CN116118463A - 快换电池及换电车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快换电池及换电车辆，属于换电车辆技术领域。快换电池包括多个电池包，多个电池包用于沿换电车辆的宽度方向布置，各电池包均沿竖直方向以螺栓锁止方式独立锁止于换电车辆的车体底部。快换电池包括了多个电池包，与传统的设计方式中将电池设计为一整个大的电池包(整包)相比，快换电池的单个电池包的体积和重量更小，方便安装，同时降低了对换电设备的要求；多个电池包沿换电车辆的宽度方向布置，结构布置紧凑，节省安装空间；各电池包均以螺栓锁止方式独立锁止于换电车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向连接于换电车辆的车体底部，方便电池包的拆装，提高了电池包的拆装效率。

Description

快换电池及换电车辆

本申请要求申请日为2022年07月15日的中国专利申请202210837094.2的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本发明涉及换电车辆技术领域，特别涉及一种快换电池及换电车辆。

背景技术

现有电动汽车的电池包安装方式一般分为固定式安装和可换式安装，其中固定式安装的电池包一般固定在汽车上；而可换式安转的电池包一般采用活动安装的方式，电池包可以随时取下，以进行更换或充电，在更换或充电完毕后，再安装到车体上。

可换式安装的电池包在更换时，需要通过换电设备将电池包移动至车端，并通过锁止件和锁止机构的配合，将电池包安装于换电车辆上。现有技术中，换电车辆的用电量较大，尤其是电动卡车，对应的所需要的电池包的体积和重量均较大，导致电池包在安装过程中，对换电设备的要求较高，且对准精度差，不利于电池包的快速更换。

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换电车辆上的电池包由于体积和重量大导致的对换电设备要求高、安装对准精度差、更换效率较低的缺陷中的至少一个，提供一种快换电池及换电车辆。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种快换电池，所述快换电池包括多个电池包，多个所述电池包用于沿换电车辆的宽度方向布置，各所述电池包均沿竖直方向以螺栓锁止方式独立锁止于所述换电车辆的车体底部。

在本方案中，快换电池包括了多个电池包，与传统的设计方式中将电池设计为一整个大的电池包(整包)相比，快换电池的单个电池包的体积和重量更小，方便安装，同时降低了对换电设备的要求；多个电池包沿换电车辆的宽度方向布置，结构布置紧凑，节省安装空间；各电池包均以螺栓锁止方式独立锁止于换电车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向连接于换电车辆的车体底部，方便电池包的拆装，提高了电池包的拆装效率。

较佳地，所述螺栓锁止方式的结构包括锁止件和锁止机构，所述锁止件包括螺栓，所述锁止机构包括螺母，所述螺栓与所述螺母之间可拆卸连接以实现将电池包独立锁止于所述换电车辆的快换支架或车梁上。

在本方案中，通过螺栓和螺母之间的配合实现电池包和换电车辆之间的螺栓锁止，锁止方式简单方便，有利于提高锁止效率。

较佳地，所述螺栓设置于所述电池包上，所述螺母设置于所述快换支架或所述车梁上；或者，所述螺母设置于所述电池包上，所述螺栓设置于所述快换支架或所述车梁上。

在本方案中，螺栓和螺母的配合形式简单，操作方便，有利于电池包快速锁止于换电车辆上，同时螺栓和螺母方便加工，造价较低。

较佳地，所述螺栓或者所述螺母设于所述电池包的中间位置，且所述螺栓或者所述螺母贯穿于所述电池包。

在本方案中，采用上述结构形式，有利于保证电池包与快换支架连接的稳定性。

较佳地，所述螺栓或者所述螺母浮动连接于所述电池包上；或者，所述螺栓或者所述螺母浮动连接于所述快换支架或所述车梁上。

在本方案中，当螺栓或螺母浮动连接于电池包上时，能够减少换电车辆在受到转向扭曲或是颠簸时的扭矩或是震动传递至电池包，进而使得电池包受扭矩或是震动的影响减小；当螺栓或者螺母浮动连接于快换支架或车梁上时，能够减少换电车辆在受到转向扭曲或是颠簸时的扭矩或是震动传递至快换支架或车梁，进而使得快换支架或车梁受扭矩或是震动的影响减小。

