CN215513315U - 一种电动汽车及其快速换电结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动汽车及其快速换电结构，该快速换电结构用于安装电动汽车的电池组件，包括固定设置在车架上的左侧电池支架组和右侧电池支架组；其中，所述左侧电池支架组包括依次间隔固定在左侧车架大梁上的多个电池支架，所述右侧电池支架组包括依次间隔固定在右侧车架大梁上的多个电池支架；其中，每个所述电池支架的本体均采用冲压成型，且所述电池支架的底面分别设置有与电池组件适配的可拆卸适配部。通过结构优化，本方案可有效提高电池快换结构的连接强度，为保障快换电池的可操作性和稳定性提供良好的技术保障。

Description

一种电动汽车及其快速换电结构

技术领域

本实用新型涉及汽车结构设计技术领域，具体涉及一种电动汽车及其快速换电结构。

背景技术

基于目前电池技术水平的制约，现有技术提出了快速换电式汽车结构。快速换电式汽车只需3-5分钟完成满电电池的更换，类似于燃油车去加油站加油的时间。与普通的新能源汽车的电池安装形式相比，快速换电式汽车将电池使用卡扣自锁结构固定在托架上，托架再通过螺栓固定在车身上，而非像普通新能源汽车使用螺栓直接把电池固定车身上。

市场上的快速换电式汽车，其电池支架安装结构大多为6-8个安装固定点，为了电池的快速切换方便性，固定点布置需要给电池避让通道，牺牲电池固定点的强度，由此导致电池在频繁的切换过程中出现磨损、支架强度降低、电池的结构稳定性差，从而影响整车性能。

此外，电池与托架控制器连接位置是软连接，对电池本身与托架之间是不允许有过大的跳动，否则会引起断电，甚至是损坏电池等故障。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对汽车快速换电结构进行优化，以克服上述电池固定点强度较低的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电动汽车及其快速换电结构，通过结构优化可有效提高电池快换结构的连接强度，为保障快换电池的可操作性和稳定性提供良好的技术保障。

本实用新型提供的快速换电结构，用于安装电动汽车的电池组件；包括固定设置在车架上的左侧电池支架组和右侧电池支架组；其中，所述左侧电池支架组包括依次间隔固定在左侧车架大梁上的多个电池支架，所述右侧电池支架组包括依次间隔固定在右侧车架大梁上的多个电池支架；其中，每个所述电池支架的本体均采用冲压成型，且所述电池支架的底面分别设置有与电池组件适配的可拆卸适配部。

优选地，所述左侧电池支架组和所述右侧电池支架组的多个电池支架，相对于车架纵向中心线分别对称设置。

优选地，还包括固定设置在左侧车架大梁与右侧车架大梁之间的电池支架前横梁，位于所述左侧电池支架组和所述右侧电池支架组前侧；且所述电池支架前横梁的底面设置有与电池组件适配的可拆卸适配部。

优选地，所述左侧电池支架组和所述右侧电池支架组均设置有五个所述电池支架；所述电池支架前横梁上的所述可拆卸适配部设置有两个，且相对于车架纵向中心线对称设置。

优选地，所述电池支架远离相应侧车架大梁的冲压弯折部设置有内凹形成的凸筋。

优选地，所述电池支架包括支架本体和螺母板，所述可拆卸适配部位置处的所述支架本体与所述螺母板叠合且焊接固定，所述螺母板上焊接固定有螺母，所述螺母板和所述支架本体上开设有与所述螺母对应的插装孔，以便通过与螺母适配的螺纹紧固件可拆卸连接所述电池组件。

优选地，多个所述电池支架中至少部分为单侧固定电池支架，所述单侧固定电池支架的支架本体与相应侧车架大梁的外侧壁面焊接固定。

优选地，多个所述电池支架中至少部分为双侧固定电池支架，所述双侧固定电池支架的支架本体具有安装凹部，所述安装凹部的两侧面分别与相应侧车架大梁的内外侧壁面焊接固定，且所述安装凹部的底面与相应侧车架大梁之间具有预定距离。

优选地，所述电池支架前横梁的本体拼焊成型，包括横梁本体和固定在所述横梁本体上方的横梁螺母板；所述横梁螺母板上焊接固定有螺母，以便通过与螺母适配的螺纹紧固件可拆卸连接所述电池组件。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括具有左侧车架大梁和右侧车架大梁的车架，以及采用前述快速换电结构与所述车架固定连接的电池组件。

