CN116118448A - 电动车辆 - Google Patents

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CN116118448A
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Abstract

本发明提供一种电动车辆，包括：车体，电池挂架，连接于车体，多个车端锁止机构，连接于电池挂架沿车体宽度方向的两侧和/或长度方向的两侧，并间隔设置，电池包，具有与多个车端锁止机构相匹配的多个电池端锁止机构，多个电池端锁止机构通过沿竖向方向与多个车端锁止机构挂接，使电池包连接于电池挂架的底部。本发明通过电池端锁止机构与车端锁止机构配合并沿竖向将电池包挂接至电池挂架，竖向挂接的连接方式使得换电设备仅需沿竖向举升电池包至电池挂架下方预定的高度即可，简化了电池包安装的定位方式，并且使得电池包与电池挂架连接更加牢固，节省了电池包安装时间并降低了电池包安装或拆卸的运行成本。

Description

电动车辆
本申请要求申请日为2021年12月26日的中国专利申请2021116067637的电动汽车第一换电系统的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。
技术领域
本发明涉及车辆换电技术领域，特别涉及一种电动车辆。
背景技术
目前，对于电动车辆来说，电池包与电动车辆的车体之间一般采用固定式连接，电动车辆通过充电的形式补充电能；或者，也可以电池包与电动车辆的车体之间采用快换式连接，电动车辆通过快换电池包的形式补充电能。由于充电补能的方式耗时久，快换补能的方式相对更为便捷而日益受到重视。然而对于快换补能的电动车辆来说，在重卡等大型车辆领域，通常采用顶吊式换电的方式，即在安装电池包时将电池包吊装至电动车辆上并且将电池包设置在电动车辆的车梁上方，由于电池包自身重量大，为了提高电池包的连接稳定性，在电池包换电后需要与车梁进行固定连接，通过将电池包的各个部位均与车梁进行连接，包括电池包的顶面、底面和侧面，以保证电池包连接于车身上时，电池包不会发生窜动，并且电池包与车身连接更牢固。
顶吊式换电会使得电动车辆在换电过程中首先需要较大的空间以保证吊具正常运行来吊装电池包，其次，因车梁与电池包的各个部位连接时连接部位较多，电池包连接过程复杂而导致电动车辆的换电时间增加，换电效率降低，最后，将电池包固定连接至车梁上方后，电动车辆因转向或是颠簸所引起的车体扭曲通过刚性连接的方式直接传递至电池包支架和电池包，进而会影响到电池包和电池包支架之间的连接。
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的缺陷，提供一种电动车辆。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种电动车辆，包括：
车体，
电池挂架，连接于所述车体，
多个车端锁止机构，连接于所述电池挂架沿所述车体宽度方向的两侧和/或长度方向的两侧，并间隔设置，
电池包，具有与多个所述车端锁止机构相匹配的多个电池端锁止机构，多个所述电池端锁止机构通过沿竖向方向与多个所述车端锁止机构挂接，使所述电池包连接于所述电池挂架的底部。
该电动车辆的电池端锁止机构与车端锁止机构配合并沿竖向将电池包挂接至电池挂架的底部，竖向挂接的连接方式使得换电设备仅需沿竖向举升电池包至电池挂架下方预定的高度即可，简化了电池包安装的定位方式，提升了换电的效率，同时，通过长度方向和/或宽度方向间隔设置的车端锁止机构实现电池包挂接的同时沿车体X向(长度方向)和/或Y向(宽度方向)对电池包的限位，电池包在被换电设备向上举升到位后，位于车体侧部的车端锁止机构与电池端锁止机构挂接后实现固定，也就是说电池包在挂接后X向和/或Y向的限位也同步实现，提升了挂接后电池包的稳定性，在挂接连接方式简化电池包安装的基础上，实现了电池包在X向和/或Y向的限位，以简化电池包在固定连接后需额外设置限位件的结构，节省了电池包安装时间并降低了电池包安装或拆卸的运行成本。
较佳地，多个所述电池端锁止机构设置于所述电池包的侧面，和/或多个所述电池端锁止机构设置于所述电池包的顶面。
当电池端锁止机构设于电池包的顶面时，即沿电池包宽度和/或长度方向将电池端锁止机构设置在电池包顶部边缘向内延伸预设距离处，车端锁止机构与电池端锁止机构的锁止位置位于电池包的顶面，这样一来不会因为电池端锁止机构而增加电池包的宽度；二来，电池端锁止机构和车端锁止机构对位直接，便于换电设备将电池包换下；三来也使得电池挂架的尺寸缩小成为可能，有利于电池挂架和电池包的尺寸控制；另外，上述结构也使得电池端锁止机构之间的距离更小，电池包连接的精度方面更容易保证，更有利于电池包的顺利连接，进而提高换电效率。
当电池端锁止机构设于电池包的侧面时，不占用电池包高度方向的空间，有利于保证电动车辆的车体底部与地面的高度。另外，将锁止位置设置在侧部，可操作空间较大，也方便实现电池包的可靠锁定和解锁。电池端锁止机构既可以设置在电池包的长度方向的两侧，也可以设置在电池包的宽度方向的两侧，或者同时设置，设置位置比较灵活，可以根据实际锁定或排布方式进行调整。另外，电池端锁止机构设于电池包的侧面时对于电动车辆来说还可以通过电池端锁止机构和车端锁止机构配合来实现电池包的沿车体X向(长度方向)和/或Y向(宽度方向)的定位，以此防止电池包在连接于电动车辆后发生窜动。
