CN216648500U - 一种可自由配置电量的插拔式电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车续航技术领域，具体涉及汽车续航技术领域，具体涉及一种可自由配置电量的插拔式电池包及车辆。电池包包括安装箱，其内设有多个电芯通道；电芯模组，电芯模组插拔式安装在电芯通道内，电芯模组和电芯通道之间设有电芯快换连接件，电芯通道的内壁上设置有缓冲结构；控制器，通过电芯快换连接件与电芯模组电连接并控制电芯模组运转。本发明通过在电池包内设置电芯通道，并设置电芯快换连接件，可以实现电芯模组相对于电芯通道的快速插拔，实现了电芯模组的快速更换，提高了电池包的更换效率。

Description

一种可自由配置电量的插拔式电池包及车辆

技术领域

本发明涉及汽车续航技术领域，具体涉及一种可自由配置电量的插拔式电池包及车辆。

背景技术

近年来，电动化是汽车行业的发展趋势，其中续航里程是电动汽车发展过程中重点关注课题。但受限于电池能量密度影响，电动车续航里程相对较短，里程焦虑困扰着消费者，进而在一定程度下影响其购买电动汽车的意愿，也间接影响汽车市场电动化发展。

经过市场调研，终端用户一般有两种典型的用车方式。一是占大多数时间的日常通勤，每日行驶距离较短；二是长途远距离驾驶。每日行驶距离较短的车辆无法支持用户长途行驶，而长续航里程的车，其多余的电池包重量、混动组件，在通勤时又是冗余和负担，用户体验差。而目前为了满足不同的续航里程对电池包进行更换时，电池包更换方式单一，更换成本高，且更换地点受限，更换效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是:现有技术电池包更换效率低且无法兼顾车辆短途行驶与长途行驶场景下续航里程与负载重量之间存在矛盾的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种可自由配置电量的插拔式电池包及车辆。

根据本申请的一个方面，公开了一种可自由配置电量的插拔式电池包，电池包设置在车辆上，所述电池包包括：

安装箱，其内设有多个电芯通道；

电芯模组，所述电芯模组插拔式安装在所述电芯通道内；所述电芯模组和所述电芯通道之间设有电芯快换连接件，所述电芯通道的内壁上设置有缓冲结构；

控制器，通过所述电芯快换连接件与所述电芯模组电连接并控制所述电芯模组运转。

根据本申请的另一个方面，公开了一种可自由配置电池包电量的车辆。所述车辆的底部设有如上所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电芯通道设于所述电池包的下部并开口朝下，所述电芯通道内竖直向上插装有所述电芯模组。

根据本申请的另一个方面，公开了另一种可自由配置电池包电量的车辆，所述车辆的底部设有车身快换连接件以及上述所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电池包与所述车辆之间通过所述车身快换连接件连接，所述电芯通道设于所述电池包的下部并开口朝下，所述电芯通道内竖直向上插装有所述电芯模组。

根据本申请的另一个方面，公开了另一种可自由配置电池包电量的车辆，所述车辆的后背箱内设有上述所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电芯通道水平设置，所述电芯通道内水平插装有所述电芯模组。

根据本申请的另一个方面，公开了另一种可自由配置电池包电量的车辆，所述车辆的车头内设有上述所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电芯通道设于所述电池包的上部并竖直朝上开口设置，所述电芯通道内竖直朝下插装有所述电芯模组。

