CN217672239U - 电池包的承载装置和换电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池包的承载装置和换电设备，承载装置用于设置在换电设备上，以承载电池包，所述电池包的承载装置包括平台底座、托盘和辅助支撑机构；托盘浮动连接于所述平台底座上，并具有用于抵接于所述电池包的第一抵接面；辅助支撑机构设置于所述平台底座上，并与所述托盘间隔设置，所述辅助支撑机构具有用于抵接于所述电池包的第二抵接面，所述第二抵接面可相对于所述平台底座浮动。避免电池包发生侧倾的情况，提高了电池包的承载装置在承载并更换电池包时的稳定性。另外，托盘和辅助支撑机构与电池包的接触面采用浮动的结构，起到缓冲的作用，减少了托盘和辅助支撑机构的磨损和电池包损坏的情况。

Description

电池包的承载装置和换电设备

技术领域

本实用新型涉及换电技术领域，特别涉及一种电池包的承载装置和换电设备。

背景技术

目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。由于受充电时间和地点的限制，目前很多新能源电动汽车逐步采用快速更换电池包的模式进行能源补给。由于电池包的重量的限制，无法通过人力进行拆卸更换，这就需要一个换电设备对电动汽车的电池包进行更换。

目前，小型乘用车的快换技术发展最为成熟，乘用车的电池都固定在车辆的底盘上，因此，进行电池包更换时，也需要专用的换电设备移动至车辆底部，以进行电池拆卸或安装——即底盘式换电。而且，由于乘用车重量较小，电池包的体积也相对较小，电池更换的操作性非常便利。

然而，针对大型车辆而言，例如重卡或轻卡等车型，车体以及载货重量很大，导致大型车辆对电池包的容量需求较高，必须足够大容量的电能才能够支持大型车辆行驶百来公里，这也导致大型车辆的电池包重量和体积都较大。因此，现有技术中，新能源系列的大型车辆都是通过顶吊的方式将较大的电池集装箱固定在车辆的大梁上。这种方式在驾驶员和车辆安全方面存在一定的隐患，而且吊装相关的设备占用空间大，对场地要求高。

因此，针对大型车辆，急需一种更安全可靠、易于普及的换电模式，例如，采用乘用车的底盘式换电模式。然而对于电池容量较大的电池包而言，通常体积和质量都较大。现有的底盘式换电设备由于承载电池包的托盘的尺寸较小，只适用于小型乘用车电池包的换电，如果将现有的换电设备直接用来承载上述体积和质量较大的电池包，会存在承托能力差、电池包放置稳定性差、总体高度高等缺陷，甚至会由于承托能力有限而无法实现电池包更换；而直接增大托盘的尺寸会增加换电设备的成本、重量和复杂程度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服上述现有技术中存在的至少一种缺陷，提供一种电池包的承载装置和换电设备。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池包的承载装置，用于设置在换电设备上，以承载电池包，所述电池包的承载装置包括：

平台底座；

托盘，浮动连接于所述平台底座上，并具有用于抵接于所述电池包的第一抵接面；

辅助支撑机构，设置于所述平台底座上，并与所述托盘间隔设置，所述辅助支撑机构具有用于抵接于所述电池包的第二抵接面，所述第二抵接面可相对于所述平台底座浮动。

在本方案中，通过在托盘的外围间隔设置辅助支撑机构来辅助支撑电池包，电池包通过第一抵接面和第二抵接面放置在电池包的承载装置上，可以在使用小面积托盘的情况下，避免电池包发生侧倾(甚至是侧翻)，提高了电池包的承载装置在承载并更换电池包时的稳定性。另外，托盘和辅助支撑机构与电池包的接触面采用浮动的结构，使得托盘和辅助支撑机构与电池包之间更加贴合，增大了承载装置与电池包的接触面，提高了电池包放置的稳定性；另外，浮动的结构也起到缓冲的作用，减少了弹性托盘与电池包、辅助支撑机构与电池包之间的硬碰撞，从而减少了托盘和辅助支撑机构的磨损和电池包损坏的情况；同时若电动车辆的底盘存在一定倾角，浮动结构使得电池包和的电动汽车的底盘更贴合，提高了换电的可靠性。上述结构不仅适用于小型乘用车的电池包更换，更适合中大型及以上车辆的电池包更换。

