CN115284853A - 顶部挂接式电池包及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶部挂接式电池包及电动汽车，顶部挂接式电池包与电动汽车的纵梁的锁止机构可拆卸连接，顶部挂接式电池包包括电池包箱体和锁连接结构；锁连接结构包括安装支架和水平设置的若干挂接件，若干挂接件的至少一端与安装支架连接；电池包箱体的顶部对应纵梁的位置处设有朝向电池包箱体的内部凹陷的凹槽，安装支架设置于凹槽内，电池包箱体通过若干挂接件与锁止机构配合可拆卸连接于纵梁。当该顶部挂接式电池包安装在电动汽车上时，电池包的重心较低且处于纵梁的下方，从而降低整辆电动汽车的重心，提高电动卡车行驶的稳定性，同时，该电池包不会占据驾驶员后方的空间，可以提高驾驶体验，或电动汽车腾出更多空间承载更多货物。

Description

顶部挂接式电池包及电动汽车

本申请要求申请日为2021年12月26日的中国专利申请CN2021116067637的优先权、申请日为2021年12月26日的中国专利申请CN2021116067815的优先权、以及申请日为2021年11月30日的中国专利申请CN2021114443838的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本发明涉及换电领域，尤其涉及一种顶部挂接式电池包及电动汽车。

背景技术

近几年来，新能源汽车发展迅速，依靠蓄电池作为驱动能源的电动车辆，具有零排放，噪声小的优势，随着电动汽车的市场占有率和使用频率也越来越高，目前电动汽车中的电动商用车，如电动重型卡车、电动轻型卡车也开始逐渐出现在各自的应用场景中，同时也匹配建造了为电动卡车进行电池包更换的换电站。

目前，电动卡车上的电池包都是设置在纵梁的上方，而且电池包的重量可重达3吨左右，由于其重量较重，从而导致安装有电池包的电动卡车的重心较高，从而影响电动卡车行驶的稳定性，并且占据驾驶员后方较大空间，对司机的驾驶体验较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中由于安装电池包导致重心较高，影响电动卡车行驶的稳定性，电池包占据驾驶员后方较大空间，对司机的驾驶体验较差的缺陷，提供一种顶部挂接式电池包及电动汽车。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种顶部挂接式电池包，所述顶部挂接式电池包与电动汽车的纵梁的锁止机构可拆卸连接，所述顶部挂接式电池包包括电池包箱体和锁连接结构；所述锁连接结构包括安装支架和水平设置的若干挂接件，若干所述挂接件的至少一端与所述安装支架连接；所述电池包箱体的顶部对应所述纵梁的位置处设有朝向所述电池包箱体的内部凹陷的凹槽，所述安装支架设置于所述凹槽内，所述电池包箱体通过若干所述挂接件与所述锁止机构配合可拆卸连接于所述纵梁。

在本方案中，设计了一种安装在电动汽车的纵梁上的电池包，当该顶部挂接式电池包安装在电动汽车上时，电池包的重心较低且处于纵梁的下方，从而降低整辆电动汽车的重心，提高电动卡车行驶的稳定性，同时，该电池包不会占据驾驶员后方的空间，可以提高驾驶体验，或电动汽车腾出更多空间承载更多货物。同时该电池包可以实现进行底盘换电，相对于在换电站内设置吊具进行顶部换电，采用底盘换电的换电站占地面积更小、建站成本降低。

较佳地，所述安装支架设置于所述凹槽的槽底。

在本方案中，采用上述结构形式，使得安装支架所承受的力与安装支架自身的延伸方向相同，从而安装支架不容易因受力而产生变形，进而使用寿命更长。

较佳地，所述凹槽的一对侧壁构成所述安装支架，所述挂接件的两端分别与所述凹槽的一对侧壁连接。

在本方案中，采用上述结构形式，凹槽的一对侧壁分别固定住挂接件的两端，从而使得挂接件与纵梁上的锁止机构的连接更加稳定，并且利用凹槽的侧壁的固定方式结构更简单。

较佳地，所述顶部挂接式电池包包括至少两个所述安装支架，所述安装支架设置在所述凹槽内的位置与所述纵梁的锁止机构的位置一一对应。

在本方案中，采用上述结构形式，通过将安装支架与锁止机构一一对应设置，使得顶部挂接式电池包与纵梁之间的连接点更多，使得顶部挂接式电池包与纵梁的连接稳定性更好。而且当顶部挂接式电池包安装在纵梁上时，通过多个安装支架承受挂接件与锁止机构之间的作用力，使顶部挂接式电池包受到的作用力更加均匀。

较佳地，所述安装支架包括一对立设于所述凹槽内的立板，所述挂接件的两端分别与所述立板连接。

在本方案中，采用上述结构形式，满足了挂接件的两端固定以及安装支架不容易因受力而产生变形的同时，结构也简单紧凑。

较佳地，至少一对所述立板相对端面的顶部倾斜设有第一倾斜导向面，沿着所述立板远离所述凹槽的槽底的方向，所述立板的所述第一倾斜导向面逐渐相互远离。

在本方案中，采用上述结构形式，当顶部挂接式电池包安装到纵梁上的过程中，纵梁逐渐进入凹槽内，纵梁上的锁止机构逐渐进入两个立板之间，立板上的第一倾斜导向面可以对电池包箱体在水平方向上的位置进行定位导向，从而使得纵梁上的锁止机构能够顺利伸入两个立板之间并与挂接件实现锁止。

较佳地，所述安装支架还包括加强板，所述加强板分别与两个所述立板连接。

在本方案中，采用上述结构形式，加强了立板的结构强度，防止立板受力过大而发生外翻。

较佳地，所述立板远离所述凹槽的槽底的一端设有第一卡槽，所述加强板设有与所述第一卡槽卡接的第二卡槽，所述加强板通过所述第一卡槽和所述第二卡槽卡设于一对所述立板上。

在本方案中，采用上述结构形式，将加强板稳固地连接于立板上，并且便于拆装，同时还能够有效避免加强板侧翻的情况。

较佳地，所述加强板与所述挂接件间隔设置在所述立板上。

在本方案中，采用上述结构形式，加强板不会影响挂接件与锁止机构之间的锁止功能，但可以对安装支架的整体结构起到加强作用，使得顶部挂接式电池包与纵梁的连接也更平稳。

较佳地，所述安装支架还包括连接板，所述立板通过所述连接板设置在所述凹槽的槽底。

在本方案中，采用上述结构形式，从而挂接件处受到的力会依次通过立板和连接板更加均匀地传递到电池包箱体上，使得结构稳定性更好；同时增大了连接面积，使得安装支架与电池包箱体的连接更稳固的同时也使得安装时更方便。