进一步的，电芯通道与电芯通道之间形成有隔板，所述隔板上设置有流道，所述流道内布置有线束和/或管路。

进一步的，所述安装箱上还设置有锁止机构，所述锁止机构用于实现所述电芯模组在所述电芯通道内的限位锁止或者解除所述电芯模组在所述电芯通道内的限位锁止。

进一步的，所述锁止机构设置在所述隔板上。

在一种可能实现的方案中，所述电芯通道被构造为槽体结构，所述槽体结构的槽底靠近所述控制器设置。

进一步的，每个所述电芯通道内设置有拖载机构，所述拖载机构用于拖载所述电芯模组，所述电芯模组通过所述拖载机构可拆卸安装于所述电芯通道内。

在一种可能实现的方案中，所述拖载机构上设置有抽拉件。

进一步的，所述车辆还包括电压电流转换器，所述电压电流转换器分别与所述电池包以及所述车辆的电机电连接。

进一步的，所述车辆为新能源汽车，包括电动汽车EV，纯电动汽车BEV，混合动力汽车HEV。

本发明中，通过在电池包内设置电芯通道，并设置电芯快换连接件，可以实现电芯模组相对于电芯通道的快速插拔，实现了电芯模组的快速更换，提高了电池包的更换效率，进一步的，本发明中在对车辆上的电池包进行更换时，可以适应性的选择电池包的更换方式，能够适应于可以根据续航里程，适应性的增加电池包或者适应性的卸载电池包，以在满足续航里程的同时，减轻车辆整车重量，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种角度下的可自由配置电量的插拔式电池包的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是本发明实施例提供的另一种角度下的可自由配置电量的插拔式电池包的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种角度下的可自由配置电量的插拔式电池包的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种角度下的可自由配置电量的插拔式电池包的结构示意图；

图6是图5的局部放大图；

图7是本发明实施例提供的一种可自由配置电量的插拔式电池包的剖视图；

图8是本发明实施例提供的一种可自由配置电量的插拔式电池包的控制原理图；

图9是本发明实施例提供的一种可自由配置电池包电量的车辆的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种可自由配置电池包电量的车辆的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种可自由配置电池包电量的车辆的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的另一种可自由配置电池包电量的车辆的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的一种可自由配置电量的插拔式电池包车辆换电方法的流程图；

图14是本发明实施例提供的另一种可自由配置电量的插拔式电池包车辆换电方法的流程图；

图15是本发明实施例提供的另一种可自由配置电量的插拔式电池包车辆换电方法的流程图；

图16是本发明实施例提供的另一种可自由配置电量的插拔式电池包车辆换电方法的流程图；

图中，1-电池包，11-安装箱，111-电芯通道，112-隔板，113-拖载机构，114-固定槽，115-滑动杆，12-电芯模组，13-控制器，2-车辆，3-车身快换连接件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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元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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

为解决上述技术问题，本发明公开了本发明公开了一种可自由配置电量的插拔式电池包及车辆。

具体的，本实施例公开了一种可自由配置电量的插拔式电池包，电池包设置在车辆上，如图1至图8所示，电池包1包括：

安装箱11，其内设有多个电芯通道111；

电芯模组12，电芯模组12插拔式安装在电芯通道111内；电芯模组12和电芯通道111之间设有电芯快换连接件，所述电芯通道11的内壁上设置有缓冲结构；

控制器13，通过电芯快换连接件与电芯模组12电连接并控制电芯模组12运转。

通过在电池包1内设置电芯通道111，并设置电芯快换连接件，可以实现电芯模组12相对于电芯通道111的快速插拔，实现了电芯模组12的快速更换，提高了电池包1的更换效率。

在一种可能实现的方案中，电芯通道111为矩形状的槽体结构，用于安装矩形结构的电芯模组。

可以理解的是，电芯通道111为矩形状的槽体结构仅是一种优选方案，在其它可实施的方案中，电芯通道111也可以被构造为圆柱形的槽体结构，以适应圆柱体结构的电芯模组。

在一种可能实现的方案中，缓冲结构可以为绝缘层，优选的，绝缘层上还设置有缓冲绵。可以理解的是，通过设置缓冲层，可以防止在电芯模组12在电芯通道111内安装或拆卸的过程中，电芯模组12和电芯通道111内壁形成金属直接接触，而导致磨损或产生电场作用。

