CN116118469A - 快换电池及换电车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供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涨珠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；各电池包均以涨珠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202210837804.1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。

现有电动重卡或轻卡车辆，电池包安装在车体的上方，换电时需要使用吊具从车辆上方拆装电池包以实现换电，吊具成本高且占用空间大，增大建站用地成本及设备成本，并且，电池包重量大，吊装过程中容易发生晃动，影响吊装可靠性，存在安全隐患。

另外，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吊装式换电不方便、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涨珠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；各电池包均以涨珠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，所述涨珠锁止方式的结构包括锁止件和锁止机构，所述锁止件包括涨珠，所述锁止机构包括锁座，所述涨珠与所述锁座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，通过涨珠和锁座之间的配合实现电池包和换电车辆之间的涨珠锁止，有利于提高锁止的可靠性和耐用性。

较佳地，所述涨珠设置于所述电池包上，所述锁座设置于所述快换支架或所述车梁上；或者，所述锁座设置于所述电池包上，所述涨珠设置于所述快换支架或所述车梁上。

在本方案中，涨珠和锁座的配合形式简单，操作方便，有利于电池包快速锁止于换电车辆上，同时涨珠和锁座方便加工，造价较低。

较佳地，所述涨珠或者所述锁座设于所述电池包的中间位置，且所述涨珠或者所述锁座贯穿于所述电池包。

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或车梁之间连接的稳定性。

较佳地，所述涨珠或者所述锁座浮动连接于所述电池包上。

在本方案中，浮动连接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。

较佳地，所述涨珠或者所述锁座浮动连接于所述快换支架或所述车梁上。

在本方案中，浮动连接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，所述涨珠包括连接柱和若干锁止球，若干所述锁止球能够在所述连接柱上运动，使得若干所述锁止球露出于所述连接柱的外表面或向所述连接柱内收缩，以实现所述锁止球抵靠锁止在所述锁座上或所述涨珠与所述锁座相互解锁。

在本方案中，当进行电池包的锁止操作时，锁止球被驱动至部分露出于连接柱并与锁止腔室的内侧壁卡接，实现锁止；当进行电池包的解锁操作时，锁止球复位至连接柱内部，以使得涨珠与锁座相分离，实现解锁。通过上述结构设置，使得涨珠与锁座的锁止和解锁更加方便快捷。

较佳地，所述涨珠还包括驱动组件，所述驱动组件设于所述连接柱的内部并与所述锁止球抵接，所述锁座具有用于容纳部分所述驱动组件的锁止腔室，所述驱动组件用于部分伸入所述锁止腔室内并驱动所述锁止球在一锁止位置和一解锁位置之间移动；

当所述锁止球位于所述锁止位置时，所述锁止球部分露出于所述连接柱的外表面并与所述锁止腔室的内侧壁卡接；

当所述锁止球位于所述解锁位置时，所述锁止球向所述连接柱的内部收缩并复位至所述连接柱的内部。

在本方案中，当需要将电池包锁止于换电车辆上时，可将驱动组件部分伸入锁止腔室内，通过驱动组件驱动锁止球部分伸出连接柱并与锁止腔室的内侧壁卡接，实现锁止；当需要将电池包从换电车辆上解锁时，通过驱动组件驱动锁止球复位至连接柱的内部，实现解锁。上述锁止和解锁操作简单方便，有利于提高电池包的锁止和解锁效率。

较佳地，所述驱动组件包括驱动螺栓和驱动球，所述驱动球设置在所述驱动螺栓朝向所述锁止球的一端，所述驱动球位于所述连接柱内并与所述锁止球抵接，所述连接柱的内部设有内螺纹，所述内螺纹与所述驱动螺栓配合，所述驱动螺栓通过调节与所述连接柱的螺纹连接长度以控制所述驱动球向所述锁止球施加使所述锁止球部分露出于所述连接柱的作用力。

