CN116252668A - 电池包组件及电动车辆 - Google Patents

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CN116252668A CN202210837122.0A CN202210837122A CN116252668A CN 116252668 A CN116252668 A CN 116252668A CN 202210837122 A CN202210837122 A CN 202210837122A CN 116252668 A CN116252668 A CN 116252668A
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Abstract

本发明提供一种电池包组件及电动车辆，属于电动车辆技术领域。电池包组件包括多个电池包，多个电池包用于沿电动车辆的宽度方向布置，各电池包均沿竖直方向挂接并独立锁止于电动车辆的车体底部。电池包组件包括了多个电池包，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，电池包组件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；多个电池包沿电动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电动车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向挂接于电动车辆的车体底部，沿竖直方向的挂接式连接方便电池包的拆装，提高了电池包的拆装效率。

Description

电池包组件及电动车辆
技术领域
本发明涉及电动车辆技术领域，特别涉及一种电池包组件及电动车辆。
背景技术
现有电动车辆的电池包安装方式一般分为固定式安装(例如直充型电动车辆)和可换式安装(例如快换型电动车辆或者兼具直充和快换型的电动车辆)，其中固定式安装的电池包一般固定于电动车辆上；而可换式安装的电池包一般采用活动安装的方式，电池包可以随时取下更换。
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，并通过电池端锁止机构和车端锁止机构的配合，将电池包安装于电动车辆上。现有技术中，电动车辆的用电量较大，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电动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，提供一种电池包组件及电动车辆。
本发明过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种电池包组件，所述电池包组件包括多个电池包，多个所述电池包用于沿电动车辆的宽度方向布置，各所述电池包均沿竖直方向挂接并独立锁止于所述电动车辆的车体底部。
在本方案中，电池包组件包括了多个电池包，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，电池包组件的单个电池包的体积和重量更小，方便安装，有利于电池包的标准化，同时降低了对换电设备的要求；多个电池包沿电动车辆的宽度方向布置，结构布置紧凑，能更好地利用车身纵梁之间和两侧的空间布置电池包，节省安装空间，也能更好地利用车身纵梁长度方向设置锁止机构，有利于电池包的承载稳定性，也为两侧同时换电提供了便捷性；各电池包均独立锁止于电动车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向挂接于电动车辆的车体底部，沿竖直方向的挂接式连接(直上直下挂接连接)方便电池包的拆装，提高了电池包的拆装效率。
优选地，所述电动车辆的车体包括车身纵梁，所述电池包位于所述车身纵梁的下方，或所述电池包部分位于所述车身纵梁的侧面并向上延伸凸出于所述车身纵梁底部。
在本方案中，当电池包位于车身纵梁的下方时，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身纵梁的侧面并向上延伸凸出于车身纵梁底部(即在车身纵梁侧面向上凸起)时，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。
优选地，所述电动车辆的车体包括两个所述车身纵梁；
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身纵梁之间；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身纵梁的下方或侧面。
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电动车辆的中轴线，避免电池包组件由于安装的重心位置过偏而发生偏载，提高了电池包组件的安装牢固性和稳定性。
优选地，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挂接起到一定的导向作用。
优选地，所述电池包包括用于容纳电池模组的箱体，所述箱体上设有箱端锁止机构，所述箱端锁止机构用于与设置于所述电动车辆上的车端锁止机构相配合以将所述电池包锁止于所述电动车辆上。
