CN118160137A - 可更换电池模块 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式的可更换电池模块包括：电池组，该电池组包括形成在其周面处的凹槽和设置为在凹槽中可移动的锁定构件；以及电池组安装部，该电池组安装部具有其中容纳电池组的安装空间和可拆卸地锁定到锁定构件以固定安装空间中的电池组的位置的倾斜突起。

Description

可更换电池模块

技术领域

本发明涉及一种可更换电池模块，以及包括该可更换电池模块的电动车辆和电池交换站。

本申请要求基于日期为2022年4月25日的韩国专利申请No.10-2022-0050511的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

轻型电动车辆(LEV)市场被提议作为大型城市中交通拥堵和停车短缺问题的解决方案，并且它们的使用扩展到诸如旅游目的地、高尔夫球车和配送仓库的各种领域。

配备有电池组的小型电动车辆需要电池充电以用于驱动，但是其缺点在于需要花费较长时间来对电池充电。

近来，为了缩短电池充电时间，已经考虑了电池交换方法。该电池交换方法是指将使用过的电池更换为充满电的电池的方法，并且该电池交换方法由于能够在短时间内更换电池而能够向电动车辆驾驶员提供方便。

发明内容

技术问题

本发明要解决的问题是提供一种能够通过简单的联接结构快速更换电池组的可更换电池模块，以及包括该可更换电池模块的电动车辆和电池交换站。

技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，设置了一种可更换电池模块，所述可更换电池模块包括：电池组，其包括形成在外周面上的凹槽和可移动地设置在凹槽中的锁定构件；以及电池组安装部，其具有安装空间和倾斜突起，在安装空间中容纳有电池组，倾斜突起能拆卸地锁定并固定到锁定构件使得设置在安装空间中的电池组的位置固定。

此外，当在安装方向上施加力以将电池组安装在安装空间中时，锁定构件可以在接触倾斜突起之后穿过倾斜突起，并且锁定构件在穿过倾斜突起之后锁定并固定到倾斜突起。

另外，沿着电池组的安装方向延伸的翼部可以设置在凹槽中。此外，锁定构件可以连接到翼部。

此外，翼部可以与凹槽的底表面间隔开并且可以从凹槽的一个侧壁延伸。

另外，锁定构件可以包括连接到翼部以固定位置的一端，以及具有钩型头部并且可移动地设置在更靠近凹槽底表面的第一方向上或更远离凹槽底表面的第二方向上的另一端。

此外，锁定构件的另一端可以设置为使得钩型头部当以过盈配合方式穿过倾斜突起时受到倾斜突起按压，以在第一方向上移动。另外，锁定构件的另一端可以设置成使得钩型头部当完成倾斜突起的穿过时，从受到倾斜突起按压的力被释放以在第二方向上移动。

此外，钩型头部可以包括：过盈配合部，其设置成使得厚度沿着电池组的安装方向减小以能够利用过盈配合穿过倾斜突起；以及锁定固定部，其设置成使得厚度沿着电池组的安装方向增大以当穿过完成时与倾斜突起锁定并固定。

此外，倾斜突起可以具有：外侧倾斜部，其当安装电池组时接触过盈配合部并且设置成使得厚度沿着电池组的安装方向增大；以及内侧倾斜部，其在钩型头部穿过外侧倾斜部之后接触锁定固定部并且设置成使得厚度沿着电池组的安装方向减小。

另外，当外力沿着电池组的安装方向施加到电池组时，锁定构件可以穿过倾斜突起并且安装在安装空间内。在这种情况下，当电池组安装在安装空间中时，过盈配合部可以在沿着倾斜突起的外侧倾斜部滑动的同时穿过倾斜突起。

此外，当外力在与电池组的安装方向相反的方向上施加到电池组时，锁定构件可以穿过倾斜突起，并偏离倾斜突起，并且电池组可以从安装空间被分离出来。在这种情况下，当安装在安装空间中的电池组被分离时，锁定固定部可以在沿着倾斜突起的内侧倾斜部滑动的同时穿过倾斜突起。

此外，锁定构件可以由弹性材料形成，并且锁定构件可以被设置成使得部分区域当外力施加到其上时弯曲。

另外，根据本发明的另一方面，提供了一种包括可更换电池模块的电动车辆。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种包括可更换电池模块的电池交换站。