将电池端锁止机构同时设置在电池包的顶部和侧面时，能够更好地起到对电池包的限位作用，锁止更加可靠。
较佳地，所述电池挂架包括与车体连接的挂架本体，多个所述车端锁止机构直接连接于所述挂架本体，或通过转接架连接于所述挂架本体，所述转接架自所述挂架本体向下延伸，所述转接架与所述挂架本体为一体式结构，或所述转接架可拆卸连接于所述挂架本体。
上述结构设置，通过挂架本体用于匹配车体以便于提升电池挂架的稳定性，车端锁止机构既可以直接连接于挂架本体上也可以通过转接架连接于挂架本体上，用于保证电池包沿竖向挂接于电池挂架，进一步沿竖向连接于车体。当车端锁止机构直接连接于挂架本体时，电池挂架结构简单，容易加工；当使用转接架时，向下延伸的转接架可以对电池包起到一定的限位作用，进而可以提高电池包挂接后的稳定性。
较佳地，所述转接架形成用于包围所述电池包的容纳区，沿竖向方向至少部分所述电池包位于所述容纳区内。
上述结构设置，通过转接架形成容纳区，在高度方向上，容纳区将电池包至少部分包围在容纳区内，位于容纳区内的部分电池包的四周通过容纳区进行限位，提高电池包挂接于电池挂架后的连接稳定性。
较佳地，所述电池端锁止机构设置于所述电池包的侧面，且所述电池端锁止机构与所述电池包顶面间隔预设距离；
所述转接架的底端设有安装槽，所述车端锁止机构设置于所述安装槽内，所述车端锁止机构具有竖向设置且开口朝下的锁槽，所述安装槽至少在朝向所述电池包的一侧侧壁设有用于避让所述锁槽的避让槽。
上述结构设置，将电池端锁止机构设置在电池包侧面距离顶部预设距离处，配合以转接架对电池包的限位，能够减弱电池包晃动(例如车辆加速或急刹时)对锁止点的影响，有利于保证锁止的可靠性。通过将车端锁止机构设置在转接架底端的安装槽内，能够提升对车端锁止机构固定的可靠性和稳固性，从而有利于增强锁止的可靠性和稳固性，而且这样能够减少锁止机构对横向空间的侵占，结构更加紧凑。竖向设置且开口朝下的锁槽使得电池端锁止机构更容易沿竖向与车端锁止机构进行挂接连接。通过设置避让槽以避免电池端锁止机构无法与车端锁止机构挂接的情况，提高了电池包的挂接成功率。
较佳地，所述转接架与所述电池包之间设有导向机构，所述导向机构包括导向块和导向面，所述导向块设置于所述电池包的侧面，所述转接架朝向所述电池包的一侧表面形成有所述导向面。
上述结构设置，通过将转接架朝向电池包的一面形成用于引导电池包沿竖向方向挂接的导向面，以提高电池包挂接于转接架时的挂接精度，提高电池包挂接的成功率和提升了电池包挂接的速率，另外，这样设置也有利于减小横向尺寸；电池包的侧面设有用于与导向面相同作用的导向块，导向块和导向面用于电池包在挂接于电池挂架时的导向，使得电池包的挂接更加顺利。
较佳地，所述电池包的侧面对应于所述转接架的底端设有缓冲机构，所述缓冲机构设置于所述电池端锁止机构的下方，所述缓冲机构包括可在竖向方向上弹性变形的缓冲件。
上述结构设置，通过设置缓冲机构来减缓转接架在与电池包之间以及车端锁止机构与电池端锁止机构之间在电池包挂接时的冲击，另外，缓冲机构也可以减缓电池包挂接后随车辆行驶过程中的晃动，有利于锁止的可靠性和稳定性。将缓冲机构对应于转接架底端设置，不会额外占用横向空间。另外，缓冲机构可以绕电池包侧面一周连续设置，也可以间断设置，当缓冲机构绕电池包侧面一周连续设置时，应当预留避免干涉解锁的解锁孔。
较佳地，所述转接架的底端指向所述电池包的顶面，且所述转接架与设置在电池包顶面的所述电池端锁止机构对应设置。
上述结构设置，通过将电池端锁止机构与转接架对应电池包的顶面设置，使得锁止位置位于电池包的顶面。优选多个车端锁止机构连接于电池挂架沿车体长度方向(X向)的两侧，在电池挂架在车辆宽度方向上的尺寸的同时，能够有效利用车体大梁的长度方向设置车端锁止机构，锁止更可靠。
较佳地，所述转接架包括通过连接件可拆卸连接于所述挂架本体的连接板以及自所述连接板向下延伸的立板，所述立板的至少一侧设置有所述车端锁止机构；
所述车端锁止机构具有沿竖向设置并开口朝下的锁槽，所述立板设有与所述锁槽匹配的避让槽。
上述结构设置，通过向下延伸的立板实现车端锁止机构沿竖向设置，通过连接板和连接件实现转接架与挂架本体可拆卸连接，以此减少电池挂架的加工难度，降低对电池挂架的加工精度要求，立板与连接板连接并承载车端锁止机构以实现沿竖向挂接电池包于转接架上；通过在立板上设置避让槽以避免车端锁止机构在与电池端锁止机构配合时立板干涉电池包挂接的情况，提高了电池包挂接的成功率。
较佳地，所述立板的两侧的对应位置处均设有所述车端锁止机构，且对应设置的两个所述车端锁止机构用于与一个所述电池端锁止机构相连。
上述结构设置，通过在立板上增加车端锁止机构的数量，来提高电池包挂接于转接架后的连接稳定性，并且两个车端锁止机构均与一个电池端锁止机构连接，在不增加电池端锁止机构结构数量和复杂程度的情况下，增加了车端连接结构与电池端连接机构的连接点数量，提高了电池端锁止机构的受力均匀性和可靠性，从而使得电池包挂接后更加牢固。