进一步的，安装箱11上还设置有锁止机构(未示出)，锁止机构用于实现电芯模组12在电芯通道111内的限位锁止或者解除电芯模组12在电芯通道111内的限位锁止。在一种可实施的方案中，锁止机构可以设置在隔板112上。锁止机构的个数可以与电芯通道111的个数适配，以实现每个电芯通道111内安装电芯模组12后，每个电芯模组12都被锁止固定，避免汽车行驶颠簸而造成电芯模组12异位，导致接触不良，影响供电。

在另一种可实施的方案中，锁止机构也可以设置在安装箱11上，需要说明的，锁止机构设置时避让设置电芯通道111的面，以避免对电芯通道111中电芯模组12安装造成干涉。优选的，可以设置每一行的电芯通道111内的电芯模组12共用一个锁止机构，或者设置每一列的电芯通道111内的电芯模组12共用一个锁止机构，节约材料，且锁止机构锁止后，可以使得锁止机构与电芯模组12有较大的接触面积，提高电芯模组12的锁止稳定性。

进一步的，每个电芯通道111内设置有拖载机构113，拖载机构113用于拖载电芯模组12，电芯模组12通过拖载机构113可拆卸安装于电芯通道111内。通过在电芯通道111内设置拖载机构113，从而提供了一种抽屉式的安装箱11，实现了电芯模组12在安装箱11的可拆卸安装，更换简洁方便，提高了电芯模组12的更换效率，且电芯模组12的整体体积小于电池包1的整体体积，电芯模组12的更换可以不受更换场地和人员的约束，更换的可操作性强。且该电芯模组12安装结构可以适用于多个场景，可适用性广。

例如：当某个电芯模组12的电量不足或电芯模组12出故障时，可以基于本申请电芯模组12安装结构的结构特点，原地快速更换电芯模组12，更换地点可以不受换电站约束，提高换电便捷性。

或者，

当计划出行时，可以根据预估里程配置不同数量的电芯模组12，当路上行程有变，可以就近选择换电站进行增删电芯模组12数量，满足续航里程的同时减轻汽车整体负载质量。

或者，

在购买该电芯模组12安装结构时，电芯模组12数量可由用户自由选择，在日常使用过程中，若需要增加续航，可考虑单独加购或者租赁相应电芯模组12，节约购车成本。

进一步的可以理解的是，本申请中可以只更换电芯模组12，不更换控制器13，从而使得控制器13可以供多个电芯模组12共用，节约换电成本。

在一种可能实现的方案中，安装箱11可以被构造为长方体结构，该长方体结构的安装箱11上设置有M×N个电芯通道111。其中，M表示行数，N表示列数，且M≥1，N≥1。在一种可能实现的方案中，如图1以及图4至图5所示，M可以取3，N可以取4，形成三行四列的电芯通道111结构。

优选的，在一些可实施的方案中，如图4所示，形成序列号1至12的12个电芯通道111，当电芯模组12安装至电芯通道111后，每一行上的电芯模组12之间串联，每一列上的电芯模组12之间并联。示例性的，如图4所示，1号、2号以及3号电芯通道111内的电芯模组12依次串联，4号、5号以及6号电芯通道111内的电芯模组122依次串联，7号、8号以及9号电芯通道111内的电芯模组12依次串联，10号、11号以及12号电芯通道111内的电芯模组12依次串联，1号、4号、7号以及10号电芯通道111内的电芯模组12相互之间并联，2号、5号、8号以及11号电芯通道111内的电芯模组12相互之间并联，3号、6号、9号以及12号电芯通道111内的电芯模组12相互之间并联。

可以理解的是，安装箱11为长方体结构仅是一种优选实施方式，在其它可实施的方案中，安装箱11也可以被构造为正方体结构、六面体结构等结构，具体可以根据需要设置，这里不进行具体限定。