较佳地，所述连接板对应所述立板的位置处设有插接孔，所述立板对应所述插接孔的位置处设有与所述插接孔形状匹配的插接块，所述立板通过所述插接孔与插接块设置于连接板上。

在本方案中，采用上述结构形式，在保证立板与连接板连接稳定性的前提下，兼顾安装效率，相较于一体成型的工艺，这样的结构无需重新开模，节约成本。

较佳地，所述连接板上开设有第一位置调节孔，所述电池包箱体对应所述第一位置调节孔的位置处设有第二位置调节孔，所述第一位置调节孔与所述第二位置调节孔一一对应设置且所述第一位置调节孔和/或所述第二位置调节孔为腰孔，所述腰孔的长度方向为所述电池包箱体的宽度方向，所述第一位置调节孔与所述第二位置调节孔通过连接组件可拆卸连接。

在本方案中，采用上述结构形式，避免由于加工误差而导致顶部挂接式电池包挂接在电动汽车的纵梁上时无法与纵梁上的锁止机构实现锁止。

较佳地，所述电池包箱体内对应所述安装支架的位置处设有加强梁，所述安装支架连接于所述加强梁上。

在本方案中，采用上述结构形式，在电池包箱体内加设加强梁用于连接安装支架，提高顶部挂接式电池包的整体强度，避免安装支架处受力过大而从电池包箱体上脱离，增加挂接式电池包的使用寿命。

较佳地，所述安装支架与所述电池包箱体之间具有密封件。

在本方案中，采用上述结构形式，有效地避免了水流入至电池包箱体内，提高了电池包箱体的密封性，进而降低了电池包箱体内的电芯损坏的可能性。

较佳地，所述加强梁为两个，所述加强梁将所述电池包箱体的内部分为至少三个用于放置电芯的电芯容纳腔。

在本方案中，采用上述结构形式，将部分电芯与部分电芯分隔开，提高顶部挂接式电池包的安全稳定性，同时也更便于安装电芯。

较佳地，所述加强梁上开设有用于电缆走线的线槽，所述加强梁两侧的所述电芯容纳腔通过所述线槽连通。

在本方案中，采用上述结构形式，使得相邻电芯容纳腔内的电芯通过电缆实现电连接，安装连接非常方便。

较佳地，若干个所述电芯容纳腔沿水平方向依次间隔设置。

在本方案中，采用上述结构形式，使得电芯容纳腔所设置的空间增大，进一步增加电芯的容量，实现电动汽车行程更远，减少电动汽车的更换次数，且空间利用率更高。

较佳地，若干个所述电芯容纳腔包括多个侧部电芯容纳腔，多个所述侧部电芯容纳腔分布于所述凹槽的两侧。

在本方案中，采用上述结构形式，充分利用了纵梁两侧的空间，空间利用率更高，并增大了电池包箱体内的电芯容量。

较佳地，若干个所述电芯容纳腔还包括中部电芯容纳腔，所述中部电芯容纳腔设于所述电池包箱体的中间区域，多个所述侧部电芯容纳腔分布于所述中部电芯容纳腔的两侧，所述中部电芯容纳腔与所述侧部电芯容纳腔之间形成所述凹槽。

在本方案中，采用上述结构形式，进一步充分利用了电动汽车的纵梁的空间，实现在纵梁的两侧和中间都能够分别安装电芯，实现空间利用率更高，且增大了电池包箱体内的电芯容量。同时，凹槽位于中部电芯容纳腔与侧部电芯容纳腔之间，便于凹槽的设置。

较佳地，所述中部电芯容纳腔的高度小于所述侧部电芯容纳腔的高度。

在本方案中，采用上述结构形式，进一步充分利用了电动汽车的高度方向空间，实现空间利用率更高，增大了电池包箱体内的电芯容量。

较佳地，所述电池包箱体包括箱体本体与箱盖，所述凹槽设置在所述箱体本体的顶部，且所述箱体本体的顶部还设有若干开口，所述箱盖盖住所述箱体本体的开口，所述箱体本体、箱盖与加强梁共同构成所述电芯容纳腔。

在本方案中，采用上述结构形式，在电芯容纳腔内拿取电芯时更加方便，通过箱盖对箱体本体内的电芯进行遮盖，避免电芯暴露在空气中，提高顶部挂接式电池包的安全性。

较佳地，所述凹槽位于相邻两个所述开口之间。

在本方案中，采用上述结构形式，重复利用了开口之间的结构空间，实现顶部挂接式电池包结构紧凑，空间利用率高。

较佳地，所述电池包箱体的底部设置有供换电设备的解锁机构穿过的解锁导向孔，所述解锁导向孔的长度方向平行于电池包箱体的宽度方向所述解锁导向孔自所述电池包箱体的底部贯穿至所述凹槽，所述解锁导向孔设置于对应所述锁止机构的锁连杆的位置处。