较佳地，所述锁止机构还包括固定基座，所述螺母浮动连接于所述固定基座。

在本方案中，固定基座的设置能够保证螺母安装的稳定性，且螺母浮动连接于固定基座，能够减少换电车辆在受到转向扭曲或是颠簸时对螺母以及与螺母相连接结构的影响。

较佳地，所述螺栓包括螺纹部和连接部，所述螺纹部设有螺纹并用于与所述螺母螺纹连接。

在本方案中，螺栓通过螺纹部与螺母螺纹连接，保证连接的牢固性，避免螺栓意外滑脱于螺母。

较佳地，所述锁止件还包括锁壳，所述螺栓设于所述锁壳内，并可相对所述锁壳沿竖直方向升降或旋转。

在本方案中，锁壳对其内部的螺栓具有一定的保护作用，螺栓伸出于锁壳并沿竖直方向进行升降或旋转，方便与螺栓进行连接。

较佳地，所述螺栓锁止方式的结构还包括防转止退结构，所述防转止退结构连接于所述螺栓和/或所述螺母以阻止所述螺栓与所述螺母之间相对旋转运动。

在本方案中，防转止退结构避免了螺栓与螺母配合时产生相对旋转，进而保证了电池包与快换支架连接的稳定性。

较佳地，所述防转止退结构包括第一防转件和第二防转件；

所述第一防转件套设于所述第二防转件的外周侧，所述第一防转件连接于所述电池包或所述换电车辆；

所述第二防转件套设于所述螺栓的所述连接部，所述第二防转件用于在外力作用下在第一位置和第二位置之间切换；

当所述第二防转件位于所述第一位置时，所述第二防转件的外周壁与所述第一防转件的内周壁卡接；

当所述第二防转件位于所述第二位置时，所述第二防转件沿所述螺栓的轴向方向脱离所述第一防转件。

在本方案中，第一防转件起到连接和定位作用；通过外部驱动机构对第二防转件施加沿螺栓轴向方向的作用力，使第二防止件由第一位置移动至第二位置，位于第二位置的第二防转件可以自由转动，并带动第二防转件内部套接的螺栓转动，将螺栓与螺母进行锁止或解锁，完成锁止或解锁操作后，再将第二防转件由第二位置驱动至第一位置，此时第二防转件和第一防转件卡接，第二防转件的位置被固定，螺栓无法再转动。

较佳地，所述第一防转件为内齿圈，所述第二防转件为外齿圈，所述内齿圈套接在所述外齿圈的外周侧；当所述第二防转件位于所述第一位置时，所述内齿圈的轮齿与所述外齿圈的轮齿卡接。

在本方案中，通过内齿圈与外齿圈的啮合实现第一防转件和第二防转件的卡接，第一防转件通过限制第二防转件的旋转进而限制螺栓的转动。

较佳地，所述第一防转件还包括内凸缘，所述内凸缘自所述内齿圈的内周壁向所述内齿圈的径向内侧延伸；当所述第二防转件位于所述第一位置时，所述第二防转件远离所述螺栓的一端与所述内凸缘抵接。

在本方案中，内凸缘的设置能够对第二防转件在第一防转件内的移动进行限位，避免第二防转件从第一防转件远离螺母的一端滑脱。

较佳地，所述螺栓的所述连接部伸入所述第二防转件内，所述连接部的外周壁和所述第二防转件的内周壁中的一个设有环向分布的竖槽，另一个设有与所述竖槽相匹配的环向分布的凸起。

在本方案中，通过竖槽与凸起的配合实现螺栓与第二防转件的连接，并能够限制螺栓相对于第二防转件的转动，保证连接的稳定性。

较佳地，所述锁止件还包括锁壳，所述螺栓设于所述锁壳内，并可相对所述锁壳沿竖直方向升降或旋转；所述防转止退结构还包括弹性件；

所述第一防转件、所述第二防转件和所述弹性件均设置于所述锁壳内；

所述弹性件的两端分别抵接于所述锁壳和所述第二防转件，所述弹性件用于向所述第二防转件施加使所述第二防转件由所述第二位置复位至所述第一位置的作用力。

在本方案中，当第二防转件沿螺栓轴向向靠近螺母的方向移动时，弹性件受压且产生压缩位移，当通过第二防转件完成螺栓与螺母的锁止或解锁后，在弹性件的恢复力作用下，第二防转件复位至第一位置并与第一防转件实现卡接，进而不再转动，实现对螺栓的防转功能。

较佳地，所述换电车辆的车体包括车梁，所述电池包位于所述车梁的下方，或所述电池包部分位于所述车梁的侧面并向上延伸凸出于所述车梁底部。

在本方案中，当电池包位于车梁的下方时，电池包外形更加规整，方便电池包的拆装，拆装效率高；当电池包部分位于车梁的侧面并向上延伸凸出于车梁底部(即在车梁侧面向上凸起)时，能够充分利用车梁侧面的高度空间，增加电池容量，另外也能够适用于底盘较低的换电车辆，增大电池包的适用范围。

较佳地，所述换电车辆的车体包括两个所述车梁；

多个所述电池包的数量为奇数个，在水平方向上，至少一个所述电池包的部分设置在两个所述车梁之间；或，

多个所述电池包的数量为偶数个，至少两个所述电池包分别位于两个所述车梁的下方或侧面。

在本方案中，上述设置方式均使得多个电池包在水平方向上布置的重心位置位于或靠近换电车辆的中轴线，避免快换电池由于安装的重心位置过偏而发生偏载，提高了快换电池的安装牢固性和稳定性。

较佳地，相邻两个所述电池包间隔设置；和/或，

相邻的所述电池包之间设有第一缓冲件。

在本方案中，相邻电池包间隔设置，能够避免电池包之间的干涉，方便电池包的更换；第一缓冲件能够避免相邻电池包之间发生硬性碰撞，对电池包具有一定的保护作用，也能够对电池包沿竖向连接起到一定的导向作用。

较佳地，所述电池包包括用于容纳电池模组的箱体，所述箱体上设有所述锁止件，所述换电车辆上设有所述锁止机构，所述锁止件用于与设置于所述换电车辆上的所述锁止机构相配合以螺栓锁止方式将所述电池包锁止于所述换电车辆上。

在本方案中，电池包的箱体对其内部的电池模组具有保护作用；锁止件设置于箱体上，方便对电池包进行拆装，锁止件通过与锁止机构相配合，将电池包锁止于所述换电车辆上，安装牢固，且能够提高电池包的拆装效率。

