CN117774762A - 一种快换电池包及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电动车辆的技术领域，公开了一种快换电池包，包括多个电芯放置区，多个所述电芯放置区之间设有锁止区，所述锁止区内设有锁止孔，所述锁止孔包括相连通的第一孔和第二孔，所述第一孔用于供车端的锁止机构插入，所述第二孔用于限制所述锁止机构脱离所述快换电池包。本申请具有提高换电的安全性与可靠性的效果。

Description

一种快换电池包及电动车辆

技术领域

本申请涉及电动车辆的领域，尤其是涉及一种快换电池包及电动车辆。

背景技术

电动汽车具有零排放、低噪音、运营和维护性价比高等优点，越来越受到用户的青睐。随着对环保的重视，纯电重卡作为新能源汽车产品，市场上已经推广多年，代表着未来汽车行业的发展方向。

电动重卡由于自身的特性决定了所使用的电池包要远大于家用电动汽车的电池包，电池包的充电时间过长，即便是所谓快速充电也需要至少半小时才能充电到电池容量的80％，超过80％后，为保护电池安全，充电电流必须变小，充到100％的时间将较长。而且无论哪种电池包如用快速充电都会大幅度降低电池包的容量和使用寿命，影响电动重卡汽车的使用效率。

基于上述原因，换电模式应运而生。可换式的电池包一般通过活动安装的方式被固定在车辆的托架上，电池包可以被取下，并安装上已充满电的电池包。而被更换下的电池包则可在换电站内单独充电，并待充电完毕后可以安装在后续来换电的车辆上。相比充电而言，首先换电可以节省大量的时间，其次换电可以避开用电高峰进行充电，再次换电占用车位少。

目前，电动重卡上的电池包是通过螺栓结构连接于电动重卡上，导致电池包上的锁止机构结构复杂，成本较高，且现有的电池包锁止机构需要配备额外的驱动机构驱动锁止机构锁止或解锁，锁止、解锁操作复杂、效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种快换电池包，以解决上述电池包锁止解锁操作难度高的问题。

本申请提供的一种快换电池包，采用如下的技术方案：

一种快换电池包，包括多个电芯放置区，多个所述电芯放置区之间设有锁止区，所述锁止区内设有锁止孔，所述锁止孔包括相连通的第一孔和第二孔，所述第一孔用于供电动车辆上的锁止机构插入，所述第二孔用于限制所述锁止机构脱离所述快换电池包。

通过采用上述技术方案，在快换电池包的锁止区内设置锁止孔，锁止孔可与车端的锁止机构滑动锁止连接，从而实现快换电池包与车端的快速连接与分离。

可选的，多个所述电芯放置区沿电动车辆的长度和/或宽度方向排布。

可选的，所述快换电池包包括下箱体，所述下箱体包括箱本体部和支撑部，所述箱本体部形成所述电芯放置区，所述支撑部形成所述锁止区，所述支撑部沿电池包高度方向低于所述箱本体部的顶部，所述锁止孔开设在支撑部上。

通过采用上述技术方案，支撑部形成锁止区，支撑部沿电池包高度方向低于箱本体部的顶部，锁止孔开设在支撑部上，使多个电芯放置区之间形成用于避让电动车辆的大梁的凹陷部，在快换电池包与车端连接后，大梁位于凹陷部内，使快换电池包与车端连接的更加紧密，减小快换电池包在竖直方向上占用的空间，使车身结构更加紧凑。

可选的，所述下箱体底部设有避让孔，所述避让孔与所述锁止孔相连通，用于供外部操作设备穿过所述避让孔对所述锁止机构进行旋转操作。

通过采用上述技术方案，在下箱体上设置避让孔，在换电过程中，外部操作设备可穿过避让孔对锁止机构进行旋转操作，提高换电的便捷性。

可选的，所述快换电池包包括上盖，所述上盖包括盖本体部和凹陷部，所述凹陷部低于所述盖本体部，所述盖本体部用于覆盖所述电芯放置区，所述锁止孔设于所述凹陷部。

本申请还提供了一种电动车辆，采用如下的技术方案：

一种电动车辆，包括锁止机构和上述的快换电池包，所述锁止机构设于电动车辆的车端，所述锁止机构包括浮动螺栓，所述浮动螺栓与所述锁止孔对应设置，所述浮动螺栓用于穿过所述第一孔后进入第二孔进行锁止。