在本方案中，采用上述结构形式，换电设备上的解锁杆将穿过解锁导向孔并作用力在锁连接结构或者锁止机构上以实现解锁，从而实现解锁非常方便。

较佳地，所述电池包箱体的底部还设有供换电设备的定位结构穿过的定位导向槽，所述定位导向槽的长度方向平行于电池包箱体的宽度方向。

在本方案中，采用上述结构形式，在换电设备进入解锁导向孔之前，先经过定位导向槽与定位结构进行换电设备与电池包的对准，从而减少换电设备对不准解锁导向孔的情况。

较佳地，所述定位导向槽的下端侧壁周设有倾斜设置的第二倾斜导向面，且沿着自下而上的方向，所述第二倾斜导向面逐渐靠拢。

在本方案中，采用上述结构形式，当换电设备经过定位导向槽，换电设备会随着定位导向槽的第二倾斜导向面的趋势移动，从而实现引导解锁机构与解锁导向孔对准。

一种电动汽车，其包括纵梁和如上述中任意一项所述的顶部挂接式电池包，所述锁止机构设置于所述纵梁上，所述顶部挂接式电池包通过所述锁连接结构与所述锁止机构可拆卸连接。

在本方案中，采用上述结构形式，设计了一种安装在电动汽车的纵梁上的电池包，当该顶部挂接式电池包安装在电动汽车上时，电池包的重心较低且处于纵梁的下方，从而降低整辆电动汽车的重心，提高电动卡车行驶的稳定性，同时，该电池包不会占据驾驶员后方的空间，可以提高驾驶体验，或电动汽车腾出更多空间承载更多货物。

较佳地，所述锁止机构设有供所述挂接件穿过的通槽。

在本方案中，采用上述结构形式，当顶部挂接式电池包安装在纵梁上时，挂接件通过穿设在锁止机构的通槽实现锁连接结构与锁止机构的锁止，连接稳定性好。

较佳地，所述锁止机构包括一级锁，所述一级锁包括至少两个一级锁基座、至少两个一级锁舌和锁连杆，所述通槽包括一级锁槽，所述一级锁基座上开设有水平贯通且呈倒L型的所述一级锁槽，所述一级锁基座与一级锁舌一一对应设置；

所述一级锁基座设置于所述纵梁上，所述一级锁舌的第一端转动连接于所述一级锁基座，所述一级锁舌的第二端转动连接于所述锁连杆；

所述顶部挂接式电池包的至少部分所述挂接件穿设在所述一级锁槽内；

当所述锁连杆受到换电设备的解锁机构的作用力时，所述锁连杆带动所述一级锁舌转动打开所述一级锁槽的开口，所述挂接件通过所述一级锁槽的开口进出所述一级锁槽。

在本方案中，采用上述结构形式，利用一级锁连接纵梁和顶部挂接式电池包，纵梁和顶部挂接式电池包之间的连接稳定性高且稳固。

较佳地，所述锁止机构还包括支撑座，所述通槽还包括支撑槽，所述支撑座上开设有水平贯通的呈倒L型的所述支撑槽，所述顶部挂接式电池包的部分所述挂接件穿设在所述支撑槽内。

在本方案中，采用上述结构形式，增加顶部挂接式电池包与锁止机构的连接点，使得顶部挂接式电池包更加稳定地连接在电动汽车上。

较佳地，所述电动汽车还包括固定支架，所述固定支架为板状结构，所述固定支架设置于所述纵梁的侧壁或所述纵梁的底部，所述锁止机构通过所述固定支架连接在所述纵梁上。

在本方案中，采用上述结构形式，增加锁止机构与纵梁的连接面积，使得锁止机构所受的作用力更加均匀地传递到纵梁上。

较佳地，所述固定支架包括依次连接的第一板体与第二板体，所述第一板体与第二板体相互垂直，所述第一板体与所述纵梁的侧壁连接，所述锁止机构设置在所述第二板体上并向下延伸，所述锁止机构与锁连接结构的连接点位于所述纵梁的下端的上方。

在本方案中，采用上述结构形式，在保证锁止机构与纵梁的连接面积的情况下，当顶部挂接式电池包安装在电动汽车上时，由于锁止机构与锁连接结构的连接点高度被提升至车身纵梁的下表面之上，能够整体提高顶部挂接式电池包的高度，进一步为换电设备进行换电提供高度方向上的空间。

本发明的积极进步效果在于：

通过在顶部挂接式电池包的顶部设置沿电池包宽度方向贯通的凹槽，电池包移动至纵梁下方的换电工位，通过电池包向上移动，实现纵梁嵌设在凹槽内，电池包通过凹槽内的锁连接结构与两个纵梁上的锁止机构相连接，具体是通过锁连接结构的挂接件与两个纵梁上的锁止机构相连接，从而实现将电池包安装在纵梁上，并且由于凹槽是前后贯通的，使得顶部挂接式电池包与纵梁的连接范围更大。该顶部挂接式电池包与电动汽车可以进行底盘换电且电池包的重心处于纵梁的下方，从而降低电动汽车的重心，提高电动汽车行驶的稳定性，同时，该电池包不会占据驾驶员后方的空间，可以提高驾驶体验，或电动汽车腾出更多空间承载更多货物。

附图说明

图1为本发明实施例1的顶部挂接式电池包的结构示意图。

图2为图1的安装支架及锁连接结构处的结构示意图。

图3为图2的安装支架的爆炸示意图。

图4为图1的另一视角的结构示意图。

图5为图1的内部结构示意图。

图6为本发明实施例2的电动汽车的结构示意图。

图7为图6中纵梁、固定支架及锁止机构处的结构示意图。

图8为图7的另一视角的结构示意图。

图9为图7的固定支架及锁止机构处的结构示意图。

图10为图7的固定支架的结构示意图。

图11为本发明实施例2的一级锁的结构示意图。

图12为图11的爆炸示意图。

图13为图11的一级锁基座及一级锁舌的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

实施例1

如图1、图2、图6所示，本实施例公开了一种顶部挂接式电池包，顶部挂接式电池包100与电动汽车200的纵梁8的锁止机构3可拆卸连接，顶部挂接式电池包100包括电池包箱体1和锁连接结构2；锁连接结构2包括安装支架21和水平设置的若干挂接件22，若干挂接件22的至少一端与安装支架21连接；电池包箱体1的顶部对应纵梁8的位置处设有朝向电池包箱体1的内部凹陷的凹槽11，安装支架21设置于凹槽11内，电池包箱体1通过若干挂接件22与锁止机构3配合可拆卸连接于纵梁8。