在一种可能实现的方案中，如图1和图2所示，拖载机构113与电芯通道111滑动连接，即拖载机构113相对于模组通滑动设置。在一种可能实现的方案中，拖载机构113包括固定槽114和滑动杆115，固定槽114与电芯通道111可拆卸连接，具体的，固定槽114靠近电芯通道111的开口设置，滑动杆115滑动设置在固定槽114的槽内，电芯模组12通过滑动杆115拖载。优选的，滑动杆115的厚度大于固定槽114的深度，即如图2所示，滑动杆115凸出于固定槽114高度H。通过设置滑动杆115高出固定槽114高度H，可以使得电芯模组12被滑动杆115拖载时，滑动杆115带动电芯模组12在电芯通道111内滑动的同时避免与固定槽114发生干涉。可以理解的是，图1和图2中仅给出了拖载机构113的示例性结构，且近在部分电芯通道111上示出，其它电芯通道111未具体示出。虽然未全部在电芯通道111上示出拖载机构113，但是应当理解的是，该电芯通道111上也具有拖载机构113。

在一种可能实现的方案中，拖载机构113上还设置有抽拉件(未示出)，抽拉件与滑动杆115连接。具体的，抽拉件被构造为把手，可以通过推拉该把手结构的抽拉件，实现滑动杆115相对于固定槽114的滑动。通过设置抽拉件，方便电芯模组12的更换。

进一步的，控制器13通过电芯快换连接件与电芯模组12电连接后，可以监测电芯模组12的工作状态信息，以进行电芯模组12的状态提醒处理。在一种可能实现的方案中，电芯模组12的工作状态信息可以包括但不限于工作电压、工作电流、工作温度等信息。当控制器13监测到工作电压、工作电流以及工作温度中的任一一个发生异常时，均可以发出报警提示信息。从而可以提醒驾驶员基于电芯模组12的当前状态采取相应措施。例如，当控制器13监测到电芯模组12的温度过高时，控制器13向驾驶员发送报警信息，以使得驾驶员在接收到该报警信息后，停车休息，以避免电芯模组12的温度持续升高而发生危险，或者停车检查电芯模组12的冷却系统是否异常。进一步的，电芯通道111与电芯通道111之间形成有隔板112，隔板112上设置有流道，流道内布置有线束和/或管路。可以理解的是，通过将用于实现多电芯模组12导电的线束集中布置在隔板112上，在一定程度上减少了线损，且用于实现各电芯模组12的热管理的管路集中布置在隔板112上，相较于分散布置的管路在一定程度上减少了能耗。

示例性的，以如图8所示的电气示意图为例进行场景说明(事例以3*2排布为例，实物数量可根据实际情况扩展设计)。

图示中A、B、C、D、E、F均指电芯模组12，S1-S16为开关，开关由控制器13进行控制。(可优选MOSFET或其它类似开关)，控制器13会自动检测各个电芯模组12的工作状态信息，并根据所监测的工作状态信息和里程进行判断，以确定最优的模组使用配置和串并联方式。示例性的：

若检测到只有电芯模组A可用时，则控制器13控制开关S3，S4，S5，S6闭合，其他开关均保持打开。

若识别判断出需要选用电芯模组A，B，C串联使用，则控制器13控制开关S3，S5闭合，控制开关S1，S2，S4，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12，S13，S14，S15，S16全部保持打开状态。

若识别判定需要并联的两个部分电压接近电压阈值时，并联模式才被允许，否则无法采用并联，需单独部分供电使用。如A，B，C电芯模组12串联时，D，E，F电芯模组12串联时，若电芯模组A、B、C串联后的电压与电芯模组D、E、F串联后的电压接近，则允许串联后的电芯模组A、B、C与串联后的电芯模组D、E、F采用并联方式，相应路径是S2，S4，S6，S13，S14，S15，S16，S12，S10，S8保持打开，其他开关闭合。若电芯模组A、B、C串联后的电压与电芯模组D、E、F串联后的电压相差较大，则，串联后的电芯模组A、B、C与串联后的电芯模组D、E、F之间无法采用并联，系统可采用电芯模组A、B、C串联后单独供电，或者，电芯模组D、E、F串联后单独供电，优选的，选择时优先选择串联后电压高的串联模组供电。