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；箱端锁止机构设置于箱体上，方便对电池包进行拆装，箱端锁止机构通过与车端锁止机构相配合，将电池包锁止于所述电动车辆上，安装牢固，且能够提高电池包的拆装效率。
优选地，各所述电池包的所述箱端锁止机构分别设有多个，多个所述箱端锁止机构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，或多个所述箱端锁止机构分布于所述箱体的顶部。
在本方案中，多个箱端锁止机构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箱端锁止机构，有利于加强电池包与电动车辆之间的连接。另外，在电池包长度方向沿电动车辆长度方向设置的情况下，将锁止机构在电动车辆晃动最大的方向(电动车辆前后方向上晃动较为明显)上排布，能够提升电池包与电动车辆之间连接的稳定性；当多个箱端锁止机构分布于箱体的顶部时，方便电池包和电动车辆之间的定位和锁止。
优选地，所述箱端锁止机构为锁机构或锁轴中的一种，用于与所述箱端锁止机构相配合的所述车端锁止机构为锁机构或锁轴中的另一种，所述电池包通过所述锁机构和所述锁轴的配合锁止于所述电动车辆上；
所述锁机构包括锁槽和锁舌，所述锁槽沿竖直方向延伸，且沿其延伸方向的一端设有开口；所述开口用于供所述锁轴进入所述锁槽内的锁定区域，所述锁舌用于对位于所述锁定区域内的所述锁轴进行锁定，以限定其脱离。
在本方案中，当箱端锁止机构为锁机构，车端锁止机构为锁轴时，由于锁机构更靠近换电设备，更方便换电设备上的解锁机构作用于锁机构以对电池包进行解锁；当箱端锁止机构为锁轴，车端锁止机构为锁机构时，只需要在车端设置锁机构，而无需在大量的电池包上设置锁机构，从而可以减少锁机构的使用量，而锁机构的成本较高，较少的锁机构也意味着成本的降低。锁槽和锁轴的配合形式简单，方便加工，通过锁舌的运动实现锁止和解锁两个状态，操作简单方便。
优选地，所述箱端锁止机构为锁轴，所述车端锁止机构为锁机构，所述锁机构的所述锁槽的所述开口朝下设置；或，
所述箱端锁止机构为锁机构，所述车端锁止机构为锁轴，所述锁机构的所述锁槽的所述开口朝上设置。
在本方案中，上述锁机构和锁轴的两种设置方式均能够使得锁轴和锁槽的配合沿竖直方向进行，即锁轴沿竖直方向进入锁槽，方便锁轴由锁槽的开口进入锁槽的锁定区域，锁槽和锁轴的直上直下的运动方式，使得锁止的操作形式简单，能够提高锁止和解锁的效率，有利于电池包的快速更换。
优选地，所述锁舌可相对所述锁槽伸出或缩回以在一锁止位置和一解锁位置之间移动，当所述锁舌伸出至所述锁止位置时，所述锁舌可遮挡所述开口。
在本方案中，锁舌伸出时，切断锁槽的开口和锁定区域的连通，进而将锁轴锁定在锁定区域内，此时锁舌的位置为锁止位置；锁舌缩回时，锁槽的开口和锁定区域重新处于连通状态，锁轴可由锁定区域经开口移出锁槽，实现解锁，此时锁舌的位置为解锁位置。上述过程中，锁舌的移动简单、可靠，提高了锁止和解锁的效率。
优选地，所述锁机构还包括：
锁基座，所述锁槽开设于所述锁基座，且所述锁舌活动连接于所述锁基座；
锁止保持件，所述锁止保持件设置于所述锁基座上，用于向所述锁舌施加带动所述锁舌伸出的作用力，以使所述锁舌向所述锁止位置移动。
在本方案中，锁舌活动连接于锁基座，便于锁舌相对锁基座上的锁槽进行伸出和缩回运动；锁止保持件使得锁舌保持在锁止位置，提高电池包的锁止稳定性和牢固性，避免电池包在电动车辆行驶过程中与电动车辆意外解锁，引发安全问题。
优选地，所述锁止保持件为第一弹性件，所述锁止保持件的一端作用于所述锁舌，所述锁止保持件的另一端作用于所述锁基座。
在本方案中，锁止保持件采用第一弹性件，结构简单，设置方便。第一弹性件的两端分别作用于锁舌和锁基座，使得锁舌保持在锁止位置，提高电池包的锁止稳定性和牢固性。
优选地，所述锁基座设有锁舌孔，所述锁舌穿设于所述锁舌孔中。
在本方案中，锁舌孔的设置可以对锁舌的运动进行导向，方便锁舌更精准地相对锁槽进行伸出和收缩运动，提升锁止和解锁的精度和可靠性。
优选地，所述锁基座还设有锁止辅助孔，所述锁舌孔和所述锁止辅助孔设置于所述锁槽相对的两侧；当所述锁舌伸出至所述锁止位置时，所述锁舌部分伸入所述锁止辅助孔中。
在本方案中，锁舌孔和锁止辅助孔分别设于锁槽的相对的两侧，当锁舌由锁舌孔伸出对锁槽进行封闭以对锁槽内的锁轴进行锁止后，锁舌可继续做伸出运动直至伸入锁止辅助孔内，通过锁舌孔和锁止辅助孔对锁舌的双重限位，使得锁舌对锁轴的锁止更加可靠。
优选地，所述锁机构还包括解锁杆，所述解锁杆活动连接于所述锁舌，用于通过解锁运动带动所述锁舌缩回至所述解锁位置以打开所述开口。
在本方案中，通过解锁杆做解锁运动带动锁舌移动以实现锁槽内锁轴的解锁，在电池包的解锁过程中，换电设备的解锁机构可以通过作用于解锁杆，实现间接控制锁舌运动的效果，能够提高解锁效率，增加解锁的便捷性和换电设备上解锁机构布置的方便性。
优选地，所述锁舌设有解锁引导槽，所述解锁引导槽沿所述锁舌的移动方向延伸，所述解锁杆穿设于所述解锁引导槽，所述解锁杆具有导向部，所述导向部用于在所述解锁杆进行所述解锁运动时与所述解锁引导槽相作用，带动所述锁舌缩回。
在本方案中，解锁杆穿设于锁舌的解锁引导槽并与解锁引导槽相作用，当解锁杆进行解锁运动时，解锁杆的导向部与解锁引导槽的内侧壁贴合并对其施加作用力，使得锁舌锁舌做缩回运动，进而打开锁槽的开口，对锁轴进行解锁。