通过在电池包100的顶部设置沿电池包100宽度方向贯通的凹槽11，电池包100移动至纵梁8下方的换电工位，通过电池包100向上移动，实现纵梁8嵌设在凹槽11内，电池包100通过凹槽11内的锁连接结构2与两个纵梁8上的锁止机构3相连接，具体是通过锁连接结构2的挂接件22与两个纵梁8上的锁止机构3相连接，从而实现将电池包100安装在两个纵梁8上，并且由于凹槽11是贯通的，使得电池包100与纵梁8的连接范围更大。反之则实现将电池包100从两个纵梁8上拆卸下来。实现利用电动汽车200两个纵梁8的底盘换电，且实现电池包100的重心处于纵梁8的下方，对车辆平稳性、安全性提升一个较大空间；同时，结构紧凑，空间利用率高。

在本实施例中，锁连接结构2的挂接件22的两端均与安装支架21连接固定，从而锁连接结构2的结构强度更大，本实施例中的挂接件22为锁轴。

具体的，如图2与图3所示，安装支架21上开设有供锁轴穿过的通孔，锁轴的一端呈凸台结构并抵靠于安装支架21的一外侧壁，锁轴的另一端穿过安装支架21与前述外侧壁相背的另一外侧壁后，通过卡簧或者定位销固定连接。当采用定位销时，锁轴的另一端设有销孔，通过定位销穿过销孔以将锁轴的另一端连接于另一外侧壁。

在其他具体实施方式中，锁连接结构2的挂接件22为单一端连接于安装支架21的悬臂梁结构。

如图1所示，安装支架21设置于凹槽11的槽底。由于挂接件22平行于凹槽11的底部设置，因此安装支架21自凹槽11的槽底向上延伸，能够更方便地将挂接件22的两端固定起来。并且，相比自凹槽11侧壁向侧向延伸出安装支架21来固定挂接件22的两端，自凹槽11槽底向上延伸的安装支架21所承受的力与安装支架21自身的延伸方向相同，从而安装支架21不容易因受力而产生变形，进而使用寿命更长。而自凹槽11侧壁向侧向延伸的安装支架21则会因长时间受到电池包100向下的重力而变形。

顶部挂接式电池包100包括至少两个安装支架21，安装支架21设置在凹槽11内的位置与纵梁8的锁止机构3的位置一一对应。通过将安装支架21与锁止机构3一一对应设置，使得顶部挂接式电池包100与纵梁8之间的连接点更多，使得顶部挂接式电池包100与纵梁8的连接稳定性更好。而且当顶部挂接式电池包100安装在纵梁8上时，通过多个安装支架21承受挂接件22与锁止机构3之间的作用力，使顶部挂接式电池包100受到的作用力更加均匀。在本实施例中，安装支架21和锁止机构3的数量均为两个，凹槽11的数量设置为两个，两个安装支架21分别设置于两个对应纵梁8设置的凹槽11内。

具体地，在安装时，先将若干个挂接件22均设置于安装支架21上并形成一个整体，之后再将整体的安装支架21安装设置在电池包箱体1上，便于安装，且安装精度高。

如图2所示，安装支架21包括一对立设于凹槽11内的立板211，挂接件22的两端分别与立板211连接。具体地，立板211的数量为两个，两个立板211之间间隔设置，且两个立板211垂直于凹槽11的槽底设置，通过两个间隔设置的立板211分别固定挂接件22的两端，满足了挂接件22的两端固定以及安装支架21不容易因受力而产生变形的同时，结构也简单紧凑。

在其他的一些实施方式中，凹槽11的一对侧壁构成安装支架21，挂接件22的两端分别与凹槽11的一对侧壁连接。利用凹槽11的一对侧壁同样也可以实现固定住挂接件22的两端，并且利用凹槽11的侧壁的固定方式结构更简单。

至少一对立板211相对端面的顶部倾斜设有第一倾斜导向面2111，即图2的左侧的立板211的右端面与右侧的立板211的左端面的顶部设有该第一倾斜导向面2111，沿着立板211远离凹槽11的槽底的方向，立板211的第一倾斜导向面2111逐渐相互远离。具体地，第一倾斜导向面2111呈弧形，通过在两个立板211的相对端面的顶部分别设置两个弧形的第一倾斜导向面2111，当电池包100上升，纵梁8逐渐进入凹槽11内，纵梁8上的锁止机构3逐渐进入两个立板211之间，立板211上的第一倾斜导向面2111可以对电池包箱体1在水平方向上的位置进行定位导向，从而使得纵梁8上的锁止机构3能够顺利伸入两个立板211之间并与挂接件22实现锁止。在其他具体实施方式中，第一倾斜导向面2111也可以是平面。

为了提高安装支架21处的结构强度，安装支架21还包括加强板212，加强板212分别与两个立板211连接。具体地，加强板212设于两个立板211之间，且加强板212的两端分别与两个立板211连接。在本实施例中，加强板212沿立板211的长度方向间隔设置有多个，沿立板211的高度方向设有一个且设置于立板211的顶部。在其他的实施例中，加强板212沿立板211的高度方向也可以设置多个。

立板211远离凹槽11的槽底的一端设有第一卡槽，加强板212设有与第一卡槽卡接的第二卡槽，加强板212通过第一卡槽和第二卡槽卡设于一对立板211上。本实施例中的卡接为立板211与加强板212上分别设有第一卡槽和第二卡槽，利用双卡槽形式进行卡接，能够有效避免加强板212侧翻的情况，同时也能使得立板211与加强板212的连接更稳固。

加强板212与挂接件22间隔设置在立板211上。由于加强板212间隔设置能够使得加强板212的加强效果更均匀，从而使得立板211在整体上结构强度更强；同时可以避免挂接件22与锁止机构3锁止时，锁止机构3与加强板212发生干涉。本实施例将加强板212与挂接件22交叉间隔设置于立板211，使得结构强度更强的同时连接也更平稳。

安装支架21还包括呈板状的连接板213，立板211通过连接板213设置在凹槽11的槽底。具体地，连接板213设置于凹槽11的槽底并贴合于槽底，两个立板211均垂直地连接于连接板213，从而挂接件22处受到的力会依次通过立板211和连接板213更加均匀地传递到电池包箱体1上，使得结构稳定性更好。并且相比立板211直接连接在凹槽11的槽底，在立板211与槽底之间设置连接板213，通过连接板213连接至槽底增大了连接面积，使得安装支架21与电池包箱体1的连接更稳固的同时也使得安装时更方便；另一方面，通过连接板213连接立板211与电池包箱体1，连接板213能够分散一部分受力，从而能够有效减少凹槽11的槽底因电池包100的重量而产生形变。