较佳地，所述辅助支撑机构设有多个，多个所述辅助支撑机构分布于所述托盘两相对侧之外。

在本方案中，采用上述结构，避免了电池包发生侧倾，提高了电池包的承载装置在承载并更换电池包时的稳定性。

较佳地，所述托盘两相对侧之外分别设有至少两个间隔布置的所述辅助支撑机构；优选所述托盘两相对侧之外分别设有两个间隔布置的所述辅助支撑机构；

优选所述托盘每侧之外的至少两个所述支撑机构沿所述托盘相应侧的延伸方向间隔排列。

在本方案中，采用上述结构，使得电池包受到的辅助支撑机构的支撑力更均匀，进而减小了换电设备运行过程中电池包的晃动幅度，提高了电池包的稳定性。

较佳地，所述托盘两相对侧分别与其相应侧之外的所述辅助支撑机构之间形成有通道，所述通道用于搬运设备伸入以转移所述电池包。

在本方案中，采用上述结构，巧妙地利用承载装置的托盘和辅助支撑机构布置结构的特点，形成转移电池包的通道，便于搬运电池包的搬运设备伸入，便于在换电过程中利用码垛机将电池包在换电设备与换电站内的充电架之间进行转移，或者在电池包出现问题时利用叉车将电池包从换电设备上叉出并转移到换电站外。

较佳地，所述托盘通过多个第一弹性件浮动连接于所述平台底座上，多个所述辅助支撑机构的第二抵接面分别通过第二弹性件相对于所述平台底座浮动；

所述第一弹性件与所述第二弹性件规格相同，和/或，多个所述第二弹性件与多个所述第一弹性件一一对应设置，且多个所述第二弹性件包围在多个所述第一弹性件的范围之外。

在本方案中，采用上述结构，从而能够保证当电池包放置在托盘上，第一弹性件和第二弹性件的压缩量相同，进而保证了电池包的平稳性。另外，将辅助支撑机构的第二弹性件布置在托盘的第一弹性件覆盖的范围外，能够为电池包提供更平稳的支撑。

较佳地，当所述电池包的承载装置为空载状态时，所述第一抵接面与所述第二抵接面位于同一平面上。

在本方案中，采用上述结构，当更换电池包时，第一抵接面和第二抵接面可以同时接触到电池包，进一步保证了电池包的承载装置承载电池包时的平稳性。空载状态是指电池包未被放置于承载装置上的状态。

较佳地，所述辅助支撑机构包括抵接件和第二弹性件，所述第二弹性件沿其长度方向具有首端和尾端，所述首端作用于所述抵接件，所述尾端作用于所述平台底座或通过增高支架作用于所述平台底座，以使所述抵接件可相对于所述平台底座浮动，所述第二抵接面形成于所述抵接件上朝向所述电池包的表面。

在本方案中，采用上述结构，单个辅助支撑机构具有占地面积小的特点，可在平台底座上灵活布置，实现了提高电池包稳定性的同时也使得结构更紧凑，减小了平台底座的整体占地面积。

较佳地，所述抵接件为抵接板；优选所述抵接板为非金属复合材料板；进一步优选所述抵接板为聚四氟乙烯材质板；

和/或，所述第二弹性件的所述尾端通过增高支架作用于所述平台底座，所述增高支架包括用于连接所述平台底座的两个连接板、用于抬高所述抵接件的两个延伸板和用于放置第二弹性件的平台部，所述平台部的两端分别连接于两个所述延伸板的顶端，两个所述延伸板的底端分别连接于两个所述连接板。

在本方案中，当抵接板采用聚四氟乙烯材质板时，能够赋予辅助支撑机构的第二抵接面高的硬度和低的摩擦系数，避免第二抵接面变形的同时，也避免了由于电池包与辅助支撑机构之间摩擦所导致的第二弹性件在垂直于伸缩方向上产生过大的弯矩，另外，采用聚四氟乙烯材质的抵接板重量也较轻；

采用增高支架将第二弹性件垫高，便于提高抵接件的高度，同时也能避免第二弹性件过长导致稳定性下降(主要是容易产生弯曲，从而降低辅助承载机构承载的稳定性)的缺点，而上述增高支架不仅重量轻、结构简单、容易制作，而且容易保证加工精度。

较佳地，所述第二弹性件的内部沿所述第二弹性件的长度方向至少在所述首端和所述尾端形成有容纳腔：

所述抵接件背离所述电池包的表面连接有立柱，所述第二弹性件的所述首端的所述容纳腔套设于所述立柱外，且所述第二弹性件的所述首端抵接于所述抵接件背离所述电池包的表面；

和/或，所述第二弹性件的尾端连接有尾端限位机构，所述尾端限位机构包括安装底板和定位柱，所述安装底板固定于所述平台底座或通过增高支架固定于所述平台底座，所述定位柱固定于所述安装底板上，所述第二弹性件的所述尾端的容纳腔套设于所述定位柱外，并抵接于所述安装底板上，