有益效果

如上所述，与本发明的至少一个示例相关的可更换电池模块以及包括该更换电池模块的电动车辆和电池交换站具有以下效果。

通过其中电池组以过盈配合方式被锁定和固定在电池组安装部中的钩结构可以容易地附接和拆卸电池组，并且因此可以快速地进行电池组的更换。

附图说明

图1是根据本发明的一个示例的可更换电池模块的截面图。

图2和图3是用于解释将电池组安装在图1所示的可更换电池模块中的过程的操作状态图。

图4是示意性地示出与本发明的一个示例相关的电动车辆的配置图。

图5是示意性地示出与本发明的一个示例相关的电池交换站的配置图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的一个示例的可更换电池模块以及包括该可更换电池模块的电动车辆和电池交换站。

另外，不管附图标记如何，相同或相应的部件由相同或相似的附图标记给出，其重复描述将被省略，并且为了便于解释，所示的每个部件的尺寸和形状可以被放大或缩小。

图1是根据本发明的一个示例的可更换电池模块的截面图，并且图2和3是用于解释将电池组(1000)安装在图1所示的可更换电池模块中的过程的操作状态图。

具体地，图2是用于解释当安装电池组(100)时的过盈配合过程的图，并且图3是示出电池组(100)的安装完成状态的图。

图4是示意性地示出与本发明的一个示例相关的电动车辆(300)的配置图，并且图5是示意性地示出与本发明的一个示例相关的电池交换站(400)的配置图。

本发明涉及一种可更换电池模块。

此外，根据本发明的一个示例的电动车辆(300)包括可更换电池模块。另外，根据本发明的一个示例的电池交换站(400)包括可更换电池模块。详细地，可更换电池模块可以应用于轻型电动车辆(LEV)或电池交换站(也称为“电池充电站”)。

参照图1至图3，根据本发明的一个示例的可更换电池模块包括电池组(100)和电池组安装部(200)。

电池组安装部(200)可以设置在电动车辆(300)中，或者可以设置在电池充电站(400)中。

另外，电池组(100)可以在安装在电池组安装部(200)上的状态下电连接到电池组安装部(200)。当电池组(100)和电池组安装部(200)彼此电连接时，从电池充电站(400)向电池组(100)供电，从而可以对电池组(100)进行充电。另外，可以从电池组(100)向作为电动车辆(300)的驱动源的电动机供应电力。

可更换电池模块包括电池组(100)，其包括形成在外表面上的凹槽(110)和可移动地设置在凹槽(110)中的锁定构件(120)。另外，可更换电池模块包括电池组安装部(200)，其具有其中容纳电池组(100)的安装空间(210)以及倾斜突起(220)，该倾斜突起(220)可拆卸地锁定并固定到锁定构件(120)以使设置在安装空间(210)中的电池组(100)的位置被固定。倾斜突起(220)被设置成突出到安装空间(210)中。

锁定构件(120)可以被称为钩型锁定构件。

具体地，电池组(100)包括形成在外周面上的凹槽(110)和连接到凹槽(110)的侧壁(113)的钩型锁定构件(120)。

另外，电池组(200)可以在安装方向(M)的两侧上设置一组凹槽(110)和锁定构件(120)。也就是说，电池组(100)可以包括两组凹槽(110)和钩型锁定构件(120)。

在本发明中，钩型锁定构件(120)是钩型的，其是锁定并固定到倾斜突起(220)的钩形锁定构件，其中，钩型锁定构件(120)可以设置成使得钩部分面向电池组(100)的外侧。例如，在电池组(100)的安装状态下，钩部分可以设置成面向电池组安装部(200)的内表面。

电池组(100)可以包括容纳在其中的多个二次电池单元(E)。

此外，电池组(100)可以具有彼此不同的前端(100a)的宽度(W1)和后端(100b)的宽度(W2)。

电池组(100)的前端(100a)是当沿着安装方向(M)滑动时首先进入安装空间(210)的部分，并且位于与前端(100a)相反的方向上的区域被称为后端(100b)。前端(100a)的宽度可以形成为与后端(100b)相比的宽度相对更窄，使得电池组(100)易于进入安装空间(210)。

另外，电池组(100)可以包括设置在后端(100b)的侧部上的把手(130)。

电池组安装部(200)具有：安装空间(210)，在其中可拆卸地安装电池组(100)；以及倾斜突起(220)，其利用过盈配合锁定并固定到锁定构件(120)以使安装的电池组(100)的位置被固定。为了安装电池组(100)，在安装方向(M)上需要一定量的力。