较佳地，各所述电池包的所述锁止件分别设有多个，多个所述锁止件分布于所述箱体上沿所述电池包长度方向和/或宽度方向的两侧，或多个所述锁止件分布于所述箱体的顶部。

在本方案中，多个锁止件的设置能够提高电池包的安装牢固性和稳定性；沿电池包的长度方向和/或宽度方向，能够设置较多数量的锁止件，有利于加强电池包与换电车辆之间的连接。另外，在电池包长度方向沿换电车辆长度方向设置的情况下，将锁止机构在换电车辆晃动最大的方向(换电车辆前后方向上晃动较为明显)上排布，能够提升电池包与换电车辆之间连接的稳定性；当多个锁止件分布于箱体的顶部时，方便电池包和换电车辆之间的定位和锁止。

较佳地，所述电池包还包括：

第一导向机构，所述第一导向机构包括设置于所述箱体并向上延伸的导向件或设置于所述箱体的导向孔，所述导向件或所述导向孔用于与设置于所述换电车辆的导向孔或导向件配合，实现所述电池包与所述换电车辆沿竖直方向锁止连接的导向；

和/或，第二导向机构，所述第二导向机构包括设置于所述锁止件的导向块，所述导向块用于与设置于所述换电车辆的导向槽配合，实现所述电池包与所述换电车辆沿竖直方向连接的导向；

和/或，第三导向机构，所述螺母的所述开口向外逐渐扩大形成用于引导所述螺栓进入所述螺母的扩张斜面，所述扩张斜面与所述螺栓配合构成第三导向机构，所述第三导向机构的导向方向与所述第二导向机构的导向方向在水平面内互相垂直。

在本方案中，通过导向件与导向孔的配合，可以在电池包与换电车辆进行连接时，对电池包的沿竖直方向的运动进行导向，提高定位精度；第二导向机构的导向块与换电车辆的导向槽相配合，可以更加精确的对电池包在水平面的一个方向的移动进行限位，避免电池包发生偏移；第三导向机构为螺母的开口处设置的喇叭状结构，有利于螺栓与开口的初步定位，将螺栓导入至螺母内，并可以与第二导向机构配合对电池包在水平面的另一个方向的移动进行限位。

较佳地，所述箱体还包括加强框架，所述加强框架设置于所述箱体的侧面，所述锁止件设置于所述加强框架上。

在本方案中，加强框架可以加强箱体的整体结构强度，加强框架设置于箱体的侧面，还可以起到一定的防护和缓冲作用，避免外物直接对箱体造成撞击。

较佳地，所述加强框架上与所述锁止件对应的位置处设置有操作孔，所述操作孔用于供外部解锁设备进入，或者用于容纳解锁联动件。

在本方案中，外部解锁设备，如扭矩枪，通过操作孔能够伸入到加强框架的围设空间内并直接或间接作用于螺栓，进而带动螺栓旋转，实现解锁和锁止；或者在操作孔中设置解锁联动件，用于外部解锁设备与螺栓的联动，解锁联动件可以与螺栓一体化设置，也可以仅在解锁和锁止时与螺栓连接。

较佳地，所述加强框架的顶部设有第二缓冲件。

在本方案中，第二缓冲件设置于加强框架的顶部，可以避免电池包在拆装过程中与车体底部发生硬性碰撞，减缓冲击，避免对电池包造成损伤。

较佳地，所述电池包还包括箱端电连接器，所述箱端电连接器设置于所述箱体的顶部。

在本方案中，箱端电连接器设于箱体顶部，更靠近于换电车辆的车体底部，在电池包沿竖向与换电车辆连接时，箱端电连接器可以方便、直接地与换电车辆的车端电连接器进行插接连接，此连接方式可靠、稳定、方便。

一种换电车辆，所述换电车辆包括上述的快换电池。

在本方案中，换电车辆上的快换电池包括了多个电池包，与传统的设计方式中将电池设计为一整个大的电池包相比，快换电池的单个电池包的体积和重量更小，方便安装，且对换电设备的要求更低；多个电池包沿换电车辆的宽度方向布置，结构布置紧凑，节省安装空间；各电池包均独立锁止于换电车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向连接于换电车辆的车体底部，竖直方向的连接方便电池包的拆装，提高了电池包的拆装效率。

较佳地，所述换电车辆还包括快换支架，所述快换支架连接于所述换电车辆的车体，各所述电池包通过螺栓锁止方式独立锁止于所述快换支架。

在本方案中，快换支架的设置方便对快换电池进行定位和安装，提高了快换电池的安装效率。

较佳地，所述换电车辆还包括车梁，所述快换支架安装于所述车梁；

所述快换支架为整体式结构，所述快换支架具有多个电池包容纳区；

或，所述快换支架为分体式结构，各所述快换支架与所述电池包一一对应。

在本方案中，快换支架的设置方便快换电池的安装，当所述快换支架为整体式时，快换支架的整体性强，与快换电池的连接更为牢固；当所述快换支架为分体式时，快换支架与电池包一一对应，安装和布置更加灵活。

较佳地，所述换电车辆为电动卡车。

在本方案中，电动卡车的用电量大，所需电能多，采用上述的快换电池，避免了传统设计方式中将电池设计为一整个大的电池包导致的对换电设备要求高、换电不方便等缺陷，快换电池的单个电池包的体积和重量更小，方便安装，续航持久，尤其适用于电动卡车。