当整车使用电芯模组A、B、C串联后供电时，在使用过程中若电芯模组C出现电量过低/故障等情况下无法使用时，则会自动调整串并联方式，断开电芯模组C的连接，仅由电芯模组A和B串联使用，相应路径状态为：开关S3，S5，S6闭合，开关S2，S4，S1，S7-S16均打开状态。同时控制器13记录对应故障模组失效情况并将故障信息传递到仪表进行提示。

进一步的，如果购买安装上述电池包的车辆时，电芯模组12的购买数量可由用户自由选择，在日常使用过程中，若需要增加续航，可考虑单独加购或者租赁相应电芯模组12。

进一步的，图5是本发明实施例提供的另一种角度下的可自由配置电量的插拔式电池包的结构示意图，图6是图5的局部放大图(N处的放大图)，如图5和图6所示。与图1所示的电芯模组12安装结构不同的是，在图2示出的电芯模组12安装结构中，拖载机构113与电芯通道111一体成型，拖载机构113被构造为滑槽，电芯模组12上设置有与滑槽配合的滑块。在电芯模组12安装至电芯通道111时，电芯模组12上的滑块与电芯通道111上的滑槽配合，以实现电芯模组12在电芯通道111上的滑动安装。优选的，滑槽可以形成于电芯通道111的任意一个侧壁上。可以理解的是，图5和图6中仅给出了拖载机构113的示例性结构，且在部分电芯通道111上示出，其它电芯通道111未具体示出。虽然未全部在电芯通道111上示出拖载机构113，但是应当理解的是，该电芯通道111上也具有拖载机构113。

可以理解的是，拖载机构113与电芯通道111一体成型，简化了电芯模组12安装结构的制作工艺，节约成本。

可以理解的是，上述将拖载机构113构造为滑槽，在电芯模组12上设置滑块仅是一种优选实施方式，在其它可实施的方案中，也可以将拖载机构113构造为滑块，在电芯模组12上设置滑槽，当电芯模组12安装至电芯通道111时，电芯模组12上的滑槽与拖载机构113上的滑块配合，以实现电芯模组12在电芯通道111上内的滑动安装。

进一步的，如图9所示，还公开了一种可自由配置电池包电量的车辆。车辆2的底部设有如图1所示结构的的可自由配置电量的插拔式电池包，或者，车辆2的底部设有如图5所示结构的可自由配置电量的插拔式电池包。如图9所示，电芯通道111设于电池包1的下部并开口朝下，电芯通道111内竖直向上插装有电芯模组12。

进一步的，车辆2还包括电压电流转换器，电压电流转换器分别与电池包1以及车辆2的电机电连接。在一种可能实现的方案中，车辆2为新能源汽车，可以包括电动汽车EV，纯电动汽车BEV，混合动力汽车HEV。

进一步的，如图10所示，还公开了另一种可自由配置电池包电量的车辆，车辆2的底部设有车身快换连接件3以及上述图1或图5所示的的可自由配置电量的插拔式电池包，电池包1与车辆2之间通过车身快换连接件3连接，电芯通道111设于电池包1的下部并开口朝下，电芯通道111内竖直向上插装有电芯模组12。

进一步的，如图11所示，还公开了另一种可自由配置电池包电量的车辆，车辆2的后背箱内设有图1或图5所示的可自由配置电量的插拔式电池包，电芯通道111水平设置，电芯通道111内水平插装有电芯模组12。

进一步的，如图12所示，还公开了另一种可自由配置电池包电量的车辆，车辆2的车头内设有上述图1或图5所示的可自由配置电量的插拔式电池包，电芯通道111设于电池包1的上部并竖直朝上开口设置，电芯通道111内竖直朝下插装有电芯模组12。