针对电动汽车，本方案创新性地提出了电池快速换电方案，具体地，两侧电池支架组分别固定在相应侧车架大梁上，由此使得电池支架获得较高强度的固定基础结构；同时，电池支架通过底部可拆卸适配部与电池组件相连，每个电池支架均采用冲压成型，可有效提高支架刚度。如此设置，整体上可满足快速换电式汽车在长期频繁的切换过程中保持足够强度，确保电池结构之间稳定性，减少整车在行驶过程中出现的故障率。

在本实用新型的优选方案中，电池支架远离相应侧车架大梁的冲压弯折部设置有内凹形成的凸筋，以增强支架承载能力，进一步提高电池结构之间的稳定性。

在本实用新型的另一优选方案中，该电池支架的可拆卸适配部位置处的支架本体与螺母板叠合且焊接固定，螺母板上焊接固定有螺母，以便通过与螺母适配的螺纹紧固件可拆卸连接电池组件。如此设置，一方面便于电池组件的拆装操作，提高作业效度；在此基础上，可进一步提高可拆卸适配部的抗疲劳损坏能力，提高电池支架的使用寿命。

附图说明

图1为具体实施方式所述快速换电结构的装配关系整体结构示意图；

图2为具体实施方式中所述电池组件与快速换电结构的组装关系示意图；

图3为具体实施方式中所述单侧固定电池支架的整体结构示意图；

图4为图3中所示单侧固定电池支架的主视图；

图5为图4的B-B剖视图；

图6为图4的俯视图；

图7为具体实施方式中所述双侧固定电池支架的组装关系示意图；

图8为图7中所示双侧固定电池支架的整体结构示意图；

图9为图8中所示双侧固定电池支架的主视图；

图10为图9的C-C剖视图；

图11为具体实施方式中所述电池支架前横梁的整体结构示意图。

图1-图11中：

左侧电池支架一1、左侧电池支架二2、左侧电池支架三3、左侧电池支架四4、左侧电池支架五5、右侧电池支架一6、右侧电池支架二7、右侧电池支架三8、右侧电池支架四9、右侧电池支架五10；

第一支架本体31、凸筋311、第一螺母板32、插装孔33；

第二支架本体71、凸筋711、安装凹部712、第二螺母板72、插装孔73、螺母74；

电池支架前横梁11、横梁本体111、横梁螺母板112；

车架20、左侧车架大梁201、右侧车架大梁202、电池组件30。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图中所示车架为描述基础，详细说明快速换电结构具体实现方案。该车架的左侧车架大梁和右侧车架大梁对称设置，整体呈沿车架前后方向的延伸趋势。应该理解，该车架自体结构非本申请的核心发明点，且对本申请请求保护的快速换电结构未构成实质性的限制。

请参见图1，该图为本实施方式所述快速换电结构的装配关系整体结构示意图。图1自车架的底部视角形成，以清楚示出具体装配关系。

用于安装电动汽车电池组件30的快速换电结构，固定设置在车架20上，具体设置在左侧车架大梁201和右侧车架大梁202上，大梁是整车强度最优位置，由此使得电池支架获得较高强度的固定基础结构。如图1所示，本方案中，该快速换电结构包括左侧电池支架组和右侧电池支架组，例如但不限于，左侧电池支架组包括依次间隔固定在左侧车架大梁201上的五个电池支架：左侧电池支架一1、左侧电池支架二2、左侧电池支架三3、左侧电池支架四4和左侧电池支架五5；相应地，右侧电池支架组包括依次间隔固定在右侧车架大梁202上的五个电池支架：右侧电池支架一6、右侧电池支架二7、右侧电池支架三8、右侧电池支架四9和右侧电池支架五10。

需要说明的是，图中所示的左侧电池支架组和右侧电池支架组均配置为五个电池支架，实际上，根据不同车型车架装配尺寸以及电池配置容量等因素，左、右电池支架组还可选择其他复数个；也就是说，左侧电池支架组和右侧电池支架组均可为多个电池支架，且相对于车架纵向中心线分别对称设置，只要满足具体车型的承载能力要求均可。

其中，每个电池支架的本体均采用冲压成型，刚性较好，且电池支架的底面分别设置有与电池组件30适配的可拆卸适配部，以快速完成换电操作。这里，可拆卸适配部可以为不同的实现方式，例如但不限于，可实现电池组件30拆装的螺纹连接结构、卡合结构等。请一并参见图2，该图示出了电池组件30与快速换电结构的组装关系。

整体上，基于所增设的电池支架，可以满足快速换电式汽车在长期频繁的切换过程中保持着足够强度，保证电池结构之间稳定性，减少整车在行驶过程中出现的故障率。

为了进一步提高电池安装可靠性，作为优选，可在左侧车架大梁201与右侧车架大梁202之间增设电池支架。如图1所示，电池支架前横梁11固定设置在左、右侧车架大梁之间，具体位于左侧电池支架组和右侧电池支架组的前侧；且电池支架前横梁11的底面设置有与电池组件30适配的可拆卸适配部，这样，与左侧电池支架组和右侧电池支架组共同参与电池组件30的组装。