通过采用上述技术方案，浮动螺栓穿过第一孔后，移动快换电池包使浮动螺栓从第一孔进入第二孔实现对浮动螺栓的锁止，从而将快换电池包连接在车端，快换电池包与车端连接便捷。

可选的，所述浮动螺栓包括螺栓头和螺栓杆，所述第一孔的孔径大于所述螺栓头的直径，所述第二孔的直径小于所述螺栓头的直径。

通过采用上述技术方案，在对快换电池包与车端进行连接时，由于第一孔的孔径大于螺栓头的直径，螺栓头可穿过第一孔；螺栓头穿过第一孔后，水平移动快换电池包，使螺栓杆进入第二孔，第二孔的孔径小于螺栓头的直径，利用第二孔对螺栓头的移动进行限制，使螺栓头不能脱离锁止孔。

可选的，所述第一孔和第二孔之间具有连通部，所述连通部的宽度大于所述螺栓杆的直径。

通过采用上述技术方案，第一孔和第二孔之间具有连通部，连通部的宽度大于螺栓杆的直径，在对快换电池包进行移动时，螺栓杆经由连通部在第一孔与第二孔之间移动。

可选的，所述浮动螺栓设置有多组，多组所述浮动螺栓沿车端的大梁的长度方向间隔设置，所述凹陷部的底部对应开设有多个锁止孔，多个所述锁止孔与所述浮动螺栓一一对应设置。

通过采用上述技术方案，利用多个浮动螺栓对快换电池包与大梁进行连接，提高快换电池包与车端之间连接的稳定性。

可选的，所述浮动螺栓还包括浮动锁盒，所述浮动锁盒设置在电动车辆的大梁上，所述螺栓杆远离所述螺栓头的一端与浮动锁盒连接，所述螺栓杆通过所述浮动锁盒与电动车辆的大梁活动连接。

通过采用上述技术方案，螺栓杆通过浮动锁盒与车端活动连接，螺栓杆相对车端有一定的移动余量，降低螺栓头与锁止孔连接时出现过定位的情况的可能性，提高快换电池包与车端连接的便捷性。

可选的，所述浮动锁盒包括连接座和浮动座，所述连接座与电动车辆的大梁可拆卸地连接，所述浮动座通过弹性组件与所述连接座浮动连接，所述浮动座上设有用于供螺栓杆连接的螺纹部。

通过采用上述技术方案，浮动座通过弹性组件与连接座连接，螺栓杆与浮动座连接后相对车端有一定的移动余量，提高螺栓头与锁止孔配合的便捷性。

可选的，所述螺纹部为螺母，所述螺母与所述浮动座固定连接，所述螺母与所述螺栓杆螺纹连接；或所述螺纹部为开设于浮动座上的螺纹孔，所述螺纹孔用于与螺栓杆连接。

可选的，所述弹性组件为拉簧，所述浮动座的周侧开设有钩挂孔，所述拉簧的一端挂设于所述钩挂孔上，所述连接座上设置有两个挂板，所述浮动座位于两个所述挂板之间，所述拉簧另一端与所述挂板固定连接。

通过采用上述技术方案，浮动座通过拉簧连接在两个挂板之间，利用拉簧对浮动座的移动进行限制，提高螺栓头与锁止孔连接的便捷性。

可选的，两个所述挂板上相对设置两个限位板，两个所述限位部上设有开口相对的限位槽，所述限位槽用于限制所述浮动座的移动。

通过采用上述技术方案，在两个挂板上相对设置两个限位板，两个限位板上设有开口相对的限位槽，利用限位槽进一步对浮动座的移动进行限制。

可选的，所述限位槽为弧形槽，所述两个限位槽形成的限位孔直径大于所述螺母的外径。

通过采用上述技术方案，在两个挂板上设置限位板，并在限位板上开设限位槽，利用两个限位槽形成限制螺母移动的限位孔，通过限制螺母的移动对浮动座的移动进行限制。

可选的，所述浮动座位于所述连接座背离所述螺栓头的一侧，所述连接座上开设有连接孔，所述螺栓杆远离螺栓头的一端穿过所述连接孔后与所述浮动座螺纹连接，所述连接孔的孔径大于所述螺栓杆的直径，所述限位孔的直接小于或等于所述连接孔的直径。

通过采用上述技术方案，螺栓杆远离螺栓头的一端穿过连接孔后与浮动座螺纹连接，螺母的直径大于螺栓杆的直径，限位孔的直接小于或等于所述连接孔的直径，通过利用限位孔限制螺母的移动，降低螺栓杆与安装座之间出现碰撞的可能性。