本发明的积极进步效果在于：

在本发明中，快换电池包括了多个电池包，与传统的设计方式中将电池设计为一整个大的电池包(整包)相比，快换电池的单个电池包的体积和重量更小，方便安装，同时降低了对换电设备的要求；多个电池包沿换电车辆的宽度方向布置，结构布置紧凑，节省安装空间；各电池包均以螺栓锁止方式独立锁止于换电车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向连接于换电车辆的车体底部，方便电池包的拆装，提高了电池包的拆装效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的换电车辆的立体结构示意图。

图2为本发明一实施例的快换电池和快换支架的立体结构示意图。

图3为本发明一实施例的快换电池和快换支架的侧视结构示意图。

图4为本发明一实施例的快换电池和快换支架的前视结构示意图。

图5为本发明一实施例的快换电池和快换支架的俯视结构示意图。

图6为本发明一实施例的快换支架的立体结构示意图。

图7为本发明一实施例的快换电池的立体结构示意图。

图8为本发明一实施例的螺栓锁止方式的结构的立体结构示意图。

图9为本发明一实施例的螺栓锁止方式的结构的剖面结构示意图。

附图标记说明：

换电车辆100

快换支架101

车梁102

快换电池1

电池包11

箱体111

加强框架1111

导向孔1112

箱端电连接器112

锁止件2

螺栓21

螺纹部211

连接部212

凸起2121

防转止退结构22

第一防转件221

内直齿2211

内凸缘2212

第二防转件222

外直齿2221

竖槽2222

弹性件223

锁壳224

端盖2241

开孔2242

延伸部23

锁止机构3

螺母31

导向件4

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之内。

如图1至图9所示，本实施例提供一种换电车辆100和快换电池1，该换电车辆100包括车梁102，车梁102上连接有快换支架101，快换电池1通过螺栓锁止方式连接于快换支架101上。

本实施例提供的快换电池1包括多个电池包11，多个电池包11用于沿换电车辆100的宽度方向布置，各电池包11均沿竖直方向以螺栓锁止方式独立锁止于换电车辆100的车体底部。快换电池1包括了多个电池包11，与传统的设计方式中将电池设计为一整个大的电池包11(整包)相比，快换电池1的单个电池包11的体积和重量更小，方便安装，同时降低了对换电设备的要求；多个电池包11沿换电车辆100的宽度方向布置，结构布置紧凑，节省安装空间；各电池包11均以螺栓锁止方式独立锁止于换电车辆100的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包11均沿竖直方向连接于换电车辆100的车体底部，方便电池包11的拆装，提高了电池包11的拆装效率。

其中，螺栓锁止方式的结构可以参见专利授权公告号CN106740029A。螺栓锁止方式的具体结构形式不限定为专利授权公告号CN106740029A这种结构形式，也可以为其他结构形式，具体可以不作限定。例如，本实施例中提供一种较为优选的螺栓锁止方式的结构，具体如图8和图9所示。

在本实施例中，螺栓锁止方式的结构包括锁止件2和锁止机构3，锁止件2包括螺栓21，锁止机构3包括螺母31，螺栓21与螺母31之间可拆卸连接以实现将电池包11独立锁止于换电车辆100的快换支架101或车梁102上。通过螺栓21和螺母31之间的配合实现电池包11和换电车辆100之间的螺栓21锁止，锁止方式简单方便，有利于提高锁止效率。

在本实施例中，螺栓21设置于电池包11上，螺母31设置于快换支架101上。螺栓21和螺母31的配合形式简单，操作方便，有利于电池包11快速锁止于换电车辆100上，同时螺栓21和螺母31方便加工，造价较低。在其他可选的实施方式中，也可以将螺母31设置于电池包11上，将螺栓21设置于快换支架101或车梁102上。

在其他可选的实施方式中，也可以将螺栓21或者螺母31也可以设于电池包11的中间位置，且螺栓21或者螺母31贯穿于电池包11。采用上述结构形式，有利于保证电池包11与快换支架101连接的稳定性。

在本实施例中，螺栓21浮动连接于电池包11上。浮动连接能够减少换电车辆100在受到转向扭曲或是颠簸时的扭矩或是震动传递至电池包11，进而使得电池包11受扭矩或是震动的影响减小。

在本实施例中，螺母31浮动连接于快换支架101上。浮动连接能够减少换电车辆100在受到转向扭曲或是颠簸时的扭矩或是震动传递至快换支架101，进而使得快换支架101受扭矩或是震动的影响减小。

在本实施例中，锁止机构3还包括固定基座(图中未示出)，螺母31浮动连接于固定基座。固定基座的设置能够保证螺母31安装的稳定性，且螺母31浮动连接于固定基座，能够减少换电车辆100在受到转向扭曲或是颠簸时对螺母31以及与螺母31相连接结构的影响。

在本实施例中，螺栓21包括螺纹部211和连接部212，螺纹部211设有螺纹并用于与螺母31螺纹连接。螺栓21通过螺纹部211与螺母31螺纹连接，保证连接的牢固性，避免螺栓21意外滑脱于螺母31。

在本实施例中，锁止件2还包括锁壳224，螺栓21设于锁壳224内，并可相对锁壳224沿竖直方向升降或旋转。锁壳224对其内部的螺栓21具有一定的保护作用，螺栓21伸出于锁壳224并沿竖直方向进行升降或旋转，方便与螺栓21进行连接。