优选地，所述锁机构还包括解锁杆复位件，所述解锁杆复位件作用于所述解锁杆，用于带动所述解锁杆向与所述解锁运动相反的方向运动以复位。
在本方案中，解锁杆复位件对解锁杆施加与解锁运动方向相反的作用力，使得在解锁杆进行解锁运动并带动锁舌完成解锁操作后，能够带动解锁杆进行复位，同时为锁舌的复位提供避让空间。
优选地，所述解锁杆复位件为第二弹性件，所述解锁杆复位件的一端作用于所述锁机构所在的所述箱体或所述电动车辆，另一端作用于所述解锁杆。
在本方案中，锁止保持件采用第二弹性件，结构简单，设置方便。第二弹性件的两端分别作用于箱体和解锁杆，使得在解锁杆进行解锁运动并带动锁舌完成解锁操作后，能够带动解锁杆进行复位。
优选地，所述锁舌的伸出或缩回的方向沿水平方向；和/或，
所述解锁杆的所述解锁运动的方向沿竖直方向。
在本方案中，锁舌移动的方向沿水平方向，方便锁舌沿水平方向移动以打开锁槽的开口；解锁杆运动的方向沿竖直方向，方便换电设备上的解锁机构直接沿竖直方向作用于解锁杆，解锁效率高，方便解锁。
优选地，所述锁槽内与所述开口相对的另一端设有第二缓冲件。
在本方案中，第二缓冲件设于锁槽内，当锁轴由锁槽的开口进入锁定区域时，第二缓冲件位于锁轴和锁槽之间，能够避免锁轴和锁槽之间发生硬性碰撞，提高锁机构和锁轴的使用寿命，提升锁止的可靠性。
优选地，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电动车辆的导向孔或导向件配合，实现所述电池包与所述电动车辆沿竖直方向挂接连接的导向；
和/或，第二导向机构，所述第二导向机构包括设置于所述箱端锁止机构的导向块，所述导向块用于与设置于所述电动车辆的导向槽配合，实现所述电池包与所述电动车辆沿竖直方向挂接连接的导向；
和/或，第三导向机构，所述锁槽的所述开口向所述锁槽外逐渐扩大形成用于引导所述锁轴进入所述锁槽的扩张斜面，所述扩张斜面与所述锁轴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，可以在电池包与电动车辆进行挂接连接时，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电动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；第三导向机构为锁槽的开口处设置的喇叭状结构，有利于锁轴与开口的初步定位，将锁轴导入至锁槽内，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。
优选地，所述电池包还包括设置于所述箱端锁止机构的第三缓冲件，和/或，设置于所述电池包顶部的第四缓冲件，所述第三缓冲件和/或所述第四缓冲件用于与所述电动车辆在竖直方向上相作用，以实现缓冲。
在本方案中，第三缓冲件设置于箱端锁止机构上，可以避免电池包在拆装过程中箱端锁止机构和车端锁止机构之间发生硬性碰撞，损坏锁轴或锁机构，提高箱端锁止机构和车端锁止机构的使用寿命；第四缓冲件设置于电池包顶部，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。第三缓冲件和/或第四缓冲件也可以在电动车辆行驶过程中起到缓冲的作用，保护电池包。
优选地，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，所述箱端锁止机构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。
优选地，所述加强框架的顶部还设有第五缓冲件。
在本方案中，第五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。
优选地，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，电池端电连接器设于箱体顶部，更靠近于电动车辆的车体底部，在电池包沿竖向与电动车辆挂接时，电池端电连接器可以方便、直接地与电动车辆的车端电连接器进行插接连接，可靠、稳定、方便。
一种电动车辆，所述电动车辆包括上述的电池包组件。
在本方案中，电动车辆上的电池包组件包括了多个电池包，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，电池包组件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；多个电池包沿电动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电动车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向挂接于电动车辆的车体底部，竖直方向的挂接式连接方便电池包的拆装，提高了电池包的拆装效率。
优选地，所述电动车辆还包括电池挂架，所述电池挂架连接于所述电动车辆的车体，各所述电池包均独立锁止于所述电池挂架。
在本方案中，电池挂架的设置方便对电池包组件进行定位和安装，提高了电池包组件的安装效率。
优选地，所述电动车辆还包括车身纵梁，所述电池挂架安装于所述车身纵梁；
所述电池挂架为整体式结构，所述电池挂架具有多个电池包容纳区；
或，所述电池挂架为分体式结构，并形成多个电池包容纳区。