较佳地，所述电池端锁止机构包括锁轴，所述电池包顶面立设有两个支撑板，两个所述支撑板并排间隔设置，所述锁轴连接于两个所述支撑板之间，所述锁轴用于与所述车端锁止机构挂接连接。
上述结构设置，通过设置两个支撑板并在两个支撑板之间设置锁轴，以便于车端锁止机构与锁轴配合，并提升锁轴与电池包之间连接的可靠性，以及电池包挂接于电池挂架时锁轴受力的稳定性，而当车端锁止机构在转接架的立板两侧设置时，锁轴与两侧的车端锁止机构均配合，以此提高电池端锁止机构的受力均匀性，进而提高电池包挂接于转接架时的受力均匀性和连接稳定性。
较佳地，所述电池包具有凸起部，所述凸起部从所述车体侧面向上延伸凸出于车体底部，所述挂架本体设有与所述凸起部匹配的避让孔或避让腔。
上述结构设置，凸起部用于增加电池包的容量，通过向上延伸有效利用高度方向上的空间，以增大电池包的内部空间，而挂架本体对应凸起部设置避让孔或是避让腔以避免挂架本体与电池包之间可能发生的干涉。
较佳地，所述车体包括两个并列且间隔设置的车身纵梁，所述凸起部形成于两个所述车身纵梁的外侧和/或两个所述车身纵梁之间。
上述结构设置，能够充分利用车身纵梁侧面的高度空间，增加电池容量，另外也能够适用于底盘较低的电动车辆，增大电池包的适用范围。
较佳地，所述电池包的顶部设有电池端电连接器，所述挂架本体的相应位置设有车端电连接器，所述电池端电连接器与所述车端电连接器在竖直方向上插接连接。
上述结构设置，通过将电池端电连接器和车端电连接器沿竖向插接，在电池包沿竖向挂接的同时也实现了电连接，而且也无需复杂的机械结构，电连接更加可靠，也提升了换电效率。
较佳地，所述电动车辆为电动卡车。
上述技术方案中，电动卡车的电池包体积大、重量重，在与电动卡车的车身纵梁连接时更为繁琐和复杂，使得在换电过程中所需的换电空间更大，并且电动卡车因装载货物使得自身扭曲时扭矩更大，即对于电池包的影响更大。因此沿竖向挂接电池包以减少换电步骤，简化换电的方式来提高换电效率，并且通过电池挂架有效的提高电池包的连接稳定性。
本发明的积极进步效果在于：本发明通过电池端锁止机构与车端锁止机构配合并沿竖向将电池包挂接至电池挂架，竖向挂接的连接方式使得换电设备仅需沿竖向举升电池包至电池挂架下方预定的高度即可，简化了电池包安装的定位方式，提升了换电的效率，同时，通过长度方向和/或宽度方向间隔设置的车端锁止机构实现电池包挂接的同时沿车体X向(长度方向)和/或Y向(宽度方向)对电池包的定位，电池包在被换电设备向上举升到位后，位于车体侧部的车端锁止机构与电池端锁止机构挂接后实现固定，也就是说电池包在挂接后X向和/或Y向的限位也同步实现，提升了挂接后电池包的稳定性，在挂接连接方式简化电池包安装的基础上，实现了电池包在X向和/或Y向的限位，以简化电池包在固定连接后需额外设置限位件的结构，节省了电池包安装时间并降低了电池包安装或拆卸的运行成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的电动车辆的结构示意图。
图2为本发明实施例1的电池挂架与电池包挂接示意图。
图3为本发明实施例1的电池挂架的车端锁止机构的位置关系示意图。
图4为图3的车端锁止机构的局部放大图。
图5为本发明实施例1的电池包的电池端锁止机构的位置关系示意图。
图6为本发明实施例1的导向块的位置关系示意图。
图7为本发明实施例2的转接架与挂架本体的结构爆炸图。
图8为本发明实施例2的转接架的容纳区示意图。
图9为本发明实施例1的电池端电连接器与车端电连接器的位置关系示意图。
图10为本发明实施例3的电池挂架与电池包挂接状态示意图。
图11为本发明实施例3的转接架与车端锁止机构位置关系示意图。
图12为本发明实施例3的电池端锁止机构的支撑板位置关系示意图。
图13为本发明的车端锁止机构的锁定状态示意图。
图14为本发明的车端锁止机构的解锁状态示意图。
附图标记说明：
电动车辆100
车体10
电池挂架20
车身纵梁30
车端锁止机构40
锁止部件401
止动部件402
通道403
止动爪4021
基板404
电池端锁止机构50
电池包60
导向机构70
缓冲机构80
转接架1
挂架本体2
容纳区3
电池箱4
法兰5
安装槽6
避让槽7
导向块8
导向面9
避让孔11
电池端电连接器12
车端电连接器13
连接板14
立板15
支撑板16
解锁孔17
车身纵梁的长度方向X
车身纵梁的宽度方向Y
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所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供了一种电动车辆100，如图1所示，电动车辆100包括：车体10、电池挂架20和电池包60，电池挂架20连接于车体10，进一步地，电动车辆100的车体10具有沿前后方向平行设置的两根车身纵梁30，用于连接电动车辆100的主要部件，例如悬挂、车轮等，电池挂架20也被安装在这两根车身纵梁30的下方，此外电池包60沿竖直方向挂接于电池挂架20的下表面以便于可从电动车辆100的下方对其进行电池包60的快速更换，使得电池包60的更换更为快捷方便。本实施例中，电池挂架20为由型材焊接而成的框架结构，各个车端锁止机构40设置在电池挂架20的下表面位置处，用于沿竖直方向与电池包60的电池端锁止机构50进行锁止连接，使得电池包60位于电池挂架20的底部并相对于电池挂架20连接或脱离，实现更换电池的目的。对于电池挂架20的材料，也可以依据实际需求选择其他材料，比如板材、方管，并不限定于型材。