可选的，所述螺栓头远离所述螺栓杆的一端设置有动力配合部，所述动力配合部用于与螺栓紧固设备连接。

通过采用上述技术方案，在螺栓头上设置动力配合部，动力配合部用于与转动螺栓杆用的螺栓紧固设备连接，提高对螺栓杆进行转动的便捷性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在快换电池包的锁止区内设置锁止孔，锁止孔可与车端的锁止机构滑动锁止连接，从而实现快换电池包与车端的快速连接与分离；

2.通过在多个电芯放置区之间形成用于避让电动车辆的大梁的凹陷部，在快换电池包与车端连接后，大梁位于凹陷部内，使快换电池包与车端连接的更加紧密，减小快换电池包在竖直方向上占用的空间，使车身结构更加紧凑；

3.通过将螺栓杆与车端活动连接，螺栓杆相对车端有一定的移动余量，降低螺栓头与锁止孔连接时出现过定位的情况的可能性，提高快换电池包与车端连接的便捷性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例中快换电池包部分的结构示意图；

图2是本申请实施例中大梁和快换电池包连接时的结构示意图；

图3是本申请实施例中电芯放置区和凹陷部部分的结构示意图；

图4是本申请实施例中锁止孔部分的结构示意图；

图5是本申请实施例中避让孔部分的结构示意图；

图6是本申请实施例中浮动螺栓部分的结构示意图；

图7是本申请实施例中浮动锁盒部分的结构示意图；

图8是本申请实施例中浮动座部分的结构示意图；

图9是本申请实施例中连接座部分的结构示意图。

附图标记：100、快换电池包；110、电芯放置区；120、凹陷部；130、锁止孔；131、第一孔；132、第二孔；133、连通部；140、支撑部；150、避让孔；200、大梁；300、浮动螺栓；400、螺栓头；500、螺栓杆；600、浮动锁盒；610、连接座；611、连接孔；620、挂板；630、浮动座；631、安装孔；632、螺母；633、钩挂孔；640、拉簧；650、限位板；651、限位槽。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及各实施例中的特征可以相互结合。

本申请实施例公开一种快换电池包100。

参照图1和图2，快换电池包100通过安装在车端的锁止机构与车端的大梁200可拆卸连接。本实施例中的车端可以是电动重卡的车身大梁200或安装于车身大梁200上的快换支架。

参照图3，快换电池包100包括多个电芯放置区110，多个所述电芯放置区110之间设有锁止区，本实施例中的电池包包括三个电芯放置区110，相邻两个电芯放置区110之间设置有锁止区。锁止区内设置有锁止孔130，锁止孔130与锁止机构配合滑动锁止。在对快换电池包100与车端进行连接时，通过锁止孔130与锁止机构的配合滑动锁止快换电池包100，从而实现快换电池包100与车端的快速连接与分离。

参照图3和图4，锁止孔130包括相连通的第一孔131和第二孔132。第一孔131用于供车端的锁止机构插入，第二孔132用于限制锁止机构脱离锁止孔130，进而与快换电池包100分离。

在对快换电池包100与电动车辆进行连接时，通过外部换电设备由下向上抬升电池包，使车端的锁止机构穿过第一孔131，水平移动快换电池包100，使锁止机构进入第二孔132，利用第二孔132限制锁止机构离开锁止孔130，实现锁止机构与快换电池包100的锁止，从而将快换电池包100自下而上的连接在车身上，并位于车身大梁200的下方。这种快换电池包100在车身大梁200下方进行更换的方式为底盘式换电，首先，底盘式换电的电池包是在车身大梁200下方进行操作进行更换，可以避免吊装过程中的各种安全风险，大大提高换电的安全性；其次，底盘式换电主要利用车身大梁200下方空间进行换电，无需占用更多空间，使得换电站结构紧凑，成本低；再者，快换电池包100安装在车身大梁200下方，可以降低快换电池包100的重心，避免快换电池包100在车辆行驶中产生晃动而产生安全风险，提高车辆的安全性和稳定性。

参照图3，在另一个较佳的实施例中，快换电池包100包括下箱体，下箱体包括箱本体部和支撑部140，箱本体部形成电芯放置区110，支撑部140形成锁止区，支撑部140沿电池包高度方向低于箱本体部的顶部，锁止孔130开设在支撑部140上。

当快换电池包100安装至大梁200上时，沿车辆高度方向上，大梁200可部分嵌入电芯放置区110之间，即锁止区上方的区域，利用箱本体部和支撑部140之间形成的凹陷区域容纳部分大梁200，以提高电池包容纳电芯的空间。