在本方案中，电池挂架的设置方便电池包组件的安装，当所述电池挂架为整体式时，电池挂架的整体性强，与电池包组件的连接更为牢固；当所述电池挂架为分体式时，安装和布置更加灵活。
优选地，所述电动车辆为电动卡车。
在本方案中，电动卡车的用电量大，所需电能多，采用上述的电池包组件，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，电池包组件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，电池包组件包括了多个电池包，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，电池包组件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；多个电池包沿电动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电动车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包均沿竖直方向挂接于电动车辆的车体底部，沿竖直方向的挂接式连接(直上直下挂接连接)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电池包组件的结构示意图。
图2为本发明一实施例的电池包组件的侧视示意图。
图3为本发明一实施例的电池包组件中的单个电池包的结构示意图。
图4为本发明一实施例的锁机构的结构示意图。
图5为本发明一实施例的锁机构的侧视示意图。
图6为本发明一实施例的锁机构的透视示意图。
图7为本发明一实施例的电动车辆的结构示意图。
图8为本发明一实施例的电池包组件安装于电池挂架的结构示意图。
图9为本发明一实施例的电池挂架的结构示意图。
图10为本发明一实施例的电池挂架上的导向件和锁轴的结构示意图。
附图标记说明：
电池包组件1
电池包11
箱体111
加强框架1111
锁机构2
锁槽21
锁舌22
解锁引导槽221
开口23
锁基座24
锁止保持件25
锁舌孔26
锁止辅助孔27
解锁杆28
导向部281
解锁杆复位件29
锁轴3
导向件41
导向孔42
导向块43
导向斜面431
导向槽44
第二缓冲件51
第三缓冲件52
箱端电连接器6
电动车辆100
电池挂架101
车身纵梁102
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6所示，一种电池包组件1，其包括多个电池包11，多个电池包11用于沿电动车辆100的宽度方向布置，各电池包11均沿竖直方向挂接并独立锁止于电动车辆100的车体底部。
电池包组件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，电池包组件1的单个电池包11的体积和重量更小，方便安装，有利于电池包的标准化，同时降低了对换电设备的要求；多个电池包沿电动车辆的宽度方向布置，结构布置紧凑，能更好地利用车身纵梁之间和两侧的空间布置电池包，节省安装空间，也能更好地利用车身纵梁长度方向设置锁止机构，有利于电池包的承载稳定性，也为两侧同时换电提供了便捷性；各电池包11均独立锁止于电动车辆100的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包11均沿竖直方向挂接于电动车辆100的车体底部，沿竖直方向的挂接式连接(直上直下挂接连接)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，电动车辆100的车体包括车身纵梁102，电池包11位于电动车辆100车身纵梁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，电池包11也可以部分位于车身纵梁102的侧面并向上延伸凸出于车身纵梁102底部，电池包11位于车身纵梁102的侧面并向上延伸凸出于车身纵梁102底部(即在车身纵梁102侧面向上凸起)，此种设置方式能够充分利用车身纵梁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电动车辆100，增大电池包11的适用范围。
在本实施例中，电动车辆100的车体包括两个车身纵梁102；多个电池包11的数量为奇数个，更具体地，参见图1，电池包11的数量为3个，3个以上的奇数个电池包的情况类似，在水平方向上，至少一个电池包11的部分设置在两个车身纵梁102之间。上述设置方式使得多个电池包11在水平方向上布置的重心位置位于电动车辆100的中轴线，避免电池包组件1由于安装的重心位置过偏而发生偏载，提高了电池包组件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)，至少两个电池包11分别位于两个车身纵梁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，还可以在相邻的电池包11之间设置第一缓冲件。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沿竖向挂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上设有箱端锁止机构，箱端锁止机构用于与设置于电动车辆100上的车端锁止机构相配合以将电池包11锁止于电动车辆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；箱端锁止机构设置于箱体111上，方便对电池包11进行拆装，箱端锁止机构通过与车端锁止机构相配合，将电池包11锁止于电动车辆100上，安装牢固，且能够提高电池包11的拆装效率。