进一步地，通过将电池包60设于电池挂架20的底部并挂接连接电池包60，使得电池包60在电动车辆100进行换电时仅需将电池包60通过换电设备(图中未示出)举升至预定高度即可，大大简化了电动车辆100的换电步骤，提高了换电效率并保证电池包60与电池挂架20的连接稳定性。
另外，多个车端锁止机构40沿车身纵梁30的宽度方向和/或长度方向的两侧布置，并间隔设置，电池端锁止机构50设于电池包60的侧面且用于与车端锁止机构40配合，当车端锁止机构40沿车身纵梁30的宽度方向设置时，也就是Y向设置车端锁止机构40，不仅能够通过车端锁止机构40与电池包60的电池端锁止机构50实现竖向挂接连接，并且在Y向上，位于电池包60两侧的电池端锁止机构50被车端锁止机构40所限位，也就是说电池包60在Y向上被电池挂架20所限位，也就是说电池包60在挂接后Y向的限位也同步实现，提升了挂接后电池包60的稳定性。
可以理解的是，当车端锁止机构40沿车身纵梁30的长度方向设置时，也就是X向设置车端锁止机构40，电池包60能够在X向上被电池挂架20所限位，通过沿车身纵梁30的长度方向和/或宽度方向间隔设置的车端锁止机构40实现电池包60挂接的同时沿X向和/或Y向对电池包60的定位，电池包60在被换电设备向上举升到位后，位于车身纵梁30的侧部的车端锁止机构40与电池端锁止机构50挂接后实现固定，同时，电池包60在挂接后X向和/或Y向的限位也同步实现，在挂接连接方式简化电池包60的安装的基础上，以简化电池包60在固定连接后需额外设置限位件的结构，节省了电池包60的安装时间并降低了电池包60的安装或拆卸的运行成本。
如图5、图6和图所示，在本实施例中，电池包60呈矩形结构且电池包60的侧部为竖向设置的板结构，电池端锁止机构50包括锁轴，多个电池端锁止机构50的锁轴沿水平方向设于板结构上且向外侧延伸，锁轴的一端通过螺栓或销钉固定连接于电池包60的侧面更进一步地，本实施例中，锁轴的一端为自由端，另一端为固定端，固定端设有法兰式的锁轴安装部，并设有多个安装孔，锁轴通过穿过安装孔的螺栓或销钉固定于电池包60的侧面；车端锁止机构40具有沿竖向设置并开口朝下的锁槽，锁轴随电池包60沿竖向运动，进入锁槽被车端锁止机构40锁定于锁槽内，或者车端锁止机构40解锁，锁轴随电池包60脱离锁槽，以实现电池包60沿竖向方向的挂接或取下，进行换电操作。例如在换电时，当需要将电池包60装在电动车辆100上时，换电设备沿竖向方向上举升电池包60，电池包60上的锁轴沿竖向滑入锁槽，车端锁止机构40将锁轴锁定在锁槽内，当需要将电池包60从电动车辆100上取下时，换电设备上的解锁结构将车端锁止机构40解锁，锁轴可以随换电设备沿竖向方向下降并脱离锁槽。当电池端锁止机构50位于电池包60的侧面时，车端锁止机构40直接挂接于电池包60的侧部而使得电池包60能够提升电池包60的顶面高度，进而增加电池包60的容量，并且不占用电池包60高度方向的空间，进而保证换电设备在换电过程中在高度方向上举升电池包60，实现顺利换电。
另外，将锁止位置设置在电池包60的侧部，使得换电过程中可操作空间较大，也方便实现电池包60的可靠锁定和解锁。电池端锁止机构50既可以设置在电池包60的长度方向的两侧，也可以设置在电池包60的宽度方向的两侧，或者同时设置，设置位置比较灵活，可以根据实际锁定或排布方式进行调整。本实施例中，如图2-图3和图5-图6所示，电池端锁止机构50同时设置在电池包60长度方向和宽度方向的两侧，即电池包60的四个侧面均设有电池端锁止机构50。
进一步地，转接架1的底端设有安装槽6，安装槽6为矩形槽且对应车端锁止机构40设有多个，车端锁止机构40位于安装槽6内且转接架1的侧壁上对应车端锁止机构40的锁槽开设有避让槽7，避让槽7与车端锁止机构40的锁槽连通且避让槽7的尺寸不小于锁槽的尺寸，避让槽7的开口朝下设置且避让槽7的开口贯通转接架1的底端边框，进而实现电池包60挂接于电池挂架20时，锁轴通过避让槽7滑入锁槽，实现车端锁止机构40与电池端锁止机构50配合，以此保证电池包60沿竖向与转接架1挂接进而与电池挂架20挂接，从而有利于增强锁止的可靠性和稳固性，而且能够减少车端锁止机构40对横向空间的侵占，结构更加紧凑。通过设置避让槽7以避免电池端锁止机构50无法与车端锁止机构40挂接的情况，提高了电池包60的挂接成功率。本实施例中，避让槽7开设在安装槽6朝向电池包60的一侧侧壁上。在其他可选的实施方式中，避让槽7也可以开设在安装槽6的内外两侧侧壁上。本实施例中，将电池端锁止机构50的锁轴设置在电池包60的侧面，且电池端锁止机构50的锁轴与电池包60顶面间隔预设距离，配合以转接架1对电池包60的限位，能够减弱电池包60的晃动(例如车辆加速或急刹时所产生的震动)对锁止点的影响，有利于保证锁止的可靠性。锁轴可以设置在电池包60侧面的中间位置，或距电池包60的顶面的中间位置以下处，以此提升对电池包60的限位，进一步提高锁止的可靠性。