在本方案中，当进行电池包的锁止操作时，通过旋转驱动螺栓使驱动螺栓向靠近驱动球的方向移动，并不断顶升驱动球，进而使得驱动球能够挤压锁止球，使锁止球部分伸出于连接柱并与锁止腔室的内侧壁卡接，实现锁止；当进行电池包的解锁操作时，沿相反的方向旋转驱动螺栓，使驱动螺栓向远离驱动球的方向移动，驱动球在失去驱动螺栓的外力作用后，不再挤压锁止球，锁止球复位至驱动壳内，实现解锁。通过驱动螺栓和驱动球的设置，使得涨珠与锁座的锁止和解锁更加方便。

较佳地，所述涨珠还包括连接件，所述连接件具有安装通孔，所述驱动组件安装于所述安装通孔内，所述连接件连接于所述电池包或所述换电车辆。

在本方案中，驱动组件安装于连接件的安装通孔内，通过连接件将驱动组件安装于电池包或换电车辆上，增加了驱动组件的安装牢固性，进而提高电池包锁止的安全性。

较佳地，所述涨珠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涨珠和/或锁座以阻止所述涨珠与所述锁座之间相对旋转运动。

在本方案中，上述结构避免了涨珠与锁座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，所述防转止退结构通过棘轮棘爪、涨珠、卡合、啮合中的一种配合方式实现限制所述涨珠相对锁座转动的目的。

在本方案中，棘轮棘爪、涨珠、卡合、啮合等配合方式结构简单，安装方便。

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涨珠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。

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。

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驱动螺栓，进而带动驱动螺栓旋转，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驱动螺栓的联动，解锁联动件可以与驱动螺栓一体化设置，也可以仅在解锁和锁止时与驱动螺栓连接。

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，各所述电池包通过涨珠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：

本发明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(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；各电池包均以涨珠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涨珠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涨珠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

涨珠21

连接柱211

锁止球212

驱动组件213

驱动螺栓2131

驱动球2132

连接件214

延伸部22

锁止机构3

锁座31

锁止腔室311

导向件5

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通过涨珠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均沿竖直方向以涨珠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均以涨珠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。

涨珠锁止方式的结构可以参见专利授权公告号CN210941321U，当然，涨珠锁止方式的具体结构形式不限定为专利授权公告号CN210941321U这一种结构形式，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涨珠锁止方式的结构，具体如图8和图9所示。

在本实施例中，涨珠锁止方式的结构包括锁止件2和锁止机构3，锁止件2包括涨珠21，锁止机构3包括锁座31，涨珠21与锁座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。通过涨珠21和锁座31之间的配合实现电池包11和换电车辆100之间的涨珠21锁止，有利于提高锁止的可靠性和耐用性。

在本实施例中，涨珠21设置于电池包11上，锁座31设置于快换支架101或车梁102上。涨珠21和锁座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，同时涨珠21和锁座31方便加工，造价较低。在其他可选的实施方式中，也可以将锁座31设置于电池包11上，将涨珠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，涨珠21或者锁座31也可以设于电池包11的中间位置，且涨珠21或者锁座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或车梁102之间连接的稳定性。

在本实施例中，涨珠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，锁座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，涨珠21包括连接柱211和若干锁止球212，若干锁止球212能够在连接柱211上运动，使得若干锁止球212露出于连接柱211的外表面或向连接柱211内收缩，以实现锁止球212抵靠锁止在锁座31上或涨珠21与锁座31相互解锁。当进行电池包11的锁止操作时，锁止球212被驱动至部分露出于连接柱211并与锁止腔室311的内侧壁卡接，实现锁止；当进行电池包11的解锁操作时，锁止球212复位至连接柱211内部，以使得涨珠21与锁座31相分离，实现解锁。通过上述结构设置，使得涨珠21与锁座31的锁止和解锁更加方便快捷。具体的，在本实施例中，连接柱211为空心柱，且连接柱211设有若干锁止孔，若干锁止孔与若干锁止球212一一对应设置，锁止孔的直径小于锁止球212的直径，以使得锁止球212能够通过锁止孔部分露出于连接柱211，而不至于完全滑脱出连接柱211。