在本实施例中，各电池包11的箱端锁止机构分别设有多个，多个箱端锁止机构分布于箱体111上沿电池包11长度方向的两侧。多个箱端锁止机构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，能够设置较多数量的箱端锁止机构，有利于加强电池包11与电动车辆100之间的连接。另外，在电池包11长度方向沿电动车辆100长度方向设置的情况下，将锁止机构在电动车辆100晃动最大的方向(电动车辆100前后方向上晃动较为明显)上排布，能够提升电池包11与电动车辆100之间连接的稳定性。在其他可选的实施方式中，多个箱端锁止机构也可以分布于箱体111上沿电池包11宽度方向的两侧；还可以将多个箱端锁止机构分布于箱体111的顶部，方便电池包11和电动车辆100之间的定位和锁止。
在本实施例中，箱端锁止机构为锁机构2，锁机构2的锁槽21的开口23朝上设置，用于与箱端锁止机构相配合的车端锁止机构为锁轴3，电池包11通过锁机构2和锁轴3的配合锁止于电动车辆100上，由于锁机构2更靠近换电设备，更方便换电设备上的解锁机构2作用于锁机构2以对电池包11进行解锁。在其他可选的实施方式中，也可以将箱端锁止机构设置为锁轴3，将车端锁止机构设置为锁机构2，此时，锁机构2的锁槽21的开口23朝下设置，此种设置方式中，只需要在车端设置锁机构2，而无需在大量的电池包11上设置锁机构2，从而可以减少锁机构2的使用量，而锁机构2的成本较高，较少的锁机构2也意味着成本的降低。上述锁机构2和锁轴3的两种设置方式均能够使得锁轴3和锁槽21的配合沿竖直方向进行，即锁轴3沿竖直方向进入锁槽21，方便锁轴3由锁槽21的开口23进入锁槽21的锁定区域，锁槽21和锁轴3的直上直下的运动方式，使得锁止的操作形式简单，能够提高锁止和解锁的效率，有利于电池包的快速更换。
本实施例中，锁机构2包括锁槽21和锁舌22，锁槽21沿竖直方向延伸，且沿其延伸方向的一端设有开口23；开口23用于供锁轴3进入锁槽21内的锁定区域，锁舌22用于对位于锁定区域内的锁轴3进行锁定，以限定其脱离。锁槽21和锁轴3的配合形式简单，方便加工，通过锁舌22的运动实现锁止和解锁两个状态，操作简单方便。
在本实施例中，锁舌22可相对锁槽21伸出或缩回以在一锁止位置和一解锁位置之间移动，当锁舌22伸出至锁止位置时，锁舌22可遮挡开口23。锁舌22伸出时，切断锁槽21的开口23和锁定区域的连通，进而将锁轴3锁定在锁定区域内，此时锁舌22的位置为锁止位置；锁舌22缩回时，锁槽21的开口23和锁定区域重新处于连通状态，锁轴3可由锁定区域经开口23移出锁槽21，实现解锁，此时锁舌22的位置为解锁位置。上述过程中，锁舌22的移动简单、可靠，提高了锁止和解锁的效率。
在本实施例中，锁机构2还包括：锁基座24和锁止保持件25，锁槽21开设于锁基座24，且锁舌22活动连接于锁基座24；锁止保持件25设置于锁基座24上，用于向锁舌22施加带动锁舌22伸出的作用力，以使锁舌22向锁止位置移动。锁舌22活动连接于锁基座24，便于锁舌22相对锁基座24上的锁槽21进行伸出和缩回运动；锁止保持件25使得锁舌22保持在锁止位置，提高电池包11的锁止稳定性和牢固性，避免电池包11在电动车辆100行驶过程中与电动车辆100意外解锁，引发安全问题。
在本实施例中，锁止保持件25为第一弹性件，锁止保持件25的一端作用于锁舌22，锁止保持件25的另一端作用于锁基座24。锁止保持件25采用第一弹性件，结构简单，设置方便。第一弹性件的两端分别作用于锁舌22和锁基座24，使得锁舌22保持在锁止位置，提高电池包11的锁止稳定性和牢固性。
在本实施例中，锁基座24设有锁舌孔26，锁舌22穿设于锁舌孔26中。锁舌孔26的设置可以对锁舌22的运动进行导向，方便锁舌22更精准地相对锁槽21进行伸出和收缩运动，提升锁止和解锁的精度和可靠性。
在本实施例中，第一弹性件采用弹簧，弹簧套设在锁舌22上，并与锁舌22一并穿设于锁基座24的锁舌孔26中，且弹簧的一端抵接于锁舌22，另一端抵接于锁基座24，通过弹簧伸展的弹性势能来保证锁舌22伸出。在其他可选的实施例中，还可以通过采用其他类型的弹性件作为第一弹性件，例如弹性橡胶套筒等。
在本实施例中，锁基座24还设有锁止辅助孔27，锁舌孔26和锁止辅助孔27设置于锁槽21相对的两侧；当锁舌22伸出至锁止位置时，锁舌22部分伸入锁止辅助孔27中。锁舌孔26和锁止辅助孔27分别设于锁槽21的相对的两侧，当锁舌22由锁舌孔26伸出对锁槽21进行封闭以对锁槽21内的锁轴3进行锁止后，锁舌22可继续做伸出运动直至伸入锁止辅助孔27内，通过锁舌孔26和锁止辅助孔27对锁舌22的双重限位，使得锁舌22对锁轴3的锁止更加可靠。
在本实施例中，锁机构2还包括解锁杆28，解锁杆28活动连接于锁舌22，用于通过解锁运动带动锁舌22缩回至解锁位置以打开开口23。通过解锁杆28做解锁运动带动锁舌22运动以实现锁槽21内锁轴3的解锁。在电池包11的解锁过程中，换电设备的解锁机构2可以通过作用于解锁杆28，实现间接控制锁舌22运动的效果，能够提高解锁效率，增加解锁的便捷性和换电设备上解锁机构布置的方便性。