如图3所示，具体的，连接板213对应立板211的位置处设有插接孔2131，立板211对应插接孔2131的位置处设有与插接孔2131形状匹配的插接块2112，立板211通过插接孔2131与插接块2112插接后焊接，最终实现连接于连接板213上。立板211与连接板213之间通过插接孔2131与插接块2112的配合来连接，从而实现立板211与连接板213连接稳定性的同时，还实现了安装时插接的形式更简单方便。在其他的实施例中，立板211与连接板213的连接方式还可以是螺接、卡接、扣接、勾接、榫接。

更优的，连接板213上开设有第一位置调节孔，电池包箱体1对应第一位置调节孔的位置处设有第二位置调节孔，第一位置调节孔与第二位置调节孔一一对应设置且第一位置调节孔和/或第二位置调节孔为腰孔，腰孔的长度方向为电池包箱体1的宽度方向，第一位置调节孔与第二位置调节孔通过连接组件可拆卸连接。具体地，第二位置调节孔设置于电池包箱体1的凹槽11槽底，通过第一位置调节孔与第二位置调节孔实现对安装支架21在电池包箱体1的凹槽11的槽底的宽度方向上进行位置调整，从而避免了由于加工误差而导致电池包100挂接在电动汽车200的纵梁8上时无法与纵梁8上的锁止机构3实现锁止。其中，用于连接第一位置调节孔和第二位置调节孔的连接组件可以是螺栓、双头螺杆、插销等。

如图5所示，电池包箱体1内对应安装支架21的位置处设有加强梁14，安装支架21连接于加强梁14上，本实施例中，加强梁14为块状结构。加强梁14在电池包箱体1内起着加强电池包箱体1结构强度的作用，安装支架21的连接板213通过连接组件与电池包箱体1连接后，最终连接于电池包箱体1内的加强梁14上，由于加强梁14处可承受的力比较大，相比连接在电池包箱体1的其他地方，连接在加强梁14处提高顶部挂接式电池包100的整体强度，避免安装支架21处受力过大而从电池包箱体1上脱离，增加挂接式电池包100的使用寿命。

进一步的，安装支架21与电池包箱体1之间具有密封件。由于电动汽车200在外行驶过程中，电池包100不可避免地会触碰到水，为了避免水进入电池包箱体1内损坏电池包箱体1内的电芯，在安装支架21与电池包箱体1的连接处设置密封件来加强密封作用，有效地避免了水流入至电池包箱体1内，提高了电池包100的密封性。具体地，密封件可以为密封圈、密封条、密封垫等。

本实施例中，加强梁14为两个，加强梁14将电池包箱体1的内部分为至少三个用于放置电芯的电芯容纳腔4。具体地，两个加强梁14等间隔设置于电池包箱体1内，并把电池包箱体1分隔为三个电芯容纳腔4，将部分电芯与部分电芯分隔开，提高顶部挂接式电池包100的安全稳定性，同时也更便于安装电芯。

如图5所示，加强梁14上开设有用于电缆走线的线槽15，加强梁14两侧的电芯容纳腔4通过线槽15连通。通过加强梁14的结构将电芯容纳腔4进行分割，在加强梁14上设置的线槽15用于电缆的通过，使得相邻电芯容纳腔4内的电芯通过电缆实现电连接，安装连接非常方便。

如图5所示，若干个电芯容纳腔4沿水平方向依次间隔设置，若干个电芯容纳腔4包括多个侧部电芯容纳腔41且多个侧部电芯容纳腔41分布于凹槽11的两侧。多个侧部电芯容纳腔41内放置的电芯将分布在纵梁8的两侧，充分利用了纵梁8两侧的空间，实现空间利用率更高，且增大了电池包100内的电芯容量。

为了进一步利用电动汽车200纵梁8处在高度方向上的空间，提高空间利用率，增大电池包100内的电芯容量，若干个电芯容纳腔4还包括中部电芯容纳腔42，中部电芯容纳腔42设于电池包箱体1的中间区域，多个侧部电芯容纳腔41分布于中部电芯容纳腔42的两侧，中部电芯容纳腔42与侧部电芯容纳腔41之间形成凹槽11，且中部电芯容纳腔42的高度小于侧部电芯容纳腔41的高度。

其中，凹槽11用于避让纵梁8。电池包100在移动至纵梁8的下方的换电工位时，使得凹槽11的开口与纵梁8对准，电池包100将会沿竖直方向向上移动，实现纵梁8嵌设在凹槽11内，结构紧凑，空间利用率高，同时，有效避免发生干涉现象，稳定性更高。在本实施例中，凹槽11沿电动汽车200的长度方向贯穿于电池包100。

如图1所示，本实施例中，电池包箱体1包括箱体本体12与箱盖13，凹槽11设置在箱体本体12的顶部，且箱体本体12的顶部还设有若干开口，箱盖13盖住箱体本体12的开口，箱体本体12、箱盖13与加强梁14共同构成电芯容纳腔4。在电芯容纳腔4内拿取电芯时更加方便，通过箱盖13对箱体本体12内的电芯进行遮盖，避免电芯暴露在空气中，提高顶部挂接式电池包100的安全性。在本实施例中，电芯容纳腔4的数量和箱盖13的数量一一对应。

其中，凹槽11位于相邻两个开口之间。将凹槽11设置在相邻两个电芯容纳腔4的开口之间，重复利用了开口之间的结构空间，实现电池包100结构紧凑，空间利用率高。

如图4所示，电池包箱体1的底部设置有供换电设备的解锁机构穿过的解锁导向孔5，解锁导向孔5的长度方向平行于电池包箱体1的宽度方向解锁导向孔5自电池包箱体1的底部贯穿至凹槽11，解锁导向孔5设置于对应锁止机构3的锁连杆323的位置处。换电设备上的解锁杆将穿过解锁导向孔5并作用力在锁止机构3上以实现解锁。本实施例中，换电设备为换电小车。