例如，当电池组(100)安装在安装空间(210)中时，钩型锁定构件(120)的钩部分与倾斜突起(220)接触以防止移动，其中，钩型接合构件(120)可以穿过倾斜突起(220)，并且以过盈配合方式锁定和固定到倾斜突起(220)。

在根据本发明的一个示例的可更换电池模块中，电池组(100)可以通过具有相对简单结构的钩型锁定构件(120)和倾斜突起(220)锁定并固定到电池组安装部(200)。

当在安装方向(M)上施加力以将电池组(100)安装在安装空间(210)中时，锁定构件(120)可以在接触倾斜突起(220)之后穿过倾斜突起(220)，并且可以在穿过倾斜突起(220)之后锁定并固定到倾斜突起(220)。具体地，当沿着安装方向(M)将电池组(100)安装在安装空间(210)中时，当在安装方向(M)上施加一定或更大的力时，钩型锁定构件(120)可以利用过盈配合穿过倾斜突起(220)，并且可以在穿过完成时锁定并固定到倾斜突起。

相反地，为了分离安装在安装空间(210)中的电池组(100)，当在与安装方向(M)相反的方向上施加一定量的力时，被锁定和固定的钩型锁定构件(120)以过盈配合方式穿过倾斜突起(220)，并且与倾斜突起分离，由此可以释放锁定和固定。

另外，沿着电池组(100)的安装方向M延伸的翼部(112)可以设置在凹槽(110)中，并且锁定构件(120)可以连接到翼部(112)。此时，翼部(112)可以与凹槽(110)的底表面(111)间隔开，并且从凹槽(110)的一个侧壁(113)延伸。

作为一个示例，凹槽(110)可以包括通过从凹槽的底表面(111)以规则的间隔从一个侧壁(113)延伸到凹槽(110)的中央部分而形成的翼部(112)，并且钩型锁定构件(120)可以连接到翼部(112)。

钩型锁定构件(120)可以连接到翼部(112)的面向凹槽(110)的底表面(111)的内表面。可更换电池模块可以包括连接翼部(112)的内表面和钩型锁定构件(120)的单独的连接构件(300)，并且例如，连接构件(300)可以是螺钉。然而，连接构件(300)不限于螺钉，并且可以不受限制地使用各种类型的公知的连接部件或连接方法。

锁定构件(120)可以包括连接到翼部(112)以固定位置的一端(121)，以及在更靠近凹槽(110)的底表面(111)的第一方向(h1)或者在更远离凹槽(110)的底表面(111)的第二方向(h2)上可移动地设置的另一端(122)。另一端(122)可以具有钩型头部。

钩型锁定构件(120)具有预定长度。锁定构件(120)的一端(121)可以连接到翼部(112)以固定位置，并且另一端(122)的位置可以移动。另一端(122)指代在与一端(121)相反的方向上的端部。

锁定构件(120)可以由弹性材料形成，并且锁定构件(120)可以被设置成使得部分区域当施加外力时弯曲。此时，当施加外力时，另一端(122)可以弯曲，并且其位置可以在第一方向(h1)或第二方向(h2)上移动。

另外，另一端(122)可以设置有钩形的钩型头部。钩型头部可以通过调节另一端(122)的厚度来形成。在本文档中，另一端(122)可以理解为指代钩型头部。

钩型头部(122)可以利用过盈配合锁定并固定到倾斜突起(220)。钩型锁定构件(120)的钩型头部(122)可以通过外力在第一方向(h1)上移动，并且当外力被释放时可以在第二方向(h2)上移动的同时返回到其原始位置。

外力可以是例如当穿过倾斜突起(220)时从倾斜突起(120)按压的力。

参照图2，当锁定构件(120)的另一端(122)以过盈配合方式穿过倾斜突起(220)时，钩型头部(122)可以从倾斜突起(220)被按压以在第一方向(h1)上移动，并且参照图3，当钩型头部(122)通过倾斜突起(220)的穿过完成时，随着从倾斜突起(220)按压的力被释放，钩型头部(122)可以在第二方向(h2)上移动。