这里，电池支架前横梁11上的可拆卸适配部设置有两个，且相对于车架纵向中心线对称设置，均衡承载能力。

另外，本方案中左侧电池支架五5与右侧电池支架五10均为单侧固定电池支架，也即，左侧电池支架五5通过支架本体一侧与左侧车架大梁201焊接固定，右侧电池支架五10通过支架本体一侧与右侧车架大梁202焊接固定，两者对称设置；例如但不限于，图中所示的分别与相应侧车架大梁的外侧壁面焊接固定，以避让左、右侧车架大梁之间的装配空间，不影响整车其他构成的组装配置。

该单侧固定电池支架可采用不同的冲压结构形式。作为优选可以由分别冲压成型的支架本体和螺母板焊接为一体。请参见图3，该图为本方案中单侧固定电池支架的整体结构示意图，基于左侧电池支架五5和右侧电池支架五10左右对称设置的特点，本方案中仅示意其中一者并详细说明。请一并参见图4、图5和图6，其中，图4为图3中所示单侧固定电池支架的主视图，图5为图4的B-B剖视图，图6为图4的俯视图。

该单侧固定电池支架可由图3中箭头A指向一侧与相应侧车架大梁的外侧壁面焊接固定。结合图4至图6所示，该单侧电池支架包括第一支架本体31和第一螺母板32，可拆卸适配部位置处的第一支架本体31与第一螺母板32叠合，且焊接固定。在第一螺母板32上焊接固定有螺母(图中未示出)，且第一螺母板32和第一支架本体31上开设有与螺母对应的插装孔33，以便通过与螺母适配的螺纹紧固件可拆卸连接电池组件30。如此设置，一方面便于电池组件的拆装操作，提高作业效度；在此基础上，可进一步提高可拆卸适配部的抗疲劳损坏能力，提高电池支架的使用寿命。

其中，第一螺母板32和第一支架本体31分别冲压成型后焊接固定，可最大限度地提高整体承载强度。进一步地，电池支架远离相应侧车架大梁的冲压弯折部设置有内凹形成的凸筋311，以增强支架承载能力，进一步提高电池结构之间的稳定性。本方案中，在第一支架本体31的竖向弯折部间隔布置两个凸筋311，具体数量可根据不同需要进行选择。通常，在满足承载能力的基础上，节省材料成本为优选设计。

当然，单侧固定电池支架非局限于固定在相应侧车架大梁的外侧壁面，也可分别支架本体另一侧固定在大梁内侧壁面，以避让左、右侧车架大梁外侧的装配空间；另外，左、右侧电池支架组的五个电池支架中，可根据需要确定实际采用单侧固定电池支架的数量。

此外，本方案中左侧电池支架一1、左侧电池支架二2、左侧电池支架三3和左侧电池支架四4，以及右侧电池支架一6、右侧电池支架二7、右侧电池支架三8和右侧电池支架四9，均为双侧固定电池支架，也即，左侧电池支架一1、左侧电池支架二2、左侧电池支架三3和左侧电池支架四4通过支架本体两侧与左侧车架大梁201焊接固定，右侧电池支架一6、右侧电池支架二7、右侧电池支架三8和右侧电池支架四9也通过支架本体两侧与右侧车架大梁202焊接固定，左、右两组支架对称设置。

具体地，每个双侧固定电池支架的支架本体具有安装凹部，请一并参见图7，该图示出了双侧固定电池支架的组装关系。

同样地，该双侧固定电池支架可采用不同的冲压结构形式。作为优选也可由分别冲压成型的支架本体和螺母板焊接为一体。请参见图8，该图为本方案中双侧固定电池支架的整体结构示意图，基于各双侧固定电池支架结构原理一致且左右支架组对称设置的特点，本方案中仅示意其中一者并详细说明。请一并参见图8、图9和图10，其中，图8为图7中所示双侧固定电池支架的整体结构示意图，图9为图8中所示双侧固定电池支架的主视图，图10为图9的C-C剖视图。