进一步的，还公开了一种可自由配置电量的插拔式电池包车辆换电方法，方法应用于如图9所示的车辆上，如图13所示，方法包括：

S100、若电池包的当前电量低于第一电量阈值，确定目标电芯模组，目标电芯模组为电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组，第二电量阈值小于或等于第一电量阈值。

S102、基于电芯模组和电芯通道之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组进行更换，更换方向为竖直向上插装目标电芯模组的替代电芯模组。

具体的，第一电量阈值可以指电池包的最低允许电量，即在当电池包的当前电量小于第一电量阈值时，则说明此时需要对电池包进行充电或者更换电池包，以避免车辆继续行驶造成电池包超负荷供电，缩短电池寿命。

在一种可能实现的方案中，当电池包的当前电量低于第一电量阈值时，具体可能是电池包中某些电芯模组的电量过低，此时，也可以先确定出电量过低的目标电芯模组，直接对电量过低的目标电芯模组进行更换。具体的，在确定目标电芯模组时，可以将电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组作为目标电芯模组。进一步的，对目标电芯模组进行更换时，可以随时更换，不需要将车辆开至换电站，操作方便，更换效率高。优选的，电芯通道开设在电池包的下部，且开口朝下，示例性的，如图9所示，电池包1可以安装在车辆2的底部，当电池包1安装在车辆2的底部时，电芯通道111开口朝向地面，此时可以基于电芯模组12和电芯通道111之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组12进行更换，更换方向为竖直向上插装目标电芯模组12的替代电芯模组12。

可以理解的是，第二电量阈值可以小于第一电量阈值，也可以与第一电量阈值相等，第一电量阈值以及第二电量阈值可以根据实际需要设定，这里不进行具体限定。

根据本申请的另一个方面，公开了另一种可自由配置电量的插拔式电池包车辆换电方法，方法应用于上如图10所示的车辆。

如图14所示，方法包括：

S200、若电池包的当前电量低于第一电量阈值，则基于电池包与车辆之间的车身快换连接件，对电池包进行整包更换；

或，

S202、若电池包的当前电量低于第一电量阈值，确定目标电芯模组，目标电芯模组为电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组，第二电量阈值小于或等于第一电量阈值；

S204、基于电芯模组和电芯通道之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组进行更换，更换方向为竖直向上插装目标电芯模组的替代电芯模组。

可以理解的是，如图10所示的车辆2，包括车身快换连接件3，电池包1可以通过该车身快换连接件3与车辆2进行可拆卸安装。若检测到电池包1的当前电量低于第一电量阈值，则此时，可能需要对电池包1进行更换或充电，在一种可能实现的方案中，当选择对电池包1进行更换时，可以对电池包1进行整包更换，由于车辆2上设置有车身快换连接件3，可以实现电池包1与车辆2之间的快速更换。

进一步的，在另一种可能实现的方案中，当电池包的当前电量低于第一电量阈值时，可能是电池包中某些电芯模组的电量过低，此时，也可以先确定出电量过低的目标电芯模组，直接对电量过低的目标电芯模组12进行更换。具体的，在确定目标电芯模组时，可以将电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组作为目标电芯模组。进一步的，对目标电芯模组进行更换时，可以随时更换，不需要将车辆开至换电站，操作方便，更换效率高。优选的，电芯通道开设在电池包的下部，且开口朝下，示例性的，如图10所示，电池包1可以安装在车辆2的底部，当电池包1安装在车辆2的底部时，电芯通道111开口朝向地面，此时基于电芯模组12和电芯通道111之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组进行更换，更换方向为竖直向上插装目标电芯模组的替代电芯模组。