进一步的，电池包箱体1的底部还设有供换电设备的定位结构穿过的定位导向槽6，定位导向槽6的长度方向平行于电池包箱体1的宽度方向。在换电设备进入解锁导向孔5之前，先经过定位导向槽6与定位结构进行换电设备与电池包100的对准，即利用定位导向槽6实现电池包100与换电设备的定位，从而避免换电设备对不准解锁导向孔5的情况。其中，定位导向槽6可以是上下贯通的槽，也可以是沉槽，即不上下贯通的槽。

定位导向槽6的下端侧壁周设有倾斜设置的第二倾斜导向面61，且沿着自下而上的方向，第二倾斜导向面61逐渐靠拢。当换电设备经过定位导向槽6，换电设备会随着定位导向槽6的第二倾斜导向面61的趋势移动，从而实现引导解锁机构与解锁导向孔5对准。在本实施例中，第二倾斜导向面61为弧形，在其他具体实施方式中，第二倾斜导向面61也可以是平面。

实施例2

如图6所示，本实施例还公开了一种电动汽车200，其包括纵梁8和实施例1所示的顶部挂接式电池包100，锁止机构3设置于纵梁8上，顶部挂接式电池包100通过锁连接结构2与锁止机构3可拆卸连接。本实施例中，电动汽车200为重型卡车或轻型卡车等商用车上，当然，也可以应用于轿车等乘用车的车型上。

电动汽车200的纵梁8为两个，顶部挂接式电池包100通过顶部的安装支架21与纵梁8上的锁止机构3实现锁止，从而顶部挂接式电池包100的重心位于纵梁8的下方，从而降低了电动汽车200的重心，使得车辆行驶更加平稳。

如图7所示，由于挂接件22的两端均与安装支架21连接，因此锁止机构3设有供挂接件22穿过的通槽31。具体地，通槽31沿锁止机构3的宽度方向延伸，即图11中的Y方向，由于锁止机构3供挂接件22穿入的为通槽31，因此挂接件22能够穿过锁止机构3并延伸出锁止机构3的两侧。

以下具体对锁止机构3进行介绍。

如图7、图9、图11-图13所示，锁止机构3包括一级锁32，一级锁32包括三个一级锁基座321、三个一级锁舌322和锁连杆323，通槽31包括一级锁槽325，一级锁基座321上开设有水平贯通且呈倒L型的一级锁槽325，一级锁基座321与一级锁舌322一一对应设置；一级锁基座321设置于纵梁8上，一级锁舌322的第一端转动连接于一级锁基座321，一级锁舌322的第二端转动连接于锁连杆323；顶部挂接式电池包100的部分挂接件22穿设在一级锁槽325内；当锁连杆323受到换电设备的解锁机构的作用力时，锁连杆323带动一级锁舌322转动打开一级锁槽325的开口，挂接件22通过一级锁槽325的开口进出一级锁槽325。

如图11、图12所示，具体地，一级锁槽325自一级锁基座321的底面向上凹且贯通一级锁基座321的前后面并用于供安装在电池包100上的挂接件22进入。一级锁基座321上设置有用于安装一级锁舌322的锁舌槽324，锁舌槽324自一级锁基座321的顶面向下凹，锁舌槽324和一级锁槽325相连通，一级锁舌322的一端穿过锁舌槽324与锁连杆323轴连接，锁连杆323位于各一级锁基座321上方，一级锁舌322与一级锁基座321轴连接，从而锁连杆323的升降可带动一级锁舌322以一级锁基座321内的轴连接点进行旋转，从而实现一级锁舌322进入一级锁槽325或离开一级锁槽325，进而实现挂接件22卡入一级锁槽325和离开一级锁槽325两种状态之间转换。

本实施例利用一根锁连杆323同时控制多个一级锁基座321的一级锁舌322，实现多个一级锁基座321的同步解锁和锁止功能，提高电池包100的解锁过程，加快电池包100的更换效率。

倒L型的一级锁槽325包括沿竖直方向延伸的开口孔3251和沿水平方向延伸的锁止孔3252，开口孔3251的顶部与锁止孔3252连通，挂接件22先沿竖直方向自开口孔3251的底部到达开口孔3251与锁止孔3252的交接位置，再进入锁止孔3252，之后通过升降锁连杆323实现将挂接件22锁止于一级锁槽325的锁止孔3252内。

具体在使用时，电池包100由电动汽车200的底部向上进入纵梁8处，换电设备的解锁机构推动锁连杆323向上移动，带动一级锁舌322打开一级锁槽325，电池包100的凹槽11内的挂接件22自对应的一级锁基座321的底面插入一级锁槽325内，然后电池包100在换电设备的推动下向一级锁槽325的锁止孔3252方向移动，直至挂接件22进入锁止孔3252内，然后再带动电池包100的挂接件22朝向锁止孔3252远离开口孔3251的方向移动，换电设备的解锁机构不再作用于锁连杆323，从而一级锁舌322复位，完成电池包100的悬挂过程。在挂接件22的锁止过程中，锁连杆323在换电设备的推动下带动一级锁舌322旋转，使一级锁槽325的开口孔3251与锁止孔3252相互连通，当挂接件22进入锁止孔3252后，一级锁舌322会在锁连杆323的重力作用下旋转从而封住挂接件22的回退路径。此时，处于电池包100完全被锁在电动汽车200上的状态。当需要更换电池时，换电设备推动锁连杆323上升，从而使一级锁舌322旋转、开口孔3251与锁止孔3252连通，此时，再移动电池包100使挂接件22由一级锁槽325中退出，即可完成电池包100的卸下过程。

其中，锁连杆323包括长条形的杆件，该杆件与一级锁基座321的一级锁舌322轴连接。为了一级锁舌322能够在换电设备不再推动锁连杆323的情况下自动快速复位，锁连杆323与至少一个一级锁基座321之间还设有复位弹簧326，解除换电设备与锁连杆323之间的接触后，锁连杆323在自身的重力以及复位弹簧326的拉力下，会自然下降以带动一级锁舌322旋转从而锁住电池包100。