进一步的，参照图3和图5，下箱体底部设有避让孔150，避让孔150用于供外部操作设备穿过避让孔150对锁止机构进行旋转操作。通过在下箱体上设置避让孔150，在换电过程中，外部操作设备可穿过避让孔150对锁止机构进行旋转操作，提高换电的便捷性。

在另一个较佳的实施例中，快换电池包100包括上盖，上盖包括盖本体部和凹陷部120，凹陷部120低于盖本体部，盖本体部用于覆盖电芯放置区110，锁止孔130设于凹陷部120。

在本实施例中，三个电芯放置区110沿电动车辆的宽度方向排布。

在其他实施例中，电芯放置区110也可以沿电动车辆的长度方向排布或沿电动车辆的长度和宽度方向排布。

参照图6，锁止机构包括浮动螺栓300，浮动螺栓300与锁止孔130对应设置。浮动螺栓300包括螺栓头400和螺栓杆500，第一孔131的孔径大于螺栓头400的直径，第二孔132的直径小于螺栓头400的直径。

在对快换电池包100与车端进行连接时，由于第一孔131的孔径大于螺栓头400的直径，螺栓头400可穿过第一孔131；螺栓头400穿过第一孔131后，水平移动快换电池包100，使螺栓杆500进入第二孔132，第二孔132的孔径小于螺栓头400的直径，利用第二孔132对螺栓头400的移动进行限制，使螺栓头400不能脱离锁止孔130。

进一步的，参照图3和图5，第一孔131和第二孔132之间具有连通部133，连通部133的宽度大于螺栓杆500的直径。在水平移动电池包时，螺栓杆500经由连通部133在第一孔131与第二孔132之间移动。

在另一个较佳的实施例中，浮动螺栓300有多个，多个浮动螺栓300沿大梁200的长度方向间隔设置。通过利用多个浮动螺栓300对快换电池包100与大梁200进行连接，提高快换电池包100与车端之间连接的稳定性。

参照图6和图7，浮动螺栓300还包括浮动锁盒600，浮动锁盒600设置在电动车辆的大梁200上，螺栓杆500远离螺栓头400的一端与浮动锁盒600连接，螺栓杆500通过浮动锁盒600与电动车辆的大梁200活动连接。螺栓杆500通过浮动锁盒600与车端活动连接，螺栓杆500相对车端有一定的移动余量，降低螺栓头400与锁止孔130连接时出现过定位的情况的可能性，提高快换电池包100与车端连接的便捷性。

进一步的，参照图7、图8和图9，浮动锁盒600包括连接座610和浮动座630，连接座610与电动车辆的大梁200可拆卸地连接，浮动座630通过弹性组件与连接座610浮动连接，浮动座630上设有用于供螺栓杆500连接的螺纹部。浮动座630通过弹性组件与连接座610连接，螺栓杆500与浮动座630连接后相对车端有一定的移动余量，提高螺栓头400与锁止孔130配合的便捷性。

进一步的，参照图7、图8和图9，浮动座630上沿竖直方向开设有安装孔631，螺纹部为安装在安装孔631内的螺母632。螺母632与浮动座630固定连接，螺母632与安装孔631同轴设置且部分凸出安装孔631的上端。螺母632与螺栓杆500螺纹连接。通过将螺栓杆500与螺母632螺纹连接，螺栓杆500进入第二孔132后，转动螺栓杆500使螺栓头400向上移动直到螺栓头400与固定件抵紧，使固定件压紧于螺栓头400与连接座610之间，提高快换电池包100与车端之间连接的稳定性。

在另一个实施例中，螺纹部为在安装孔631的内壁上开设螺纹形成的螺纹孔，螺纹孔用于与螺栓杆500连接。

在一个较佳的实施例中，弹性组件为拉簧640，浮动座630的周侧开设有钩挂孔633，拉簧640的一端挂设于钩挂孔633上，连接座610上设置有两个挂板620，浮动座630位于两个挂板620之间，拉簧640另一端与挂板620固定连接。利用拉簧640对浮动座630的移动进行限制，提高螺栓头400与锁止孔130连接的便捷性。

参照图7、图8和图9，两个挂板620上相对设置两个限位板650，两个限位板650上设有开口相对的限位槽651，限位槽651用于限制浮动座630的移动。通过在两个挂板620上相对设置两个限位板650，两个限位板650上设有开口相对的限位槽651，利用限位槽651进一步对浮动座630的移动进行限制。