在本实施例中，螺栓锁止方式的结构还包括防转止退结构22，防转止退结构22连接于螺栓21以阻止螺栓21与螺母31之间相对旋转运动。防转止退结构22避免了螺栓21与螺母31配合时产生相对旋转，进而保证了电池包11与快换支架101连接的稳定性。具体地，在本实施例中，防转止退结构22用于与螺栓21的连接部212连接，防止螺栓21相对螺母31旋转，保证螺栓21连接的牢固性，避免螺栓21意外滑脱于螺母31。

在其他可替代的实施方式中，防转止退结构22也可以连接于锁止机构3来实现阻止锁止件2与锁止机构3之间相对旋转运动，此状态下，防转止退结构22与螺母31连接，通过限制螺母31转动，来防止螺栓21和螺母31产生相对旋转，保证螺栓21连接的牢固性，避免螺栓21意外滑脱于螺母31。

在本实施例中，防转止退结构22包括第一防转件221和第二防转件222；第一防转件221套设于第二防转件222的外周侧，第一防转件221连接于电池包11；第二防转件222套设于螺栓21的连接部212，第二防转件222用于在外力作用下由第一位置移动至第二位置；当第二防转件222位于第一位置时，第二防转件222的外周壁与第一防转件221的内周壁卡接；当第二防转件222位于第二位置时，第二防转件222沿螺栓21的轴向方向脱离第一防转件221。第一防转件221起到连接和定位作用；通过外部驱动机构对第二防转件222施加沿螺栓21轴向方向的作用力，使第二防止件由第一位置移动至第二位置，位于第二位置的第二防转件222可以自由转动，并带动第二防转件222内部套接的螺栓21转动，将螺栓21与螺母31进行锁止或解锁，完成锁止或解锁操作后，再将第二防转件222由第二位置驱动至第一位置，此时第二防转件222和第一防转件221卡接，第二防转件222的位置被固定，螺栓21无法再转动。

在本实施例中，第一防转件221为内齿圈，第二防转件222为外齿圈，内齿圈套接在外齿圈的外周侧；当第二防转件222位于第一位置时，内齿圈的轮齿与外齿圈的轮齿卡接。通过内齿圈与外齿圈的啮合实现第一防转件221和第二防转件222的卡接，第一防转件221通过限制第二防转件222的旋转进而限制螺栓的转动。

在本实施例中，螺栓21的连接部212伸入第二防转件222内，第二防转件222的内周壁设有环向分布的竖槽2222，螺栓21的连接部212的外周壁设有环向分布的与竖槽2222相匹配的凸起2121，以使得第二防转件222能够通过竖槽2222和凸起2121的配合带动螺栓21一同移动或转动。在其他可选的实施方式中，也可以在第二防转件222的内周壁设有环向分布的凸起2121，在螺栓21的连接部212的外周壁上设置环向分布的与凸起2121相匹配的竖槽2222。此外，第二防转件222和螺栓21的连接部212的连接方式并不局限于本实施例，只要能够实现两者的联动即可。

在本实施例中，第一防转件221的内周壁设有内凸缘2212和环向分布的内直齿2211，内凸缘2212位于内直齿2211远离螺母31的一端，且内凸缘2212自第一防转件221的内周壁向第一防转件221的径向内侧延伸，第二防转件222的外周壁设有环向分布的外直齿2221；当第二防转件222位于第一位置时，第二防转件222和第一防转件221通过内直齿2211和外直齿2221啮合，且第二防转件222远离螺母31的一端面抵接于内凸缘2212。内直齿2211和外直齿2221一方面能够实现第一防转件221和第二防转件222的啮合，另一方面方便第二防转件222沿螺栓21的轴向方向进行移动，有利于提高锁止效率；内凸缘2212的设置能够对第二防转件222在第一防转件221内的移动进行限位，避免第二防转件222从第一防转件221远离螺母31的一端滑脱。

在本实施例中，防转止退结构22还包括弹性件223；第一防转件221、第二防转件222和弹性件223均设置于锁壳224内；弹性件223的两端分别抵接于锁壳224和第二防转件222，弹性件223用于向第二防转件222施加使第二防转件222由第二位置复位至第一位置的作用力。当第二防转件222沿螺栓21轴向向靠近螺母31的方向移动时，弹性件223受压且产生压缩位移，当通过第二防转件222完成螺栓21与螺母31的锁止或解锁后，在弹性件223的恢复力作用下，第二防转件222复位至第一位置并与第一防转件221实现卡接，进而不再转动，实现对螺栓21的防转功能。

具体的，在本实施例中，锁壳224为筒状，且锁壳224靠近螺栓21的螺纹部211的一端设有端盖2241，端盖2241上设有开孔2242，开孔2242的设置方便螺栓21伸出锁壳224进而与螺母31进行连接，弹性件223的两端分别抵接于第二防转件222的上侧壁和锁壳224的端盖2241的内侧壁上。

在本实施例中，换电车辆100的车体包括车梁102，电池包11位于车梁102的下方，电池包11外形更加规整，方便电池包11的拆装，拆装效率高。在其他可选的实施方式中，也可以将电池包11部分位于车梁102的侧面并向上延伸凸出于车梁102底部(即在车梁102侧面向上凸起2121)时，能够充分利用车梁102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换电车辆100，增大电池包11的适用范围。