如图7、图9所示，锁止机构3还包括支撑座33，通槽31还包括支撑槽331，支撑座33上开设有水平贯通的呈倒L型的支撑槽331，顶部挂接式电池包100的剩余其他挂接件22穿设在支撑槽331内。通过采用一级锁32实现电池包100与纵梁8的连接后，在一级锁32周围设置同样具有倒L型通槽31的支撑座33，利用支撑座33的支撑槽331与挂接件22挂接，从而增加了电池包100与锁止机构3的连接点，使得电池包100更加稳定地连接在电动汽车200上。

如图8-图10所示，为了使得锁止机构3处受到的力更加均匀的传递到纵梁8上，电动汽车200还包括固定支架7，固定支架7为板状结构，固定支架7设置于纵梁8的侧壁上，锁止机构3通过固定支架7连接在纵梁8上。相比锁止机构3直接连接在纵梁8上，通过固定支架7来将锁止机构3连接在纵梁8上，增加了锁止机构3与纵梁8的连接面积，使得电池包100更加稳定地连接在电动汽车200上。

具体的，固定支架7包括依次连接的第一板体71与第二板体72，第一板体71与第二板体72相互垂直，第一板体71与纵梁8的侧壁连接，锁止机构3设置在第二板体72上并向下延伸，锁止机构3与锁连接结构2的连接点位于纵梁8的下端的上方。从而在保证锁止机构3与纵梁8的连接面积的情况下，当顶部挂接式电池包100安装在电动汽车200上时，由于锁止机构3与锁连接结构2的连接点高度被提升至车身纵梁8的下表面之上，能够整体提高顶部挂接式电池包100的高度，进一步为换电设备进行换电提供高度方向上的空间。

如图10所示，具体地，第一板体71和第二板体72均为平板结构，第一板体71贴合于纵梁8的外侧壁面，第二板体72自第一板体71的侧壁垂直向外延伸，锁止机构3通过法兰盘螺接于第二板体72上，并且第二板体72设有对应于一级锁基座321的锁舌槽324的连接槽721，连接槽721连通于锁舌槽324。

在其他具体实施方式中，固定支架7也可以设置于纵梁8的底部，此处不再赘述。

如图7所示，电动汽车200还包括用于安装电连接器的加强件9，加强件9位于两个纵梁8之间，且加强件9的两端分别连接于两个纵梁8。加强件9具有加强作用，且电连接器通过加强件9与两个纵梁8相连接，有效加强电动汽车200的整体结构强度，提高了电动汽车200的安全稳定性。

实施例3

实施例3中与实施例1中的相同部分不再复述，仅就不同部分进行描述。在本实施例3中，将三个箱盖13一体成型设置为带有两个U型凹槽11的一个箱盖13，利用这一个箱盖13对箱体本体12的多个电芯容纳腔4同时进行遮盖。此时，两个安装支架21设置在箱盖13的U型凹槽11内，电池包箱体1通过该箱盖13的凹槽11内的安装支架21及挂接件22连接于纵梁8上。

在其他具体方式中，锁止机构3与挂接件22不局限于本示例，也可以是T型锁止方式或者螺纹锁止方式，以下针对两种方式进行简要介绍。

第一种：T型锁止方式

锁止机构3包括锁止座，锁止座具有沿竖直方向延伸的第一开孔，第一开孔内设有第一螺纹部，该第一螺纹部为内螺纹，挂接件22包括安装座和解锁杆，该安装座内沿竖直方向延伸的第二开孔，解锁杆竖向设置在第二开孔内，该解锁杆可相对于安装座在竖直方向移动且解锁杆上设有与第一螺纹部相配合的第二螺纹部，第二螺纹部能够与第一螺纹部啮合，从而实现锁止机构3与挂接件22的锁止和解锁。

第二种：螺纹锁止方式

锁止机构3包括锁止座，锁止座具有沿竖直方向延伸的第一开孔，该第一开孔内设有限位部，第一开孔为方形孔且第一开孔的上方形成该限位部，挂接件22包括解锁杆，该解锁杆的上端设有止挡部，止挡部包括沿水平方向延伸的锁止杆，该锁止杆为柱状体且水平设置在解锁杆的顶部，锁止杆与解锁杆共同构成T型结构。

当锁止杆处于第一角度时，锁止杆能够穿过第一开孔并进入锁止座的限位部内，当锁止杆旋转至第二角度时，锁止杆能够被限制在限位部内，从而使得锁止机构3与挂接件22相对固定。

上述实施例中，充分利用纵梁8下方的高度空间，在换电设备对电池包100进行拆卸时，空载的换电设备可以直接进入电池包100的下方空间，且不与电动汽车200的底部产生干涉；在换电设备对电池包100进行安装时，承载有电池包100的换电设备也可以直接进入纵梁8的下方进行换电，且不与电动汽车200的底部产生干涉。整个过程中，既不需要举升车身，也不需要设置下沉式空间或挖坑用于供换电设备进出，降低换电站的建站成本、时间和难度，降低对建站场地的要求，提高换电的效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (31)

1.一种顶部挂接式电池包，所述顶部挂接式电池包与电动汽车的纵梁的锁止机构可拆卸连接，其特征在于，所述顶部挂接式电池包包括电池包箱体和锁连接结构；

所述锁连接结构包括安装支架和水平设置的若干挂接件，若干所述挂接件的至少一端与所述安装支架连接；

所述电池包箱体的顶部对应所述纵梁的位置处设有朝向所述电池包箱体的内部凹陷的凹槽，所述安装支架设置于所述凹槽内，所述电池包箱体通过若干所述挂接件与所述锁止机构配合可拆卸连接于所述纵梁。

2.如权利要求1所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述安装支架设置于所述凹槽的槽底。

3.如权利要求1所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述凹槽的一对侧壁构成所述安装支架，所述挂接件的两端分别与所述凹槽的一对侧壁连接。

4.如权利要求1所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述顶部挂接式电池包包括至少两个所述安装支架，所述安装支架设置在所述凹槽内的位置与所述纵梁的锁止机构的位置一一对应。