在一个示例中，钩型头部(122)可以包括：过盈配合部(122a)，其被设置成使得厚度沿着电池组(100)的安装方向(M)减小以便能够利用过盈配合穿过倾斜突起(220)；以及锁定固定部(122b)，其被设置成使得厚度沿着电池组(100)的安装方向(M)增大，以便当通过倾斜突起(220)的穿过完成时与倾斜突起(220)锁定并固定。

也就是说，通过沿着电池组(100)的安装方向(M)调节锁定构件(120)的另一端(122)的厚度，可以形成过盈配合部(122a)和锁定固定部(122b)。

过盈配合部(122a)可以具有形成为倾斜以能够利用过盈配合穿过倾斜突起(220)的第一倾斜表面，并且锁定固定部(122b)可以具有形成为当钩型头部(122)的穿过完成时倾斜以锁定并固定到倾斜突起(220)的第二倾斜表面。此时，第一倾斜表面和第二倾斜表面可以在彼此相反的方向上倾斜。

锁定固定部(122b)可以定位成比过盈配合部(122a)更靠近一端(121)侧。过盈配合部(122)中的第一斜表面的倾斜角度可以比锁定固定部(122b)中的第二斜表面的倾斜角度更平缓。

此外，过盈配合所需的力可以根据第一倾斜表面的倾斜角度而改变，并且锁定固定部(122b)中的第二倾斜表面的倾斜角度可以形成为预定角度或更大角度，以防止在锁定并固定到倾斜突起(220)之后分离。

另外，倾斜突起(220)可以具有外侧倾斜部(221)和内侧倾斜部(222)，该外侧倾斜部(221)当电池组(100)被安装时接触过盈配合部(122a)并且设置成使得厚度沿着电池组(100)的安装方向(M)增大，该内侧倾斜部(222)在钩型头部(122)穿过外侧倾斜部(221)之后接触锁定固定部(122b)并且设置成使得厚度沿着电池组(100)的安装方向(M)减小。

外侧倾斜部(221)可以形成为以与过盈配合部(122a)的第一倾斜表面相对应的倾斜角度倾斜，并且内侧倾斜部(221)可以形成为以与锁定固定部(122b)的第二倾斜表面相对应的倾斜角度倾斜。外侧倾斜部(221)可以具有比内侧倾斜部(222)更平缓的倾斜角度。

当安装电池组(100)时，过盈配合部(122a)可以在沿着在倾斜突起(220)中的外侧倾斜部(221)的倾斜滑动的同时穿过倾斜突起(220)。过盈配合是在过盈配合部(122a)穿过倾斜突起(220)的过程中执行的。

另外，当安装在安装空间(210)中的电池组(100)分离时，锁定固定部(122b)可以在沿着倾斜突起(220)的内侧倾斜部(222)的斜面滑动的同时穿过倾斜突起。

当安装电池组(100)时，钩型锁定构件(120)可以从倾斜突起(220)的外侧移动到内侧，并且当电池组(100)分离时，钩型锁定构件(120)可以从倾斜突起(220)的内侧移动到外侧。倾斜突起(220)的外侧是指与安装电池组(100)的入口相邻定位的部分。

另外，钩型锁定构件(120)可以由弹性材料形成。例如，钩型锁定构件(120)可以由POM材料形成。由于钩型锁定构件(120)由弹性材料形成，因此其可以从倾斜突起(220)被按压以在第一方向(h1)上移动，并且然后当按压的力被释放时，其可以在沿着第二方向(h2)移动的同时返回到原始位置。

根据本发明的可更换电池模块还可以包括联接到电池组安装部(200)的盖(未示出)。

盖联接到电池组安装部(200)，使得电池组安装部(200)的安装空间(210)密封。盖用于保护电池组(100)，使得防止安装的电池组(100)分离并且不被外部冲击损坏。

参照图4，本发明可以是包括上述可更换电池模块的电动车辆(300)。电动车辆(300)包括电池组安装部(200)，其中，电池组可以可拆卸地安装在电池组安装部(200)上。如果可以安装可更换电池组，则电动车辆(300)的类型没有特别限制，其可以是小型、中型或大型电动车辆，并且优选地可以是小型电动车辆。小型电动车辆可以通过例如电动滑板车、电动自行车或快速板等来例示。包括上述可更换电池组的电动车辆具有当用新的电池组更换旧的电池组时缩短更换时间的优点。