在本实施例中，锁舌22设有解锁引导槽221，解锁引导槽221沿锁舌22的移动方向延伸，其中，锁舌22的移动方向即锁舌22的伸出和缩回方向，解锁杆28穿设于解锁引导槽221，解锁杆28具有导向部281，导向部281用于在解锁杆28进行解锁运动时与解锁引导槽221相作用，带动锁舌22缩回。具体地，在本实施例中，导向部281具有一斜面，该斜面与解锁引导槽221向缩回方向延伸的一端相作用。解锁杆28穿设于锁舌22的解锁引导槽221并与解锁引导槽221相作用，当解锁杆28进行解锁运动时，解锁杆28的导向部281与解锁引导槽221的内侧壁贴合并对其施加作用力，使得锁舌22通过解锁引导槽221做缩回运动，进而打开锁槽21的开口23，对锁轴3进行解锁。
在本实施例中，锁机构2还包括解锁杆复位件29，解锁杆复位件29作用于解锁杆28，用于带动解锁杆28向与解锁运动相反的方向运动以复位。解锁杆复位件29对解锁杆28施加与解锁运动方向相反的作用力，使得在解锁杆28进行解锁运动并带动锁舌22完成解锁操作后，能够带动解锁杆28进行复位，同时为锁舌22的复位提供避让空间。
在本实施例中，解锁杆复位件29为第二弹性件，解锁杆复位件29的一端作用于锁机构2所在的箱体111或电动车辆100，另一端作用于解锁杆28。锁止保持件25采用第二弹性件，结构简单，设置方便。第二弹性件的两端分别作用于箱体111和解锁杆28，使得在解锁杆28进行第二运动并带动锁舌22完成解锁操作后，能够带动解锁杆28进行复位。
在本实施例中，第二弹性件选择弹簧，弹簧套设在解锁杆28上，一端作用于解锁杆28，另一端作用于箱体111(例如可以在箱体111上设置挡环，并使解锁杆28穿过该挡环，弹簧的端部抵接于挡环上)。
在本实施例中，锁舌22的伸出或缩回的方向沿水平方向；解锁杆28的解锁运动的方向沿竖直方向。锁舌22移动的方向沿水平方向，方便锁舌22沿水平方向移动以打开锁槽21的开口23；解锁杆28运动的方向沿竖直方向，方便换电设备上的解锁机构2直接沿竖直方向作用于解锁杆28，解锁效率高，方便解锁。
本实施例中，锁机构2和锁轴3在工作时，锁轴3用于在与锁槽21相向运动时，通过向锁舌22施加作用力使锁舌22缩回以打开开口23，锁舌22继续运动进入锁槽21。具体地，锁轴3和锁槽21相向运动的过程中，锁轴3首先与锁舌22接触并向锁舌22施加压力，使得锁舌22缩回以打开开口23，锁轴3进而能够进入锁槽21内，其中，伸出的方向即锁舌22伸出以封闭开口23的运动方向，缩回的方向即锁舌22缩回以打开开口23的运动方向。进一步地，在本实施例中，锁舌22设有朝向锁轴3的斜面，锁轴3通过向锁舌22的斜面施加作用，挤压锁舌22沿与第一运动相反的方向运动以打开开口23。在其他可选的实施方式中，还可以通过解锁杆28的解锁运动带动锁舌22缩回。
在本实施例中，锁槽21内与开口23相对的另一端设有第二缓冲件51。第二缓冲件51设于锁槽21内，当锁轴3由锁槽21的开口23进入锁定区域时，第二缓冲件51位于锁轴3和锁槽21之间，能够避免锁轴3和锁槽21之间发生硬性碰撞，提高锁机构2和锁轴3的使用寿命，提升锁止的可靠性。
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。在其他可选的实施方式中，电池包11也可以只包括第一导向机构、第二导向机构和第三导向机构中的一种或几种。
第一导向机构包括设置于箱体111的导向孔42，导向孔42用于与设置于电动车辆100的导向件41配合，实现电池包11与电动车辆100沿竖直方向挂接连接的导向，具体地，在本实施例中，导向件41为沿竖直方向延伸的导向销，部分导向孔42为圆形孔用于与导向销进行主导向，部分导向孔42为长圆孔用于与导向销进行辅助导向。通过导向件41与导向孔42的配合，可以在电池包11与电动车辆100进行挂接连接时，对电池包11的沿竖直方向的运动进行导向，提高定位精度。在其他可选的实施方式中，也可以将导向件41沿竖直方向设置于箱体111，对应地将导向孔42设置于电动车辆100上。
第二导向机构包括设置于箱端锁止机构的导向块43，导向块43用于与设置于电动车辆100的导向槽44配合，实现电池包11与电动车辆100沿竖直方向挂接连接的导向。第二导向机构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，导向块43形成于锁基座24上，导向块43朝向所述导向槽44的一端设有导向斜面431，导向斜面431位于导向块43上对应导向槽44槽壁的两侧，且导向斜面431向导向槽44内侧倾斜，方便导向块43进入导向槽44。在其他可选的实施方式中，也可以单独设置导向块43，但这样无疑会增加结构复杂性和成本。
第三导向机构为锁槽21开口23处的一扩张斜面，具体地，锁槽21的开口23向锁槽21外逐渐扩大形成用于引导锁轴3进入锁槽21的扩张斜面，扩张斜面与锁轴3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。第三导向机构为锁槽21的开口23处设置的喇叭状结构，有利于锁轴3与开口23的初步定位，将锁轴3导入至锁槽21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，第一导向机构、第二导向机构和第三导向机构在电池包组件1挂接于电动车辆100的过程中依次起作用，保证挂接过程的顺利进行。