优选所述尾端限位机构还包括保护套和至少一个连接件，所述保护套固定于所述安装底板并套设于所述第二弹性件的尾端，所述连接件穿过所述保护套和所述第二弹性件，用于固定所述第二弹性件。

在本方案中，采用上述结构，一方面起到限定抵接板位置的作用，另一方面抵接板通过立柱能够较为可靠地支撑在第二弹性件的上方；

保护套进一步地限制了第二弹性件的弯折和沿自身径向方向的移动，连接件能够防止第二弹性件弹出或被抵接件带出，从而通过保护套和连接件的配合能够提高第二弹性件的可靠性，进一步提高了换电的可靠性。

较佳地，所述托盘包括间隔设置的两个子托盘以及连接于两个所述子托盘之间的若干连接板，所述子托盘朝向所述电池包的一面形成所述第一抵接面。

在本方案中，采用上述结构，在托盘保持一体性的情况下，在托盘上形成镂空，一方面在保证了强度的同时，降低了托盘的重量，另一方面，两个子托盘之间的间隔也便于观察托盘下方的结构，以及方便布置传感器，例如用于检测是否有电池包放置在托盘上的接近开关。连接板使得两个子托盘晃动方向相同，提高了托盘的稳固性，若两个子托盘之间不连接有连接板，则电池包放置于托盘后，两个子托盘下方的弹簧在水平方向上可能会向不同的方向产生轻微的晃动，而利用连接板将两个子托盘连接为整体能够避免前述问题。

较佳地，所述子托盘的底部设有第一加强件和第二加强件，所述第一加强件沿所述托盘的横向延伸，所述第二加强件沿所述托盘的纵向延伸，所述第一加强件与所述第二加强件交叉连接；

和/或，所述子托盘与所述连接板的连接处内侧设有第三加强件，所述第三加强件相邻两侧面分别抵接于所述子托盘和所述连接板；

和/或，所述连接板的底部设有第四加强件；

和/或，所述子托盘远离所述连接板的一侧具有角部切角。

在本方案中，采用上述结构，加强了两个子托盘的承重能力和结构稳固性；加强了子托盘与连接板的连接处的结构强度；加强了连接板的承重能力和结构稳固性；减弱了托盘角部的锋利程度，避免了与电池包碰撞损坏电池包的情况，另一方面，解决了应力集中的问题，使得托盘不易变形。

较佳地，所述电池包的承载装置还包括限位机构，所述限位机构包括多个设置于所述第一抵接面上的限位块，所述限位块用于伸入设置在所述电池包的限位孔中，每个所述限位块用于限制所述电池包在所述第一抵接面内的一个方向上的移动，多个所述限位块用于从不在一条直线上的至少两个不同方向限制所述电池包在所述第一抵接面内移动。

在本方案中，采用上述结构，通过在第一抵接面上设置多个限位块，当电池包放置在托盘上后，限位块能够限制电池包相对于托盘发生移位；同时利用多个限位块分别从不在同一直线上的两个不同方向限制电池包相对于托盘移动，进一步避免电池包发生移位而导致电池包和电动车辆的底盘对不准的情况，提高了电池包的放置稳定性；另一方面，限位块也提高了电池包相对于托盘或相对于电动车辆底盘的位置准确度。本实用新型中，不在一条直线上指不是相同方向也不是相反方向。

较佳地，所述换电设备具有向远离所述电池包的方向凹陷的电池包容纳腔，所述承载装置设置于所述电池包容纳区内。

在本方案中，采用上述结构，提高了换电设备整体结构的紧凑性，有利于降低换电设备的整体高度。

一种换电设备，所述换电设备包括如上述中任一所述的电池包的承载装置。

在本方案中，利用该换电设备更换电动车辆的电池包时，能够避免电池包发生侧倾的情况，提高了电池包的承载装置在承载并更换电池包时的稳定性；同时若电动车辆的底盘存在一定倾角，该换电设备使得电池包和的电动汽车的底盘更贴合，提高了换电的可靠性。

较佳地，多个所述辅助支撑机构与所述托盘沿所述换电设备行走方向间隔设置。

在本方案中，换电设备带着电池包移动至电动车辆底盘的过程中，浮动的辅助支撑机构可以吸收电池包沿着换电设备移动方向产生的惯性晃动，避免电池包相对于电池包的承载装置产生滑动，提高了电池包的平稳性。