进一步地，电池挂架20包括与车身纵梁30连接的挂架本体2，挂架本体2部分凹陷形成有容纳槽，用于供车身纵梁30穿过，该容纳槽与车身纵梁30贴合，车身纵梁30的侧部与挂架本体2的容纳槽内侧壁固定连接，进而通过车身纵梁30减少挂架本体2沿车身纵梁30的宽度方向上的晃动，提高了挂架本体2的稳定性。
在本实施例中，如图3、图4所示，而当车端锁止机构40通过转接架1连接于挂架本体2时，转接架1自挂架本体2向下延伸且车端锁止机构40设于转接架1的下端，用于与电池包60侧面的电池端锁止机构50配合，实现电池包60沿竖向挂接于电池挂架20，另外，转接架1沿电池包60的侧面形成围框，围框为由型材组成的矩形结构，且围框具有一定高度，用于限制围框内电池包60的位置，实现对于电池包60挂接过程中及挂接后的限位，并且便于转接架1的端部延伸至电池包60的侧面并与电池端锁止机构50配合，电池包60沿高度方向的一部分在挂接后位于围框内，也就是说电池包60在挂接后电池包60部分位于转接架1所形成的围框内，通过围框限制电池包60的侧面以实现对于电池包60的限位作用，进而可以提高电池包60挂接后的稳定性。在其他可选的实施方式中，可以直接将车端锁止机构40与挂架本体2连接，这种情况下，车端锁止机构40沿竖直方向向下设置并与电池包60上的电池端锁止机构50配合，以保证电池包60沿竖向挂接于电池挂架20上，进一步沿竖向连接于车体10。并且，当车端锁止机构40直接连接于挂架本体2时，电池挂架20的结构更加简单，易于加工且成本较低。
在本实施例中，转接架1与挂架本体2为一体式成型，一体成型的转接架1与挂架本体2之间的结构强度得以保证，进而能够承载并挂接更大重量的电池包60，此外，一体成型下，车端锁止机构40与电池挂架20之间的装配更加方便，仅需将车端锁止机构40连接于转接架1上即可实现车端锁止机构40连接于电池挂架20上，电池包60的电池端锁止机构50与车端锁止机构40配合即实现电池包60与电池挂架20的挂接连接。
可以理解的是，转接架1通过形成围框来限制电池包60在与电池挂架20后的位置，围框的中间部分所围合形成用于包围电池包60的容纳区3，当容纳区3的深度大于或等于电池包60的厚度时，转接架1将电池包60全部包围于容纳区3内，也就是说电池包60沿车身纵梁30的X向和Y向均被转接架1所限制，进而实现电池包60挂接于电池挂架20后被限位以防止窜动；当容纳区3的深度小于电池包60的厚度时，部分电池包60被容纳区3所包围，也就是说电池包60对应容纳区3的部分沿车身纵梁30的X向和Y向均被转接架1所限制，同样能够实现限位电池包60并提高电池包60挂接于电池挂架20后的连接稳定性。
如图3、图4所示，在本实施例中，电池端锁止机构50的锁轴沿水平方向设于电池包60的侧面，且锁轴距离电池包60顶面有一定预设距离，该预设距离即为电池包60挂接于电池挂架20所需的挂接距离，相应的转接架1上的车端锁止机构40在转接架1上远离挂架本体2的距离与挂接距离相匹配，此时电池包60在容纳区内的部分刚好与容纳区相匹配，能够减少在竖向方向上的空间浪费。
此外，如图5-图6所示，本实施例中，电池包60的侧面对应于转接架1的底端设有缓冲机构80，缓冲机构80设置于电池端锁止机构50的下方，缓冲机构80包括可在竖向方向上弹性变形的缓冲件。缓冲机构80可选用材质为橡胶的缓冲件，当然也可以选用其他材质，例如海绵等，此为现有技术，在此不做过多赘述。通过设置缓冲机构80来减缓转接架1在与电池包60之间以及车端锁止机构40与电池端锁止机构50之间在电池包60挂接时的冲击，另外，缓冲机构80也可以减缓电池包60挂接后随电动车辆100行驶过程中的晃动，有利于锁止的可靠性和稳定性。将缓冲机构80对应于转接架1底端设置，不会额外占用横向空间。本实施例中，缓冲机构80绕电池包60侧面一周连续设置，为了不影响对车端锁止机构40的解锁，缓冲机构80上预留有避免干涉解锁的解锁孔17，在进行换电操作时，换电设备上的解锁机构可以穿过解锁孔17，对车端解锁机构40进行解锁。在其他可选的实施方式中，缓冲机构80也可以间断设置，间断设置的缓冲机构80可以避开解锁机构的解锁路径设置，也可以对应于车端锁止机构40设置并设置相应的解锁孔17。
进一步地，在本实施例中，电池包60具有电池箱4，电池箱4用于容纳放置于其内的电芯及必要的电气部件，电池端锁止机构50的锁轴固定于电池箱4的侧面，缓冲机构80还包括设置于电池箱4侧面且水平方向向外延伸的法兰5，缓冲件设置在法兰5的上表面，法兰5用于与转接架1的端部配合，挤压缓冲件从而起到缓冲作用，当电池包60挂接于电池挂架20上时，转接架1远离挂架本体2的一端与法兰5上表面的缓冲件抵接，电池端锁止机构50位于缓冲机构80的上方，车端锁止机构40设于转接架1上且位于转接架1与法兰5配合的端部，另外，通过法兰5可以保证电池包60与电池挂架20的挂接高度，进而避免在挂接电池包60时，电池包60的顶部直接撞击电池挂接20的挂架本体2，避免电池包60在电动车辆100行驶过程中受到颠簸时电池包60与挂架本体2碰撞，提高了电池包60的使用安全性和使用寿命。