参照图5，本发明涉及一种包括上述可更换电池模块的电池交换站(400)。电池交换站(400)可以通过电池组安装部(200)向电池组供电以对电池组充电。包括上述可更换电池组的电池交换站的优点在于，当安装旧电池组或分离完全充电的电池组时所消耗的更换时间减少了。

如上所述的本发明的优选实施方式是为了例示的目的而公开的，并且具有本发明的普通知识的本领域技术人员将能够在本发明的精神和范围内进行各种修改、改变和添加，并且这样的修改、改变和添加应当被视为落入所附权利要求的范围内。

工业实用性

根据本发明的与至少一个实施方式有关的可更换电池模块、包括该可更换电池模块的电动车辆和电池交换站，通过在电池组安装部内以过盈配合方式来锁定和固定电池组的构形结构，使得电池组易于拆卸，并且可以快速地进行电池组的更换。

Claims (14)

1.一种可更换电池模块，所述可更换电池模块包括：

电池组，所述电池组包括形成在外周面上的凹槽和能移动地设置在所述凹槽中的锁定构件；以及

电池组安装部，所述电池组安装部具有安装空间和倾斜突起，在所述安装空间中容纳有所述电池组，所述倾斜突起能拆卸地锁定并固定到所述锁定构件使得设置在所述安装空间中的所述电池组的位置固定。

2.根据权利要求1所述的可更换电池模块，其中，

当在安装方向上施加力以将所述电池组安装在所述安装空间中时，所述锁定构件在接触所述倾斜突起之后穿过所述倾斜突起，并且所述锁定构件在穿过所述倾斜突起之后被锁定并固定到所述倾斜突起。

3.根据权利要求2所述的可更换电池模块，其中，

沿着所述电池组的所述安装方向延伸的翼部设置在所述凹槽中，并且

所述锁定构件连接到所述翼部。

4.根据权利要求3所述的可更换电池模块，其中，

所述翼部与所述凹槽的底表面间隔开并且从所述凹槽的一个侧壁延伸。

5.根据权利要求3所述的可更换电池模块，其中，

所述锁定构件包括：一端，所述一端连接到所述翼部以固定位置；以及

另一端，所述另一端具有钩型头部并且能移动地设置在更靠近所述凹槽的底表面的第一方向上或更远离所述凹槽的所述底表面的第二方向上。

6.根据权利要求5所述的可更换电池模块，其中，在所述锁定构件的所述另一端中，

当以过盈配合方式穿过所述倾斜突起时，所述钩型头部受到所述倾斜突起按压以在所述第一方向上移动，并且

当完成所述倾斜突起的穿过时，所述钩型头部从受到所述倾斜突起按压的力被释放以在所述第二方向上移动。

7.根据权利要求5所述的可更换电池模块，其中，

所述钩型头部包括：过盈配合部，所述过盈配合部设置成使得厚度沿着所述电池组的所述安装方向减小以能够利用过盈配合穿过所述倾斜突起；以及

锁定固定部，所述锁定固定部设置成使得厚度沿着所述电池组的所述安装方向增大以当所述穿过完成时与所述倾斜突起锁定并固定。

8.根据权利要求7所述的可更换电池模块，其中，

所述倾斜突起具有：外侧倾斜部，所述外侧倾斜部当安装所述电池组时接触所述过盈配合部并且设置成使得厚度沿着所述电池组的所述安装方向增大；以及

内侧倾斜部，所述内侧倾斜部在所述钩型头部穿过所述外侧倾斜部之后接触所述锁定固定部并且设置成使得厚度沿着所述电池组的所述安装方向减小。

9.根据权利要求8所述的可更换电池模块，其中，当安装所述电池组时，

所述过盈配合部在沿着所述倾斜突起的所述外侧倾斜部滑动的同时穿过所述倾斜突起。

10.根据权利要求7所述的可更换电池模块，其中，当安装在所述安装空间中的所述电池组被分离时，

所述锁定固定部在沿着所述倾斜突起的内侧倾斜部滑动的同时穿过所述倾斜突起。

11.根据权利要求1所述的可更换电池模块，其中，所述锁定构件由弹性材料制成。

12.根据权利要求1所述的可更换电池模块，其中，

所述锁定构件设置成使得部分区域当外力施加到所述锁定构件上时弯曲。

13.一种电动车辆，所述电动车辆包括根据权利要求1所述的可更换电池模块。

14.一种电池交换站，所述电池交换站包括根据权利要求1所述的可更换电池模块。