可以理解的是，第二电量阈值可以小于第一电量阈值，也可以与第一电量阈值相等，第一电量阈值以及第二电量阈值可以根据实际需要设定，这里不进行具体限定。

根据本申请的另一个方面，公开了另一种可自由配置电量的插拔式电池包1车辆2换电方法，方法应用于如图11所示的车辆2，如图15所示，方法包括：

S300、若电池包的当前电量低于第一电量阈值，确定目标电芯模组，目标电芯模组为电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组，第二电量阈值小于或等于第一电量阈值；

S302、基于电芯模组和电芯通道之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组进行更换，更换方向为水平插装目标电芯模组的替代电芯模组。

可以理解的是，第一电量阈值可以指电池包的最低允许电量，即在当电池包的当前电量小于第一电量阈值时，则说明此时需要对电池包1进行充电或者更换电池包，以避免车辆继续行驶造成电池包超负荷供电，缩短电池寿命。

在一种可能实现的方案中，当电池包的当前电量低于第一电量阈值时，具体可能是电池包中某些电芯模组的电量过低，此时，也可以先确定出电量过低的目标电芯模组，直接对电量过低的目标电芯模组进行更换。具体的，在确定目标电芯模组时，可以将电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组作为目标电芯模组。进一步的，对目标电芯模组进行更换时，可以随时更换，不需要将车辆开至换电站，操作方便，更换效率高。优选的，电芯通道开设在电池包的侧面，电芯通道在电池包的侧面水平设置，且电芯通道的开口朝向外部，示例性的，如图11所示，电池包1可以设置在车辆2的后背箱内，当电池包1设置在车辆2的后备箱内后，电芯通道111开口朝向后备箱的箱门的一侧，此时，可以基于电芯模组12和电芯通道111之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组进行更换，更换方向为水平插装目标电芯模组的替代电芯模组。

可以理解的是，第二电量阈值可以小于第一电量阈值，也可以与第一电量阈值相等，第一电量阈值以及第二电量阈值可以根据实际需要设定，这里不进行具体限定。

根据本申请的另一个方面，公开了一种可自由配置电量的插拔式电池包车辆换电方法，方法应用于上述如图12所示的车辆，如图16所示，方法包括：

S400、若电池包的当前电量低于第一电量阈值，确定目标电芯模组，目标电芯模组为电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组，第二电量阈值小于或等于第一电量阈值；

S402、基于电芯模组和电芯通道之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组进行更换，更换方向为竖直向下插装目标电芯模组的替代电芯模组。

可以理解的是，第一电量阈值可以指电池包的最低允许电量，即在当电池包的当前电量小于第一电量阈值时，则说明此时需要对电池包进行充电或者更换电池包，以避免车辆继续行驶造成电池包超负荷供电，缩短电池寿命。

在一种可能实现的方案中，当电池包的当前电量低于第一电量阈值时，具体可能是电池包中某些电芯模组的电量过低，此时，也可以先确定出电量过低的目标电芯模组，直接对电量过低的目标电芯模组进行更换。具体的，在确定目标电芯模组时，可以将电池包内电量低于第二电量阈值的电芯模组作为目标电芯模组。进一步的，对目标电芯模组进行更换时，可以随时更换，不需要将车辆开至换电站，操作方便，更换效率高。优选的，电芯通道开设在电池包的上部，且开口朝上，示例性的，如图12所示，电池包1可以设置在车辆2的车头内，即设置在发动机舱内。具体的，当电池包1设置在车辆2的发动机舱内后，电芯通道111开口朝向发动机舱的引擎盖，此时，可以基于电芯模组12和电芯通道111之间的电芯快换连接件，对目标电芯模组进行更换，更换方向为竖直向下插装目标电芯模组的替代电芯模组。