如图5、图6所示，本实施例中，转接架1与电池包60之间设有导向机构70，导向机构70包括导向块8和导向面9，转接架1朝向电池包60的一面形成用于引导电池包60沿竖向方向挂接的导向面9，导向面9可为倾斜面或是弧形面，其目的在于转接架1与电池包60的顶部接触时，电池包60通过导向面9顺利进入转接架1的容纳区3，提高了电池包60在挂接时的挂接精度和流畅度，提高了挂接成功率。
另外，电池包60的侧面设有用于与导向面9相同作用的导向块8，导向块8贴合于电池包60的侧面，并位于缓冲机构80上方，导向块8靠近电池挂架20的一端倾斜设置或是弧形设置，以便于转接架1与电池包60接触时通过导向块8引导转接架1滑向电池包60的侧面，即转接架1的容纳区3包围电池包60，使得电池包60的挂接更加顺利，另外，这样设置也有利于减小电池挂架20的横向尺寸。
如图3、图5所示，电池包60具有凸起部，凸起部从车体10侧面向上延伸凸出于车体10底部，进一步地，该凸起部从两个车身纵梁30的侧面向上凸起，凸起部用于增加电池包60的容量，通过向上延伸有效利用高度方向上的空间，以增大电池包60的内部空间，从而可以容纳更多的电芯。与电池包60的凸起部相匹配地，挂架本体2可以设有与凸起部匹配的避让孔11或避让腔，以避让或容纳凸起部。本实施例中，在两个车身纵梁30之间的挂架本体2上设置避让孔11，并在两个车身纵梁30外侧的挂架本体2上，通过将挂架本体2向上拱起，从而形成避让腔，可以对车身纵梁30两侧的电池包60进行保护。本实施例中，挂架本体2对应凸起部设置避让孔11和避让腔以避免挂架本体2与电池包60之间可能发生的干涉。
电池包60的电芯位于电池箱4内，凸起部增大电池包60的电池容量，进而提升了电动车辆100的续航里程，续航里程的增加在一定程度上能够减少电动车辆100的换电次数，且有效的提高了电动车辆100的利用率，而相比于挂架本体2形成的容纳槽并通过容纳槽与车身纵梁30贴合，容纳槽用于避让车身纵梁30，电池包60相应在避让车身纵梁30的同时为提高电池包60的容量就会形成凸起部，凸起部形成于两个车身纵梁30的外侧以及两个车身纵梁30之间，为保证电池包60的容量且避免电池包60与挂接本体2抵接，挂架本体2在两个车身纵梁30的外侧沿水平方向向外延伸，一般情况下，挂架本体2的顶部高度不高于车身纵梁30的顶部，以避免对车身纵梁30上方的车辆部件的操作造成干涉。
如图6、图9所示，在本实施例中，电池包60的顶部设有电池端电连接器12，电池端电连接器12的接口朝下设置，挂架本体2的相应位置设有车端电连接器13，车端电连接器13的接口朝上设置，以此实现电池端电连接器12与车端电连接器13在竖直方向上插接连接，在电池包60沿竖向挂接的同时也实现了电连接，而且也无需复杂的机械结构，电连接更加可靠，也提升了换电效率。
另外，此种结构能够取代电连接器的接口沿水平方向设置时，由于电动车辆100的启动或是急刹时所产生的晃动造成的接口松脱、接触不良等现象。
进一步地，可以在电池端电连接器12和/或车端电连接器13设置浮动结构，也保证顺利连接，能抵消一部分电池包晃动对电连接的影响，避免因电动车辆100在行驶过程中颠簸而导致的电池包60的电池端电连接器12的接口与车端电连接器13的接口断开的情况，提高了电池包60的供电效率和电动车辆100的使用体验，弹性件可选用弹簧，接口通道可选用橡胶包裹的转接器，此为现有技术，在此不做过多赘述。
本实施例中，电动车辆100为电动卡车，具体为重型卡车或轻型卡车，由于电动卡车的电池包体积大、重量重，在与电动卡车的车身纵梁30连接时更为繁琐和复杂，使得在换电过程中所需的换电空间更大，并且电动卡车因装载货物使得自身扭曲时扭矩更大，即对于电池包60的影响更大。因此沿竖向挂接电池包60以减少换电步骤，简化换电的方式来提高换电效率，并且通过电池挂架20有效的提高电池包60的连接稳定性。当然，也可以适用于轿车等乘用车的车型上。
本实施例中的车端锁止机构40不限于上述各实施例中提及的带有锁槽的车端锁止机构40，还可以是其他任意能够实现电池包60沿竖向(直上直下)挂接式至电动车辆100的锁止机构，例如螺栓式锁止机构、涨珠式锁止机构、T型锁式锁止机构、钩挂式锁止机构等等。
实施例2
如图7、图8所示，本实施例的电动车辆的整体结构基本和实施例1中的结构相同，其不同的之处在于，本实施例中的转接架1可拆卸连接于挂架本体2。
具体地，转接架1为板件所拼接围成的矩形围框，相邻板件之间通过连接件呈垂直方向连接进而拼接成矩形围框，围框连接于挂架本体2的边缘，连接件可选用螺钉，相对应的板件上开设有螺纹孔和安装孔，当然也可以选用榫卯结构，其目的在于将板件连接并形成围框，从而与挂架本体2配合形成容纳区3，通过围框限制电池包60沿车身纵梁30的X向和Y向，转接架1可拆卸连接能够使得对应单独加工各个板件时便于提高加工精度，而单独的板件的精度提高有利于提高围框的精度，也就是说转接架1的精度相应提高，能够更加顺利的与电池包60挂接。板件上设置安装槽6，车端锁止机构40相应设于安装槽6内，既保证了电池包60与电池挂架20顺利挂接并保证挂接后的连接稳定性，又通过转接架1对于电池包60进行限位以减少额外设置限位件对于电池包60进行限位，降低了电动车辆100的成本，具有一定经济性。