在本实施例中，换电车辆100的车体包括两个车梁102；多个电池包11的数量为奇数个，在水平方向上，至少一个电池包11的部分设置在两个车梁102之间。上述设置方式均使得多个电池包11在水平方向上布置的重心位置位于或靠近换电车辆100的中轴线，避免快换电池1由于安装的重心位置过偏而发生偏载，提高了快换电池1的安装牢固性和稳定性。在其他可选的实施方式中，多个电池包11的数量也可以为偶数个，至少两个电池包11分别位于两个车梁102的下方或侧面。

在本实施例中，相邻两个电池包11间隔设置，且相邻的电池包11之间设有第一缓冲件。相邻电池包11间隔设置，能够避免电池包11之间的干涉，方便电池包11的更换；第一缓冲件能够避免相邻电池包11之间发生硬性碰撞，对电池包11具有一定的保护作用，也能够对电池包11沿竖向连接起到一定的导向作用。

在本实施例中，电池包11包括用于容纳电池模组的箱体111，箱体111上设有锁止件2，换电车辆100上设有锁止机构3，锁止件2用于与设置于换电车辆100上的锁止机构3相配合以螺栓锁止方式将电池包11锁止于换电车辆100上。电池包11的箱体111对其内部的电池模组具有保护作用；锁止件2设置于箱体111上，方便对电池包11进行拆装，锁止件2通过与锁止机构3相配合，将电池包11锁止于换电车辆100上，安装牢固，且能够提高电池包11的拆装效率。

具体地，在本实施例中，锁止件2沿竖直方向连接于箱体111，外部驱动机构只需沿竖直方向对锁止件2的螺栓21进行驱动，从而更加方便地使锁止件2与电动车辆上的锁止机构3进行对接，并实现螺栓21和螺母31之间的锁止或解锁，提高锁止效率。

在本实施例中，各电池包11的锁止件2分别设有多个，多个锁止件2分布于箱体111上沿电池包11长度方向的两侧。多个锁止件2的设置能够提高电池包11的安装牢固性和稳定性；沿电池包11的长度方向和/或宽度方向，能够设置较多数量的锁止件2，有利于加强电池包11与换电车辆100之间的连接。另外，在电池包11长度方向沿换电车辆100长度方向设置的情况下，将锁止机构3在换电车辆100晃动最大的方向(换电车辆100前后方向上晃动较为明显)上排布，能够提升电池包11与换电车辆100之间连接的稳定性；当多个锁止件2分布于箱体111的顶部时，方便电池包11和换电车辆100之间的定位和锁止。

具体地，在本实施例中，单个电池包11沿其长度方向的两侧分别设有三个锁止件2，且电池包11两侧的锁止件2均匀对称布置，有利于各锁止件2的均匀受力。在其他可选的实施方式中，多个锁止件2也可以分布于箱体111上沿电池包11宽度方向的两侧；还可以将多个锁止件2分布于箱体111的顶部，方便电池包11和换电车辆100之间的定位和锁止。

在本实施例中，电池包11还包括第一导向机构、第二导向机构和第三导向机构。第一导向机构包括设置于快换支架101并向下延伸的导向件4和设置于箱体111上的导向孔1112，导向孔1112和导向件4相配合，实现电池包11与换电车辆100沿竖直方向锁止连接的导向；第二导向机构包括设置于锁止件2的导向块，导向块用于与设置于换电车辆100的导向槽配合，实现电池包11与换电车辆100沿竖直方向连接的导向；第三导向机构中，螺母31的开口向外逐渐扩大形成用于引导螺栓21进入螺母31的扩张斜面，扩张斜面与螺栓21配合构成第三导向机构，第三导向机构的导向方向与第二导向机构的导向方向在水平面内互相垂直。通过导向件4与导向孔1112的配合，可以在电池包11与换电车辆100进行连接时，对电池包11的沿竖直方向的运动进行导向，提高定位精度；第二导向机构的导向块与换电车辆100的导向槽相配合，可以更加精确的对电池包11在水平面的一个方向的移动进行限位，避免电池包11发生偏移；第三导向机构为螺母31的开口处设置的喇叭状结构，有利于螺栓21与开口的初步定位，将螺栓21导入至螺母31内，并可以与第二导向机构配合对电池包11在水平面的另一个方向的移动进行限位。

具体地，在本实施例中，单个电池包11的箱体111的四个端角处分别设有导向孔1112，换电车辆100在对应的位置上分别设有导向件4，实现了在电池包11的四个端角处进行导向，提高了导向的精度。在其他可选的实施方式中，也可以只设置第一导向机构、第二导向机构或第三导向机构中的一种或两种。

在本实施例中，箱体111还包括加强框架1111，加强框架1111设置于箱体111的侧面，锁止件2设置于加强框架1111上。加强框架1111可以加强箱体111的整体结构强度，加强框架1111设置于箱体111的侧面，还可以起到一定的防护和缓冲作用，避免外物直接对箱体111造成撞击。

具体地，在本实施例中，沿竖直方向，锁止件2穿设于加强框架1111，即加强框架1111对锁止件2的上下两端形成约束，保证锁止件2在沿竖直方向进行运动的时候不发生偏移，从而保证锁止时锁止件2与换电车辆100上的锁止机构3的精确对准，提高锁止精度和锁止效率。

具体地，在本实施例中，螺栓21设置于电池包11侧面靠近换电车辆100的上方位置处，以方便与换电车辆100上的螺母31对准，此时，沿竖直方向，螺栓21距电池包11侧面的下方位置处具有一定距离，故在本实施例中，锁止件2还包括沿竖直方向设置的延伸部23，延伸部23的上端与螺栓21的底部相连接，因此，可以利用外部驱动机构作用于延伸部23的下端，通过延伸部23带动驱动螺栓21运动，以实现锁止件2和锁止机构3的锁止或解锁。