在本实施例中，涨珠锁止方式的结构还包括驱动组件213，驱动组件213设于连接柱211的内部并与锁止球212抵接，锁座31具有用于容纳部分驱动组件213的锁止腔室311，驱动组件213用于部分伸入锁止腔室311内并驱动锁止球212在一锁止位置和一解锁位置之间移动；当锁止球212位于锁止位置时，锁止球212部分露出于连接柱211的外表面并与锁止腔室311的内侧壁卡接；当锁止球212位于解锁位置时，锁止球212向连接柱211的内部收缩并复位至连接柱211的内部。当需要将电池包11锁止于换电车辆100上时，可将驱动组件213部分伸入锁止腔室311内，通过驱动组件213驱动锁止球212部分露出于连接柱211并与锁止腔室311的内侧壁卡接，实现锁止；当需要将电池包11从换电车辆100上解锁时，通过驱动组件213驱动锁止球212复位至连接柱211的内部，实现解锁。上述锁止和解锁操作简单方便，有利于提高电池包11的锁止和解锁效率。

在本实施例中，驱动组件213还包括驱动螺栓2131和驱动球2132，驱动球2132设置在驱动螺栓2131朝向锁止球212的一端，驱动球2132位于连接柱211内并与锁止球212抵接，连接柱211的内部设有内螺纹，内螺纹与驱动螺栓2131配合，驱动螺栓2131通过调节与连接柱211的螺纹连接长度以控制驱动球2132向锁止球212施加使锁止球212部分露出于连接柱211的作用力。当进行电池包11的锁止操作时，通过旋转驱动螺栓2131使驱动螺栓2131向靠近驱动球2132的方向移动，并不断顶升驱动球2132，进而使得驱动球2132能够挤压锁止球212，使锁止球212部分伸出于连接柱211并与锁止腔室311的内侧壁卡接，实现锁止；当进行电池包11的解锁操作时，沿相反的方向旋转驱动螺栓2131，使驱动螺栓2131向远离驱动球2132的方向移动，驱动球2132在失去驱动螺栓2131的外力作用后，不再挤压锁止球212，锁止球212复位至驱动壳内，实现解锁。通过驱动螺栓2131和驱动球2132的设置，使得涨珠21与锁座31的锁止和解锁更加方便。

在本实施例中，涨珠锁止方式的结构还包括连接件214，连接件214具有安装通孔，驱动组件213安装于安装通孔内，连接件214连接于电池包11或换电车辆100。驱动组件213安装于连接件214的安装通孔内，通过连接件214将驱动组件213安装于电池包11或换电车辆100上，增加了驱动组件213的安装牢固性，进而提高电池包11锁止的安全性。

在本实施例中，涨珠锁止方式的结构还包括防转止退结构，防转止退结构连接于涨珠21以阻止涨珠21与锁座31之间相对旋转运动。上述结构避免了涨珠21与锁座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。在其他可替代的实施方式中，防转止退结构还可以通过棘轮棘爪、和/或涨珠、和/或卡合、和/或啮合等配合方式实现限制涨珠21与锁座31之间相对旋转。更具体地，通过上述配合方式实现限制驱动螺栓2131相对锁座31的转动从而实现限制涨珠21与锁座31之间相对旋转。在其他可选的实施方式中，也可以将防转止退结构设置于锁座31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)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上的锁止机构相配合以涨珠锁止方式将电池包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的驱动螺栓2131进行驱动，使驱动螺栓2131沿竖直方向进行升降运动，进而通过驱动球2132使得锁止球212在锁止位置和解锁位置之间移动，从而更加方便地使锁止件2与电动车辆上的锁止机构进行对接，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和第二导向机构，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5以及设置于箱体111上的导向孔1112，导向件5和导向孔1112相配合，以实现电池包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。通过导向件5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。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5，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或第二导向机构。

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，涨珠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上的锁座31对准，此时，沿竖直方向，驱动螺栓2131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22，延伸部22的上端与驱动螺栓2131的底部相连接，因此，可以利用外部驱动机构作用于延伸部22的下端，通过延伸部22带动驱动螺栓2131运动，以实现锁止件2和锁止机构的锁止或解锁。