在本实施例中，电池包11还包括设置于箱端锁止机构的第三缓冲件52，以及设置于电池包11顶部的第四缓冲件，第三缓冲件52和第四缓冲件用于与电动车辆100在竖直方向上相作用，以实现缓冲。第三缓冲件52设置于箱端锁止机构上，可以避免电池包11在拆装过程中箱端锁止机构和车端锁止机构之间发生硬性碰撞，损坏锁轴3或锁机构2，提高箱端锁止机构和车端锁止机构的使用寿命；第四缓冲件设置于电池包11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。在其他可选的实施方式中，第三缓冲件52和第四缓冲件可以择一使用，第三缓冲件52和/或第四缓冲件也可以在电动车辆行驶过程中起到缓冲的作用，保护电池包11。
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，箱端锁止机构设置于加强框架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。
在本实施例中，加强框架1111的顶部还设有第五缓冲件。第五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6，箱端电连接器6设置于箱体111的顶部。电池端电连接器设于箱体111顶部，更靠近于电动车辆100的车体底部，在电池包11沿竖向与电动车辆100挂接时，箱端电连接器6可以方便、直接地与电动车辆100的车端电连接器进行插接连接，可靠、稳定、方便。
如图7至图10所示，本实施例还提供一种电动车辆100，电动车辆100包括上述的电池包组件1。电动车辆100上的电池包组件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，电池包组件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沿电动车辆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均独立锁止于电动车辆100的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高；各电池包11均沿竖直方向挂接于电动车辆100的车体底部，竖直方向的挂接式连接方便电池包11的拆装，提高了电池包11的拆装效率。
在本实施例中，电动车辆100还包括电池挂架101，电池挂架101连接于电动车辆100的车体，各电池包11均独立锁止于电池挂架101。电池挂架101的设置方便对电池包组件1进行定位和安装，提高了电池包组件1的安装效率。
在本实施例中，电动车辆100还包括车身纵梁102，电池挂架101安装于车身纵梁102；电池挂架101为整体式结构，电池挂架101具有多个电池包11容纳区。电池挂架101的设置方便电池包组件1的安装，整体式的电池挂架101整体性强，与电池包组件1的连接更为牢固。在其他可选的实施方式中，电池挂架101也可以为分体式结构，并形成多个电池包容纳区，安装和布置更加灵活。
在本实施例中，电动车辆100为电动卡车。电动卡车的用电量大，所需电能多，采用上述的电池包组件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，电池包组件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。在其他可选的实施例中，电动车辆100还可以是乘用车等类型的电动车型。
在其他可选的实施方式中，锁机构和锁轴配合形成的锁止组件，可以是任意能够实现电池包沿竖向(直上直下)挂接至电动车辆的锁止组件，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 (28)

1.一种电池包组件，其特征在于，所述电池包组件包括多个电池包，多个所述电池包用于沿电动车辆的宽度方向布置，各所述电池包均沿竖直方向挂接并独立锁止于所述电动车辆的车体底部。
2.如权利要求1所述的电池包组件，其特征在于，所述电动车辆的车体包括车身纵梁，所述电池包位于所述车身纵梁的下方，或所述电池包部分位于所述车身纵梁的侧面并向上延伸凸出于所述车身纵梁底部。
3.如权利要求2所述的电池包组件，其特征在于，所述电动车辆的车体包括两个所述车身纵梁；
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身纵梁之间；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身纵梁的下方或侧面。
4.如权利要求1所述的电池包组件，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。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电池包组件，其特征在于，所述电池包包括用于容纳电池模组的箱体，所述箱体上设有箱端锁止机构，所述箱端锁止机构用于与设置于所述电动车辆上的车端锁止机构相配合以将所述电池包锁止于所述电动车辆上。
6.如权利要求5所述的电池包组件，其特征在于，各所述电池包的所述箱端锁止机构分别设有多个，多个所述箱端锁止机构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，或多个所述箱端锁止机构分布于所述箱体的顶部。