实施例3
如图10、图11和图12所示，本实施例的电动车辆的整体结构基本和实施例1中的结构相同，其不同的之处在于，本实施例中的电池端锁止机构50与转接架1对应电池包60的顶面设置，使得锁止位置位于电池包的顶面。
本实施例中，当电池端锁止机构50设置于电池包60的顶面上时，电池端锁止机构50的锁轴可以通过电池包60的顶面形成凹槽并将车端锁止机构40伸入凹槽与锁轴配合，锁轴即在电池包60顶部边缘向内延伸预设距离处，车端锁止机构40与电池端锁止机构50的锁止位置位于电池包60的顶面，这样一来不会因为电池端锁止机构50而增加电池包的宽度，二来也使得电池挂架20的尺寸缩小成为可能，也就是减少了电动车辆100的制造成本，并有利于电池挂架20和电池包60的尺寸控制。另外，上述结构也使得电池端锁止机构50之间的距离更小，以便于加工电池挂架20时提高电池挂架20的定位精度，电池包60连接的精度方面更容易保证，更有利于电池包60的顺利连接，进而提高换电效率。在其他可选的实施方式中，也可以通过将锁轴设置成高于电池包60的顶面并与车端锁止机构40配合。
多个车端锁止机构40连接于电池挂架20沿X向的两侧，能够有效利用车体大梁的长度方向设置车端锁止机构，锁止更可靠。
本实施例中，挂架本体2的宽度小于电池包60的宽度，而挂架本体2通过转接架1和连接于转接架1上的车端锁止机构40对电池包60的宽度方向(即Y向)进行限位，使得转接架1的尺寸减小，在保证电池包60挂接的稳定性的情况下，节约材料，挂接也更加顺利。
并且，本实施例中，转接架1可拆卸连接于挂架本体2，转接架1包括有连接板14和立板15，连接板14位于挂架本体2的两端的下表面处，通过连接件贴合并可拆卸连接于挂架本体2上，立板15竖向设置且与连接板14垂直连接并形成“T”型结构。
本实施例中，立板15的两侧均设置车端锁止机构40，通过增加车端锁止机构40的数量，进而提升电池包60在挂接后的稳定性，使得电池包60通过电池端锁止机构50挂接于电池挂架20上后更加牢固。
可以理解的是，立板15上沿竖向与电池包60的电池端锁止机构50挂接的端部设有避让槽7，避让槽7的开口朝下设置且避让槽7与车端锁止机构40的锁槽连通，即电池端锁止机构50的锁轴通过避让槽7滑入锁槽，并通过车端锁止机构40实现竖向锁定电池包60，设置避让槽7提高了电池包60的挂接成功率，并避免立板15出现干涉电池包60挂接的情况。
进一步地，本实施例中，立板15的两侧均设置车端锁止机构40时，两侧对应位置处的车端锁止机构40均与同一个电池端锁止机构50连接，即两侧的车端锁止机构40的锁槽和立板15的避让槽7的开口重合，而电池端锁止机构50的锁轴在沿电池包60顶部的水平方向设置且同时与立板15两侧对应的车端锁止机构40的锁槽和立板15的避让槽7配合，也就是电池端锁止机构50的锁轴与两个车端锁止机构40同时连接，相比于立板15的一侧设置车端锁止机构40，在不增加电池端锁止机构50结构数量和复杂程度的情况下，增加了车端锁止机构40与电池端锁止机构50的连接点数量，并相应在锁轴的两端同时挂接电池包60的顶部，进而提高了电池包60在与转接架1挂接时的受力均匀性和可靠性，从而使得电池包60挂接后更加牢固。
在其他可选的实施方式中，当立板15的外侧或内侧设置车端锁止机构40时，转接架1和连接于转接架1上的车端锁止机构40实现对电池包60的宽度方向(即Y向)限位，并保证电池包60挂接于转接架1进而挂接于电池挂架20的连接稳定性，并减少电池挂架20的加工难度，降低对电池挂架20的加工精度要求。
此外，在本实施例中，电池包60的顶面立设有两个支撑板16，两个支撑板16并排间隔设置，锁轴连接于两个支撑板16之间，锁轴沿水平方向设置且锁轴的两端与两个支撑板16固定连接，两个支撑板16之间的间隔不小于立板15上两侧设置车端锁止机构40后的宽度，也就是说电池包60在与立板15沿竖向挂接时，立板15两侧设置的车端锁止机构40伸入两支撑板16之间并与锁轴配合，以实现电池包60挂接于转接架1，进而挂接于电池挂架20上，既保证了电池包60挂接后的连接稳定性，又提高了锁轴的受力均匀性，进一步地提高了电池包60的受力均匀性。
在本实施例的一种较佳的实施方式中，两个支撑板16的内侧顶端设置有导向面9，导向面9为倾斜面，以在电池包60挂接时起到一定的引导作用。在其他可选的实施方式中，导向面9也可以是弧形面。
可以理解的是，两支撑板16之间还设置有加强件，加强件可为杆件，加强件的两端同样与两支撑板16连接，其目的在于增加两支撑板16之间的支撑点，进而增加平行设置的两支撑板16之间的结构强度，相应的立板15上对应加强件同样设置防干涉的槽，此槽为现有技术，在此不做过多赘述，通过设置加强件以保持平行设置的两支撑板16之间的间隔，进而提高电池端锁止机构50的重复使用率，提高了电池包60可换电次数，降低了换电成本。