5.如权利要求4所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述安装支架包括一对立设于所述凹槽内的立板，所述挂接件的两端分别与所述立板连接。

6.如权利要求5所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，至少一对所述立板相对端面的顶部倾斜设有第一倾斜导向面，沿着所述立板远离所述凹槽的槽底的方向，所述立板的所述第一倾斜导向面逐渐相互远离。

7.如权利要求5所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述安装支架还包括加强板，所述加强板分别与两个所述立板连接。

8.如权利要求7所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述立板远离所述凹槽的槽底的一端设有第一卡槽，所述加强板设有与所述第一卡槽卡接的第二卡槽，所述加强板通过所述第一卡槽和所述第二卡槽卡设于一对所述立板上。

9.如权利要求7所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述加强板与所述挂接件间隔设置在所述立板上。

10.如权利要求5所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述安装支架还包括连接板，所述立板通过所述连接板设置在所述凹槽的槽底。

11.如权利要求10所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述连接板对应所述立板的位置处设有插接孔，所述立板对应所述插接孔的位置处设有与所述插接孔形状匹配的插接块，所述立板通过所述插接孔与插接块设置于连接板上。

12.如权利要求10所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述连接板上开设有第一位置调节孔，所述电池包箱体对应所述第一位置调节孔的位置处设有第二位置调节孔，所述第一位置调节孔与所述第二位置调节孔一一对应设置且所述第一位置调节孔和/或所述第二位置调节孔为腰孔，所述腰孔的长度方向为所述电池包箱体的宽度方向，所述第一位置调节孔与所述第二位置调节孔通过连接组件可拆卸连接。

13.如权利要求4所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述电池包箱体内对应所述安装支架的位置处设有加强梁，所述安装支架连接于所述加强梁上。

14.如权利要求13所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述安装支架与所述电池包箱体之间具有密封件。

15.如权利要求13所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述加强梁为两个，所述加强梁将所述电池包箱体的内部分为至少三个用于放置电芯的电芯容纳腔。

16.如权利要求15所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述加强梁上开设有用于电缆走线的线槽，所述加强梁两侧的所述电芯容纳腔通过所述线槽连通。

17.如权利要求15所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，若干个所述电芯容纳腔沿水平方向依次间隔设置。

18.如权利要求17所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，若干个所述电芯容纳腔包括多个侧部电芯容纳腔，多个所述侧部电芯容纳腔分布于所述凹槽的两侧。

19.如权利要求18所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，若干个所述电芯容纳腔还包括中部电芯容纳腔，所述中部电芯容纳腔设于所述电池包箱体的中间区域，多个所述侧部电芯容纳腔分布于所述中部电芯容纳腔的两侧，所述中部电芯容纳腔与所述侧部电芯容纳腔之间形成所述凹槽。

20.如权利要求19所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述中部电芯容纳腔的高度小于所述侧部电芯容纳腔的高度。

21.如权利要求15所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述电池包箱体包括箱体本体与箱盖，所述凹槽设置在所述箱体本体的顶部，且所述箱体本体的顶部还设有若干开口，所述箱盖盖住所述箱体本体的开口，所述箱体本体、箱盖与加强梁共同构成所述电芯容纳腔。

22.如权利要求21所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述凹槽位于相邻两个所述开口之间。

23.如权利要求1所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述电池包箱体的底部设置有供换电设备的解锁机构穿过的解锁导向孔，所述解锁导向孔的长度方向平行于所述电池包箱体的宽度方向，所述解锁导向孔自所述电池包箱体的底部贯穿至所述凹槽，所述解锁导向孔设置于对应所述锁止机构的锁连杆的位置处。

24.如权利要求23所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述电池包箱体的底部还设有供换电设备的定位结构穿过的定位导向槽，所述定位导向槽的长度方向平行于所述电池包箱体的宽度方向。

25.如权利要求24所述的顶部挂接式电池包，其特征在于，所述定位导向槽的下端侧壁周设有倾斜设置的第二倾斜导向面，且沿着自下而上的方向，所述第二倾斜导向面逐渐靠拢。

26.一种电动汽车，其特征在于，其包括纵梁和如权利要求1-25中任意一项所述的顶部挂接式电池包，所述锁止机构设置于所述纵梁上，所述顶部挂接式电池包通过所述锁连接结构与所述锁止机构可拆卸连接。

27.如权利要求26所述的电动汽车，其特征在于，所述锁止机构设有供所述挂接件穿过的通槽。

28.如权利要求27所述的电动汽车，其特征在于，所述锁止机构包括一级锁，所述一级锁包括至少两个一级锁基座、至少两个一级锁舌和锁连杆，所述通槽包括一级锁槽，所述一级锁基座上开设有水平贯通且呈倒L型的所述一级锁槽，所述一级锁基座与一级锁舌一一对应设置；

所述一级锁基座设置于所述纵梁上，所述一级锁舌的第一端转动连接于所述一级锁基座，所述一级锁舌的第二端转动连接于所述锁连杆；

所述顶部挂接式电池包的至少部分所述挂接件穿设在所述一级锁槽内；

当所述锁连杆受到换电设备的解锁机构的作用力时，所述锁连杆带动所述一级锁舌转动打开所述一级锁槽的开口，所述挂接件通过所述一级锁槽的开口进出所述一级锁槽。

29.如权利要求28所述的电动汽车，其特征在于，所述锁止机构还包括支撑座，所述通槽还包括支撑槽，所述支撑座上开设有水平贯通的呈倒L型的所述支撑槽，所述顶部挂接式电池包的部分所述挂接件穿设在所述支撑槽内。

30.如权利要求26所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车还包括固定支架，所述固定支架为板状结构，所述固定支架设置于所述纵梁的侧壁或所述纵梁的底部，所述锁止机构通过所述固定支架连接在所述纵梁上。

31.如权利要求30所述的电动汽车，其特征在于，所述固定支架包括依次连接的第一板体与第二板体，所述第一板体与第二板体相互垂直，所述第一板体与所述纵梁的侧壁连接，所述锁止机构设置在所述第二板体上并向下延伸，所述锁止机构与锁连接结构的连接点位于所述纵梁的下端的上方。

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