；所述第一加强筋设置在第一连接件和所述第二连接件的连接垂直处。

4.根据权利要求3所述的电池包托架，其特征在于，所述第一加强筋为弧形或三角形。

5.根据权利要求2所述的电池包托架，其特征在于，所述竖向螺栓件包括螺栓和弹簧垫；所述弹簧垫套设在所述螺栓上且位于所述螺栓的内侧。

6.根据权利要求1所述的电池包托架，其特征在于，所述第一加强件包括加强架和固定板；其中所述加强架设置在所述第一本体厚度方向上的一整侧面；所述固定板设置在所述加强架上；所述固定板与所述连接件连接。

7.根据权利要求6所述的电池包托架，其特征在于，所述固定板上设置第二加强筋。

8.根据权利要求1-7任一所述的电池包托架，其特征在于，所述电池包托架包括第二加强件；所述第二加强件设置在所述第一本体宽度方向上的两侧。

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