进一步的，限位槽651为弧形槽，两个限位槽651形成的限位孔直径大于螺母632的外径。通过在两个挂板620上设置限位板650，并在限位板650上开设限位槽651，利用两个限位槽651形成限制螺母632移动的限位孔，通过限制螺母632的移动对浮动座630的移动进行限制。

进一步的，浮动座630位于连接座610背离螺栓头400的一侧，连接座610上开设有连接孔611，螺栓杆500远离螺栓头400的一端穿过连接孔611后与浮动座630螺纹连接，连接孔611的孔径大于螺栓杆500的直径，限位孔的直接小于或等于连接孔611的直径。螺栓杆500远离螺栓头400的一端穿过连接孔611后与浮动座630螺纹连接，螺母632的直径大于螺栓杆500的直径，限位孔的直接小于或等于连接孔611的直径，通过利用限位孔限制螺母632的移动，降低螺栓杆500与安装座之间出现碰撞的可能性。

在一个较佳的实施例中，螺栓头400远离螺栓杆500的一端设置有动力配合部，动力配合部用于与螺栓紧固设备连接。在螺栓头400上设置动力配合部，动力配合部用于与转动螺栓杆500用的螺栓紧固设备连接，提高对螺栓杆500进行转动的便捷性。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快换电池包，其特征在于：包括多个电芯放置区，多个所述电芯放置区之间设有锁止区，所述锁止区内设有锁止孔，所述锁止孔包括相连通的第一孔和第二孔，所述第一孔用于供电动车辆上的锁止机构插入，所述第二孔用于限制所述锁止机构脱离所述快换电池包。

2.根据权利要求1所述的一种快换电池包，其特征在于：多个所述电芯放置区沿电动车辆的长度和/或宽度方向排布。

3.根据权利要求1所述的一种快换电池包，其特征在于：所述快换电池包包括下箱体，所述下箱体包括箱本体部和支撑部，所述箱本体部形成所述电芯放置区，所述支撑部形成所述锁止区，所述支撑部沿电池包高度方向低于所述箱本体部的顶部，所述锁止孔开设在支撑部上。

4.根据权利要求4所述的一种快换电池包，其特征在于：所述下箱体底部设有避让孔，所述避让孔与所述锁止孔相连通，用于供外部操作设备穿过所述避让孔对所述锁止机构进行旋转操作。

5.根据权利要求1所述的一种快换电池包，其特征在于：所述快换电池包包括上盖，所述上盖包括盖本体部和凹陷部，所述凹陷部低于所述盖本体部，所述盖本体部用于覆盖所述电芯放置区，所述锁止孔设于所述凹陷部。

6.一种电动车辆，其特征在于：包括锁止机构和如权利要求1-5任一项所述的快换电池包，所述锁止机构设于电动车辆的车端，所述锁止机构包括浮动螺栓，所述浮动螺栓与所述锁止孔对应设置，所述浮动螺栓用于穿过所述第一孔后进入第二孔进行锁止。

7.根据权利要求6所述的一种电动车辆，其特征在于：所述浮动螺栓包括螺栓头和螺栓杆，所述第一孔的孔径大于所述螺栓头的直径，所述第二孔的直径小于所述螺栓头的直径。

8.根据权利要求7所述的一种电动车辆，其特征在于：所述浮动螺栓还包括浮动锁盒，所述浮动锁盒设置在电动车辆的大梁上，所述螺栓杆远离所述螺栓头的一端与浮动锁盒连接，所述螺栓杆通过所述浮动锁盒与电动车辆的大梁活动连接。

9.根据权利要求8所述的一种电动车辆，其特征在于：所述浮动锁盒包括连接座和浮动座，所述连接座与电动车辆的大梁可拆卸地连接，所述浮动座通过弹性组件与所述连接座浮动连接，所述浮动座上设有用于供螺栓杆连接的螺纹部。

10.根据权利要求9所述的一种电动车辆，其特征在于：所述螺纹部为螺母，所述螺母与所述浮动座固定连接，所述螺母与所述螺栓杆螺纹连接；或所述螺纹部为开设于浮动座上的螺纹孔，所述螺纹孔用于与螺栓杆连接，和/或，所述弹性组件为拉簧，所述浮动座的周侧开设有钩挂孔，所述拉簧的一端挂设于所述钩挂孔上，所述连接座上设置有两个挂板，所述浮动座位于两个所述挂板之间，所述拉簧另一端与所述挂板固定连接。