结合图7和图8所示，该双侧固定电池支架具有大致呈“n”字型的安装凹部712，该安装凹部712的两侧面分别与相应侧车架大梁的内外侧壁面焊接固定，且安装凹部712的底面与相应侧车架大梁之间具有预定距离L，例如但不限于将该预定距离L限制为50mm，可以有效提高支架的刚度。进一步结合图8至图10所示，该双侧电池支架包括第二支架本体71和第二螺母板72，可拆卸适配部位置处的第二支架本体71和第二螺母板72叠合，且焊接固定。在第二螺母板72上焊接固定有螺母74，且第二支架本体71和第二螺母板72上开设有与螺母对应的插装孔73，以便通过与螺母74适配的螺纹紧固件可拆卸连接电池组件30。

其中，第二螺母板72和第二支架本体71分别冲压成型后焊接固定，可最大限度地提高整体承载强度。图中所示，安装凹部712形成于第二支架本体71上，进一步地，电池支架远离相应侧车架大梁的冲压弯折部设置有内凹形成的凸筋711，以增强支架承载能力，进一步提高电池结构之间的稳定性。本方案中，在第二支架本体71的竖向弯折部间隔布置一个凸筋711，具体数量可根据不同需要进行选择。

请一并参见图11，该图示出了该电池支架前横梁11的整体结构示意图。

本方案中的电池支架前横梁11的本体可拼焊成型，包括横梁本体111和固定在该横梁本体111上方的横梁螺母板112，该横梁螺母板112用于形成电池动前横梁11的可拆卸连接部。如图11所示，该横梁螺母板112上焊接固定有螺母113，以便通过与螺母适配的螺纹紧固件可拆卸连接电池组件30。当然，电池支架前横梁11也可采用冲压成型。

除前述快速换电结构外，本实施方式还提供一种应用该快速换电结构的电动汽车。其中，该电动汽车的车架具有左侧车架大梁和右侧车架大梁的车架，其电池组件采用前述的快速换电结构与所述车架固定连接。应当理解，该汽车的其他功能构成的具体实现方式非本申请的核心发明点所在，且本领域技术人员基于现有技术能够实现，故本文不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.快速换电结构，用于安装电动汽车的电池组件；其特征在于，包括固定设置在车架上的：

左侧电池支架组，包括依次间隔固定在左侧车架大梁上的多个电池支架；

右侧电池支架组，包括依次间隔固定在右侧车架大梁上的多个电池支架；

其中，每个所述电池支架的本体均采用冲压成型，且所述电池支架的底面分别设置有与电池组件适配的可拆卸适配部。

2.根据权利要求1所述的快速换电结构，其特征在于，所述左侧电池支架组和所述右侧电池支架组的多个电池支架，相对于车架纵向中心线分别对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的快速换电结构，其特征在于，还包括固定设置在左侧车架大梁与右侧车架大梁之间的：

电池支架前横梁，位于所述左侧电池支架组和所述右侧电池支架组前侧；且所述电池支架前横梁的底面设置有与电池组件适配的可拆卸适配部。

4.根据权利要求3所述的快速换电结构，其特征在于，所述左侧电池支架组和所述右侧电池支架组均设置有五个所述电池支架；所述电池支架前横梁上的所述可拆卸适配部设置有两个，且相对于车架纵向中心线对称设置。

5.根据权利要求3所述的快速换电结构，其特征在于，所述电池支架远离相应侧车架大梁的冲压弯折部设置有内凹形成的凸筋。

6.根据权利要求5所述的快速换电结构，其特征在于，所述电池支架包括支架本体和螺母板，所述可拆卸适配部位置处的所述支架本体与所述螺母板叠合且焊接固定，所述螺母板上焊接固定有螺母，所述螺母板和所述支架本体上开设有与所述螺母对应的插装孔，以便通过与螺母适配的螺纹紧固件可拆卸连接所述电池组件。

7.根据权利要求6所述的快速换电结构，其特征在于，多个所述电池支架中至少部分为单侧固定电池支架，所述单侧固定电池支架的支架本体与相应侧车架大梁的外侧壁面焊接固定。

8.根据权利要求7所述的快速换电结构，其特征在于，多个所述电池支架中至少部分为双侧固定电池支架，所述双侧固定电池支架的支架本体具有安装凹部，所述安装凹部的两侧面分别与相应侧车架大梁的内外侧壁面焊接固定，且所述安装凹部的底面与相应侧车架大梁之间具有预定距离。

9.根据权利要求3所述的快速换电结构，其特征在于，所述电池支架前横梁的本体拼焊成型，包括横梁本体和固定在所述横梁本体上方的横梁螺母板；所述横梁螺母板上焊接固定有螺母，以便通过与螺母适配的螺纹紧固件可拆卸连接所述电池组件。

10.电动汽车，包括具有左侧车架大梁和右侧车架大梁的车架，以及电池组件，其特征在于，所述电池组件采用权利要求1至9中任一项所述的快速换电结构与所述车架固定连接。

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