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22。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驱动螺栓2131旋转，进而实现解锁和锁止。解锁联动件可以与驱动螺栓2131一体化设置，也可以仅在解锁和锁止时与驱动螺栓2131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驱动螺栓2131上，进而带动驱动螺栓2131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通过涨珠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。具体地，在本实施例中，快换支架101朝向电池包11的一侧设有与电池包11上的导向孔1112相对应的导向件5。

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，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 (26)

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涨珠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，所述涨珠锁止方式的结构包括锁止件和锁止机构，所述锁止件包括涨珠，所述锁止机构包括锁座，所述涨珠与所述锁座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，所述涨珠设置于所述电池包上，所述锁座设置于所述快换支架或所述车梁上；或者，所述锁座设置于所述电池包上，所述涨珠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，所述涨珠或者所述锁座设于所述电池包的中间位置，且所述涨珠或者所述锁座贯穿于所述电池包。

5.如权利要求3所述的快换电池，其特征在于，所述涨珠或者所述锁座浮动连接于所述电池包上。

6.如权利要求3所述的快换电池，其特征在于，所述涨珠或者所述锁座浮动连接于所述快换支架或所述车梁上。

7.如权利要求2所述的快换电池，其特征在于，所述涨珠包括连接柱和若干锁止球，若干所述锁止球能够在所述连接柱上运动，使得若干所述锁止球露出于所述连接柱的外表面或向所述连接柱内收缩，以实现所述锁止球抵靠锁止在所述锁座上或所述涨珠与所述锁座相互解锁。

8.如权利要求7所述的快换电池，其特征在于，所述涨珠还包括驱动组件，所述驱动组件设于所述连接柱的内部并与所述锁止球抵接，所述锁座具有用于容纳部分所述驱动组件的锁止腔室，所述驱动组件用于部分伸入所述锁止腔室内并驱动所述锁止球在一锁止位置和一解锁位置之间移动；

当所述锁止球位于所述锁止位置时，所述锁止球露出于所述连接柱的外表面并与所述锁止腔室的内侧壁卡接；

当所述锁止球位于所述解锁位置时，所述锁止球向所述连接柱的内部收缩并复位至所述连接柱的内部。

9.如权利要求8所述的快换电池，其特征在于，所述驱动组件包括驱动螺栓和驱动球，所述驱动球设置在所述驱动螺栓朝向所述锁止球的一端，所述驱动球位于所述连接柱内并与所述锁止球抵接，所述连接柱的内部设有内螺纹，所述内螺纹与所述驱动螺栓配合，所述驱动螺栓通过调节与所述连接柱的螺纹连接长度以控制所述驱动球向所述锁止球施加使所述锁止球部分露出于所述连接柱的作用力。

10.如权利要求9所述的快换电池，其特征在于，所述涨珠还包括连接件，所述连接件具有安装通孔，所述连接柱安装于所述安装通孔内，所述连接件连接于所述电池包或所述换电车辆。

11.如权利要求2所述的快换电池，其特征在于，所述涨珠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涨珠和/或锁座以阻止所述涨珠与所述锁座之间相对旋转运动。

12.如权利要求11所述的快换电池，其特征在于，所述防转止退结构通过棘轮棘爪、涨珠、卡合、啮合中的一种配合方式实现限制所述涨珠相对锁座转动的目的。

13.如权利要求1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。

14.如权利要求13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。

15.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。

16.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涨珠锁止方式将所述电池包锁止于所述换电车辆上。

17.如权利要求16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。

18.如权利要求17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。

19.如权利要求16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。

20.如权利要求19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。

21.如权利要求19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。

22.如权利要求16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。

23.一种换电车辆，其特征在于，所述换电车辆包括如权利要求1-22中任一项所述的快换电池。

24.如权利要求23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，各所述电池包通过涨珠锁止方式独立锁止于所述快换支架。

25.如权利要求24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。

26.如权利要求25所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆为电动卡车。

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