具体地，在本实施例中，加强框架1111上与锁止件2对应的位置处设置有操作孔，用于容纳解锁联动件。本实施例中，解锁联动件即为上述的延伸部23。在操作孔中设置解锁联动件，用于外部解锁设备与锁止件2的联动，通过解锁联动件带动螺栓21旋转，进而实现解锁和锁止。解锁联动件可以与螺栓21一体化设置，也可以仅在解锁和锁止时与螺栓21连接。在其他可选的实施方式中，操作孔还可以用于供外部解锁设备进入，外部解锁设备，如扭矩枪，通过操作孔能够伸入到加强框架1111的围设空间内并直接或间接作用于螺栓21上，进而带动螺栓21旋转，实现解锁和锁止。

在本实施例中，加强框架1111的顶部设有第二缓冲件。第二缓冲件设置于加强框架1111的顶部，可以避免电池包11在拆装过程中与车体底部发生硬性碰撞，减缓冲击，避免对电池包11造成损伤。

在本实施例中，电池包11还包括箱端电连接器112，箱端电连接器112设置于箱体111的顶部。箱端电连接器112设于箱体111顶部，更靠近于换电车辆100的车体底部，在电池包11沿竖向与换电车辆100连接时，箱端电连接器112可以方便、直接地与换电车辆100的车端电连接器进行插接连接，此连接方式可靠、稳定、方便。

本实施例还提供一种换电车辆100，换电车辆100包括上述的快换电池1。换电车辆100上的快换电池1包括了多个电池包11，与传统的设计方式中将电池设计为一整个大的电池包11相比，快换电池1的单个电池包11的体积和重量更小，方便安装，且对换电设备的要求更低；多个电池包11沿换电车辆100的宽度方向布置，结构布置紧凑，节省安装空间；各电池包11均独立锁止于换电车辆100的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包11均沿竖直方向连接于换电车辆100的车体底部，竖直方向的连接方便电池包11的拆装，提高了电池包11的拆装效率。

在本实施例中，换电车辆100还包括快换支架101，快换支架101连接于换电车辆100的车体，各电池包11通过螺栓锁止方式独立锁止于快换支架101。快换支架101的设置方便对快换电池1进行定位和安装，提高了快换电池1的安装效率。

在本实施例中，换电车辆100还包括车梁102，快换支架101安装于车梁102；快换支架101为整体式结构，快换支架101具有多个电池包11容纳区。快换支架101的设置方便快换电池1的安装，且快换支架101的整体性强，与快换电池1的连接更为牢固。在其他可选的实施方式中，快换支架101也可以为分体式结构，各快换支架101与电池包11一一对应，安装和布置更加灵活。

在本实施例中，换电车辆100为电动卡车。电动卡车的用电量大，所需电能多，采用上述的快换电池1，避免了传统设计方式中将电池设计为一整个大的电池包11导致的对换电设备要求高、换电不方便等缺陷，快换电池1的单个电池包11的体积和重量更小，方便安装，续航持久，尤其适用于电动卡车。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于装置或组件正常使用时的方位或位置关系，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组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。

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 (28)

1.一种快换电池，其特征在于，所述快换电池包括多个电池包，多个所述电池包用于沿换电车辆的宽度方向布置，各所述电池包均沿竖直方向以螺栓锁止方式独立锁止于所述换电车辆的车体底部。

2.如权利要求1所述的快换电池，其特征在于，所述螺栓锁止方式的结构包括锁止件和锁止机构，所述锁止件包括螺栓，所述锁止机构包括螺母，所述螺栓与所述螺母之间可拆卸连接以实现将电池包独立锁止于所述换电车辆的快换支架或车梁上。

3.如权利要求2所述的快换电池，其特征在于，所述螺栓设置于所述电池包上，所述螺母设置于所述快换支架或所述车梁上；或者，所述螺母设置于所述电池包上，所述螺栓设置于所述快换支架或所述车梁上。

4.如权利要求3所述的快换电池，其特征在于，所述螺栓或者所述螺母设于所述电池包的中间位置，且所述螺栓或者所述螺母贯穿于所述电池包。

5.如权利要求3所述的快换电池，其特征在于，所述螺栓或者所述螺母浮动连接于所述电池包上；或者，所述螺栓或者所述螺母浮动连接于所述快换支架或所述车梁上。

6.如权利要求2所述的快换电池，其特征在于，所述锁止机构还包括固定基座，所述螺母浮动连接于所述固定基座。

7.如权利要求2所述的换电车辆，其特征在于，所述螺栓包括螺纹部和连接部，所述螺纹部设有螺纹并用于与所述螺母螺纹连接。

8.如权利要求7所述的换电车辆，其特征在于，所述锁止件还包括锁壳，所述螺栓设于所述锁壳内，并可相对所述锁壳沿竖直方向升降或旋转。

9.如权利要求7所述的快换电池，其特征在于，所述螺栓锁止方式的结构还包括防转止退结构，所述防转止退结构连接于所述螺栓和/或所述螺母以阻止所述螺栓与所述螺母之间相对旋转运动。