可以理解的是，第二电量阈值可以小于第一电量阈值，也可以与第一电量阈值相等，第一电量阈值以及第二电量阈值可以根据实际需要设定，这里不进行具体限定。

本发明中，通过在电池包1内设置电芯通道111，并设置电芯快换连接件，可以实现电芯模组12相对于电芯通道111的快速插拔，实现了电芯模组12的快速更换，提高了电池包1的更换效率，进一步的，本发明中在对车辆2上的电池包1进行更换时，可以适应性的选择电池包1的更换方式，能够适应于可以根据续航里程，适应性的增加电池包1或者适应性的卸载电池包1，以在满足续航里程的同时，减轻车辆2整车重量，提高用户体验。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种可自由配置电量的插拔式电池包，其特征在于，所述电池包(1)包括：

安装箱(11)，其内设有多个电芯通道(111)；

电芯模组(12)，所述电芯模组(12)插拔式安装在所述电芯通道(111)内，所述电芯模组(12)和所述电芯通道(111)之间设有电芯快换连接件，所述电芯通道(111)的内壁上设置有缓冲结构；

控制器(13)，通过所述电芯快换连接件与所述电芯模组(12)电连接并控制所述电芯模组(12)运转。

2.一种可自由配置电池包电量的车辆，其特征在于，所述车辆(2)的底部设有如权利要求1所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电芯通道(111)设于所述电池包(1)的下部并开口朝下，所述电芯通道(111)内竖直向上插装有所述电芯模组(12)。

3.一种可自由配置电池包电量的车辆，其特征在于，所述车辆(2)的底部设有车身快换连接件(3)以及权利要求1所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电池包(1)与所述车辆(2)之间通过所述车身快换连接件(3)连接，所述电芯通道(111)设于所述电池包(1)的下部并开口朝下，所述电芯通道(111)内竖直向上插装有所述电芯模组(12)。

4.一种可自由配置电池包电量的车辆，其特征在于，所述车辆(2)的后背箱内设有如权利要求1所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电芯通道(111)水平设置，所述电芯通道(111)内水平插装有所述电芯模组(12)。

5.一种可自由配置电池包电量的车辆，其特征在于，所述车辆(2)的车头内设有如权利要求1所述的可自由配置电量的插拔式电池包，所述电芯通道(111)设于所述电池包(1)的上部并竖直朝上开口设置，所述电芯通道(111)内竖直朝下插装有所述电芯模组(12)。

6.根据权利要求1所述的可自由配置电量的插拔式电池包，其特征在于，电芯通道(111)与电芯通道(111)之间形成有隔板(112)，所述隔板(112) 上设置有流道，所述流道内布置有线束和/或管路。

7.根据权利要求6所述的可自由配置电量的插拔式电池包，其特征在于，所述安装箱(11)上还设置有锁止机构，所述锁止机构用于实现所述电芯模组(12)在所述电芯通道(111)内的限位锁止或者解除所述电芯模组(12)在所述电芯通道(111)内的限位锁止。

8.根据权利要求7所述的可自由配置电量的插拔式电池包，其特征在于，所述锁止机构设置在所述隔板(112)上。

9.根据权利要求1所述的可自由配置电量的插拔式电池包，其特征在于，所述电芯通道(111)被构造为槽体结构，所述槽体结构的槽底靠近所述控制器(13)设置。

10.根据权利要求9所述的可自由配置电量的插拔式电池包，其特征在于，每个所述电芯通道(111)内设置有拖载机构(113)，所述拖载机构(113)用于拖载所述电芯模组(12)，所述电芯模组(12)通过所述拖载机构(113)可拆卸安装于所述电芯通道(111)内。

11.根据权利要求10所述的可自由配置电量的插拔式电池包，其特征在于，所述拖载机构(113)上设置有抽拉件。

12.根据权利要求2所述的可自由配置电池包电量的车辆，其特征在于，所述车辆(2)还包括电压电流转换器，所述电压电流转换器分别与所述电池包(1)以及所述车辆(2)的电机电连接。

13.根据权利要求12所述的可自由配置电池包电量的车辆，其特征在于，所述车辆(2)为新能源汽车，包括电动汽车EV，纯电动汽车BEV，混合动力汽车HEV。

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