7.如权利要求5所述的电池包组件，其特征在于，所述箱端锁止机构为锁机构或锁轴中的一种，用于与所述箱端锁止机构相配合的所述车端锁止机构为锁机构或锁轴中的另一种，所述电池包通过所述锁机构和所述锁轴的配合锁止于所述电动车辆上；
所述锁机构包括锁槽和锁舌，所述锁槽沿竖直方向延伸，且沿其延伸方向的一端设有开口；所述开口用于供所述锁轴进入所述锁槽内的锁定区域，所述锁舌用于对位于所述锁定区域内的所述锁轴进行锁定，以限定其脱离。
8.如权利要求7所述的电池包组件，其特征在于，所述箱端锁止机构为锁轴，所述车端锁止机构为锁机构，所述锁机构的所述锁槽的所述开口朝下设置；或，
所述箱端锁止机构为锁机构，所述车端锁止机构为锁轴，所述锁机构的所述锁槽的所述开口朝上设置。
9.如权利要求7所述的电池包组件，其特征在于，所述锁舌可相对所述锁槽伸出或缩回以在一锁止位置和一解锁位置之间移动，当所述锁舌伸出至所述锁止位置时，所述锁舌可遮挡所述开口。
10.如权利要求9所述的电池包组件，其特征在于，所述锁机构还包括：
锁基座，所述锁槽开设于所述锁基座，且所述锁舌活动连接于所述锁基座；
锁止保持件，所述锁止保持件设置于所述锁基座上，用于向所述锁舌施加带动所述锁舌伸出的作用力，以使所述锁舌向所述锁止位置移动。
11.如权利要求10所述的电池包组件，其特征在于，所述锁止保持件为第一弹性件，所述锁止保持件的一端作用于所述锁舌，所述锁止保持件的另一端作用于所述锁基座。
12.如权利要求10所述的电池包组件，其特征在于，所述锁基座设有锁舌孔，所述锁舌穿设于所述锁舌孔中。
13.如权利要求12所述的电池包组件，其特征在于，所述锁基座还设有锁止辅助孔，所述锁舌孔和所述锁止辅助孔设置于所述锁槽相对的两侧；当所述锁舌伸出至所述锁止位置时，所述锁舌部分伸入所述锁止辅助孔中。
14.如权利要求9所述的电池包组件，其特征在于，所述锁机构还包括解锁杆，所述解锁杆活动连接于所述锁舌，用于通过解锁运动带动所述锁舌缩回至所述解锁位置以打开所述开口。
15.如权利要求14所述的电池包组件，其特征在于，所述锁舌设有解锁引导槽，所述解锁引导槽沿所述锁舌的移动方向延伸，所述解锁杆穿设于所述解锁引导槽，所述解锁杆具有导向部，所述导向部用于在所述解锁杆进行所述解锁运动时与所述解锁引导槽相作用，带动所述锁舌缩回。
16.如权利要求14所述的电池包组件，其特征在于，所述锁机构还包括解锁杆复位件，所述解锁杆复位件作用于所述解锁杆，用于带动所述解锁杆向与所述解锁运动相反的方向运动以复位。
17.如权利要求16所述的电池包组件，其特征在于，所述解锁杆复位件为第二弹性件，所述解锁杆复位件的一端作用于所述锁机构所在的所述箱体或所述电动车辆，另一端作用于所述解锁杆。
18.如权利要求14所述的电池包组件，其特征在于，
所述锁舌的伸出或缩回的方向沿水平方向；和/或，
所述解锁杆的所述解锁运动的方向沿竖直方向。
19.如权利要求7所述的电池包组件，其特征在于，所述锁槽内与所述开口相对的另一端设有第二缓冲件。
20.如权利要求7所述的电池包组件，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电动车辆的导向孔或导向件配合，实现所述电池包与所述电动车辆沿竖直方向挂接连接的导向；
和/或，第二导向机构，所述第二导向机构包括设置于所述箱端锁止机构的导向块，所述导向块用于与设置于所述电动车辆的导向槽配合，实现所述电池包与所述电动车辆沿竖直方向挂接连接的导向；
和/或，第三导向机构，所述锁槽的所述开口向所述锁槽外逐渐扩大形成用于引导所述锁轴进入所述锁槽的扩张斜面，所述扩张斜面与所述锁轴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5所述的电池包组件，其特征在于，所述电池包还包括设置于所述箱端锁止机构的第三缓冲件，和/或，设置于所述电池包顶部的第四缓冲件，所述第三缓冲件和/或所述第四缓冲件用于与所述电动车辆在竖直方向上相作用，以实现缓冲。
22.如权利要求5所述的电池包组件，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，所述箱端锁止机构设置于所述加强框架上。
23.如权利要求22所述的电池包组件，其特征在于，所述加强框架的顶部还设有第五缓冲件。
24.如权利要求5所述的电池包组件，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。
25.一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括如权利要求1-23中任一项所述的电池包组件。
26.如权利要求25所述的电动车辆，其特征在于，所述电动车辆还包括电池挂架，所述电池挂架连接于所述电动车辆的车体，各所述电池包均独立锁止于所述电池挂架。
27.如权利要求26所述的电动车辆，其特征在于，所述电动车辆还包括车身纵梁，所述电池挂架安装于所述车身纵梁；
所述电池挂架为整体式结构，所述电池挂架具有多个电池包容纳区；
或，所述电池挂架为分体式结构，并形成多个电池包容纳区。
28.如权利要求25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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