10.如权利要求9所述的快换电池，其特征在于，所述防转止退结构包括第一防转件和第二防转件；

所述第一防转件套设于所述第二防转件的外周侧，所述第一防转件连接于所述电池包或所述换电车辆；

所述第二防转件套设于所述螺栓的所述连接部，所述第二防转件用于在外力作用下在第一位置和第二位置之间切换；

当所述第二防转件位于所述第一位置时，所述第二防转件的外周壁与所述第一防转件的内周壁卡接；

当所述第二防转件位于所述第二位置时，所述第二防转件沿所述螺栓的轴向方向脱离所述第一防转件。

11.如权利要求10所述的快换电池，其特征在于，所述第一防转件为内齿圈，所述第二防转件为外齿圈，所述内齿圈套接在所述外齿圈的外周侧；当所述第二防转件位于所述第一位置时，所述内齿圈的轮齿与所述外齿圈的轮齿卡接。

12.如权利要求11所述的快换电池，其特征在于，所述第一防转件还包括内凸缘，所述内凸缘自所述内齿圈的内周壁向所述内齿圈的径向内侧延伸；当所述第二防转件位于所述第一位置时，所述第二防转件远离所述螺栓的一端与所述内凸缘抵接。

13.如权利要求10所述的快换电池，其特征在于，所述螺栓的所述连接部伸入所述第二防转件内，所述连接部的外周壁和所述第二防转件的内周壁中的一个设有环向分布的竖槽，另一个设有与所述竖槽相匹配的环向分布的凸起。

14.如权利要求10所述的快换电池，其特征在于，所述锁止件还包括锁壳，所述螺栓设于所述锁壳内，并可相对所述锁壳沿竖直方向升降或旋转；

所述防转止退结构还包括弹性件；

所述第一防转件、所述第二防转件和所述弹性件均设置于所述锁壳内；

所述弹性件的两端分别抵接于所述锁壳和所述第二防转件，所述弹性件用于向所述第二防转件施加使所述第二防转件由所述第二位置复位至所述第一位置的作用力。

15.如权利要求1-14中任一项所述的快换电池，其特征在于，所述换电车辆的车体包括车梁，所述电池包位于所述车梁的下方，或所述电池包部分位于所述车梁的侧面并向上延伸凸出于所述车梁底部。

16.如权利要求15所述的快换电池，其特征在于，所述换电车辆的车体包括两个所述车梁；

多个所述电池包的数量为奇数个，在水平方向上，至少一个所述电池包的部分设置在两个所述车梁之间；或，

多个所述电池包的数量为偶数个，至少两个所述电池包分别位于两个所述车梁的下方或侧面。

17.如权利要求1所述的快换电池，其特征在于，相邻两个所述电池包间隔设置；和/或，

相邻的所述电池包之间设有第一缓冲件。

18.如权利要求2所述的快换电池，其特征在于，所述电池包包括用于容纳电池模组的箱体，所述箱体上设有所述锁止件，所述换电车辆上设有所述锁止机构，所述锁止件用于与设置于所述换电车辆上的所述锁止机构相配合以螺栓锁止方式将所述电池包锁止于所述换电车辆上。

19.如权利要求18所述的快换电池，其特征在于，各所述电池包的所述锁止件分别设有多个，多个所述锁止件分布于所述箱体上沿所述电池包长度方向和/或宽度方向的两侧，或多个所述锁止件分布于所述箱体的顶部。

20.如权利要求18所述的快换电池，其特征在于，所述电池包还包括：

第一导向机构，所述第一导向机构包括设置于所述箱体并向上延伸的导向件或设置于所述箱体的导向孔，所述导向件或所述导向孔用于与设置于所述换电车辆的导向孔或导向件配合，实现所述电池包与所述换电车辆沿竖直方向锁止连接的导向；

和/或，第二导向机构，所述第二导向机构包括设置于所述锁止件的导向块，所述导向块用于与设置于所述换电车辆的导向槽配合，实现所述电池包与所述换电车辆沿竖直方向连接的导向；

和/或，第三导向机构，所述螺母的开口向外逐渐扩大形成用于引导所述螺栓进入所述螺母的扩张斜面，所述扩张斜面与所述螺栓配合构成第三导向机构，所述第三导向机构的导向方向与所述第二导向机构的导向方向在水平面内互相垂直。

21.如权利要求18所述的快换电池，其特征在于，所述箱体还包括加强框架，所述加强框架设置于所述箱体的侧面，所述锁止件设置于所述加强框架上。

22.如权利要求21所述的快换电池，其特征在于，所述加强框架上与所述锁止件对应的位置处设置有操作孔，所述操作孔用于供外部解锁设备进入，或者用于容纳解锁联动件。

23.如权利要求21所述的快换电池，其特征在于，所述加强框架的顶部设有第二缓冲件。

24.如权利要求18所述的快换电池，其特征在于，所述电池包还包括箱端电连接器，所述箱端电连接器设置于所述箱体的顶部。

25.一种换电车辆，其特征在于，所述换电车辆包括如权利要求1-24中任一项所述的快换电池。

26.如权利要求25所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆还包括快换支架，所述快换支架连接于所述换电车辆的车体，各所述电池包通过螺栓锁止方式独立锁止于所述快换支架。

27.如权利要求26所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆还包括车梁，所述快换支架安装于所述车梁；

所述快换支架为整体式结构，所述快换支架具有多个电池包容纳区；

或，所述快换支架为分体式结构，各所述快换支架与所述电池包一一对应。

28.如权利要求27所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆为电动卡车。

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