在本实施例中，车端锁止机构40可以采用如图13(锁止状态)、图14(解锁状态)所示的车端锁止机构40，该车端锁止机构40包括基板404、两个锁止部件401以及分别与两个锁止部件401对应设置的止动部件402，锁止部件401上设有一端开口的通道403，止动部件402上设有止动爪4021，两个锁止部件401对称地设置于锁槽的两侧，并可相对于基板404转动，两个止动部件402可转动地设置于两个锁止部件401的外侧，且两个锁止部件401可分别被对应的止动部件402的止动爪4021抵接并阻止其沿解锁方向转动，此时两个锁止部件401的通道403将锁轴抱合，从而将锁轴锁止在锁槽内。当需要解锁时，通过解锁机构(通常设置在换电设备上)作用到止动部件402上，带动止动部件402的止动爪4021与锁止部件401脱离接触，从而使得锁止部件401可沿解锁方向旋转，实现解锁。
进一步地，锁轴安装于电池包60上，锁轴与锁止部件401相配合以将电池包60锁止。上述表述也可以理解为，通过两个锁止部件401与同个锁轴相配合，实现了电池包60稳定地锁止于车端锁止机构40；即每个车端锁止机构40通过两个锁止部件401分担该锁止点处的重量，提高了车端锁止机构40的结构强度与承重能力，可以适用于重量更大的电池包60，提高锁轴锁止的稳定性和可靠性，进而提高了电池包60锁止于电池挂架20的稳定性和可靠性。
在其他可选的实施方式中，车端锁止机构40也可以是任意能够实现电池包60沿竖向(直上直下)挂接式至电动车辆100的锁止机构，例如螺栓式锁止机构、涨珠式锁止机构、T型锁式锁止机构、钩挂式锁止机构等等。
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 (15)

1.一种电动车辆，其特征在于，包括：
车体，
电池挂架，连接于所述车体，
多个车端锁止机构，连接于所述电池挂架沿所述车体宽度方向的两侧和/或长度方向的两侧，并间隔设置，
电池包，具有与多个所述车端锁止机构相匹配的多个电池端锁止机构，多个所述电池端锁止机构通过沿竖向方向与多个所述车端锁止机构挂接，使所述电池包连接于所述电池挂架的底部。
2.如权利要求1所述的电动车辆，其特征在于，多个所述电池端锁止机构设置于所述电池包的侧面，和/或多个所述电池端锁止机构设置于所述电池包的顶面。
3.如权利要求2所述的电动车辆，其特征在于，所述电池挂架包括与车体连接的挂架本体，多个所述车端锁止机构直接连接于所述挂架本体，或通过转接架连接于所述挂架本体，所述转接架自所述挂架本体向下延伸，所述转接架与所述挂架本体为一体式结构，或所述转接架可拆卸连接于所述挂架本体。
4.如权利要求3所述的电动车辆，其特征在于，所述转接架形成用于包围所述电池包的容纳区，沿竖向方向至少部分所述电池包位于所述容纳区内。
5.如权利要求4所述的电动车辆，其特征在于，所述电池端锁止机构设置于所述电池包的侧面，且所述电池端锁止机构与所述电池包顶面间隔预设距离；
所述转接架的底端设有安装槽，所述车端锁止机构设置于所述安装槽内，所述车端锁止机构具有竖向设置且开口朝下的锁槽，所述安装槽至少在朝向所述电池包的一侧侧壁设有用于避让所述锁槽的避让槽。
6.如权利要求4所述的电动车辆，其特征在于，所述转接架与所述电池包之间设有导向机构，所述导向机构包括导向块和导向面，所述导向块设置于所述电池包的侧面，所述转接架朝向所述电池包的一侧表面形成有所述导向面。
7.如权利要求5所述的电动车辆，其特征在于，所述电池包的侧面对应于所述转接架的底端设有缓冲机构，所述缓冲机构设置于所述电池端锁止机构的下方，所述缓冲机构包括可在竖向方向上弹性变形的缓冲件。
8.如权利要求3所述的电动车辆，其特征在于，所述转接架的底端指向所述电池包的顶面，且所述转接架与设置在电池包顶面的所述电池端锁止机构对应设置。
9.如权利要求8所述的电动车辆，其特征在于，所述转接架包括通过连接件可拆卸连接于所述挂架本体的连接板以及自所述连接板向下延伸的立板，所述立板的至少一侧设置有所述车端锁止机构；
所述车端锁止机构具有沿竖向设置并开口朝下的锁槽，所述立板设有与所述锁槽匹配的避让槽。
10.如权利要求9所述的电动车辆，其特征在于，所述立板的两侧的对应位置处均设有所述车端锁止机构，且对应设置的两个所述车端锁止机构用于与一个所述电池端锁止机构相连。
11.如权利要求8所述的电动车辆，其特征在于，所述电池端锁止机构包括锁轴，所述电池包顶面立设有两个支撑板，两个所述支撑板并排间隔设置，所述锁轴连接于两个所述支撑板之间，所述锁轴用于与所述车端锁止机构挂接连接。
12.如权利要求3所述电动车辆，其特征在于，所述电池包具有凸起部，所述凸起部从所述车体侧面向上延伸凸出于车体底部，所述挂架本体设有与所述凸起部匹配的避让孔或避让腔。
13.如权利要求12所述的电动车辆，其特征在于，所述车体包括两个并列且间隔设置的车身纵梁，所述凸起部形成于两个所述车身纵梁的外侧和/或两个所述车身纵梁之间。
14.如权利要求3所述的电动车辆，其特征在于，所述电池包的顶部设有电池端电连接器，所述挂架本体的相应位置设有车端电连接器，所述电池端电连接器与所述车端电连接器在竖直方向上插接连接。
15.如权利要求1所述的电动车辆，其特征在于，所述电动车辆为电动卡车。
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