较佳地，所述换电设备还包括设备框架，所述电池包的承载装置设于所述设备框架内并可相对于所述设备框架升降。

在本方案中，采用上述结构，一方面设备框架对电池包的承载装置起到保护作用，另一方面有利于电池包运输过程中降低电池包的高度，以适应车辆底盘高度。

较佳地，所述辅助支撑机构设有多个，多个所述辅助支撑机构分布于所述托盘两相对侧之外，所述托盘两相对侧分别与其相应侧之外的所述辅助支撑机构之间形成有通道，所述通道用于搬运设备伸入以转移所述电池包；

所述设备框架设有与所述通道相通的凹陷部，所述凹陷部的开口朝向所述电池包方向，并且，当所述电池包被放置于所述承载装置上时，所述凹陷部低于所述第一抵接面和所述第二抵接面。

在本方案中，采用上述结构，当电池包放置于承载装置上时，搬运设备可以从凹陷部进入到电池包下方的通道内，对电池包进行转移，避免了搬运设备与电池包发生干涉。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型通过在托盘的外围间隔设置辅助支撑机构来辅助支撑电池包，电池包通过第一抵接面和第二抵接面放置在电池包的承载装置上，可以在使用小面积托盘的情况下，避免电池包发生侧倾(甚至是侧翻)，提高了电池包的承载装置在承载并更换电池包时的稳定性。另外，托盘和辅助支撑机构与电池包的接触面采用浮动的结构，使得托盘和辅助支撑机构与电池包之间更加贴合，增大了承载装置与电池包的接触面，提高了电池包放置的稳定性；另外，浮动的结构也起到缓冲的作用，减少了弹性托盘与电池包、辅助支撑机构与电池包之间的硬碰撞，从而减少了托盘和辅助支撑机构的磨损和电池包损坏的情况；同时若电动车辆的底盘存在一定倾角，浮动结构使得电池包和的电动汽车的底盘更贴合，提高了换电的可靠性。上述结构不仅适用于小型乘用车的电池包更换，更适合中大型及以上车辆的电池包更换，特别是轻卡和重卡车型。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的换电设备的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例中辅助支撑机构与第一弹性件的位置关系示意图。

图3为图1中辅助支撑机构的结构示意图。

图4为图3的剖面示意图。

图5为图2另一视角的结构示意图。

图6为图1中托盘的结构示意图。

图7为图6中A部放大图。

图8为图1中托盘的背面结构示意图。

图9为本实用新型较佳实施例的电池包的结构示意图。

图10为图9中顶杆机构的结构示意图。

图11为本实用新型较佳实施例的安装有电池包的电动车辆的底盘结构示意图。

图12为图11中车身支架的结构示意图。

图13为本实用新型较佳实施例的换电设备的解锁件的结构示意图。

附图标记说明

电池包 300

箱端锁止模块 304

电池包的承载装置 100

换电设备 200

托盘 1

第一抵接面 11

子托盘 13

第一加强件 131

第二加强件 132

第三加强件 133

连接板 14

限位机构 15

平台底座 2

辅助支撑机构 3

第二抵接面 31

第二弹性件 32

抵接件 33

增高支架 34

连接板 341

延伸板 342

平台部 343

立柱 35

尾端限位机构 36

安装底板 361

定位柱 362

保护套 363

连接件 364

通道 6

设备框架 5

凹陷部 51

限位块 21

限位面 213

限位部 214

导向部 215

第一导向面 2151

第二导向面 2152

车身纵梁 20

车身支架 30

锁止机构 40

顶杆机构 4

顶杆 41

第一弹性件 7

解锁件 8

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1-图13所示，本实施例公开了一种电池包的承载装置100，用于设置在换电设备200上，以承载电池包，电池包的承载装置100包括平台底座2、托盘1和辅助支撑机构3；托盘1浮动连接于平台底座2上，并具有用于抵接于电池包的第一抵接面11；辅助支撑机构3设置于平台底座2上，并与托盘1间隔设置，辅助支撑机构3具有用于抵接于电池包的第二抵接面 31，第二抵接面31可相对于平台底座2浮动。

对于电池能量较大的电池包而言，通常体积和质量都较大，这种情况下，使用小尺寸的托盘1来承载电池会导致电池在托盘1上放置的稳定性大幅下降，换电设备200运行过程中电池包的晃动幅度也会增大，会对换电过程的安全性造成不利影响，而大尺寸的托盘1会增加换电设备200的成本、重量和复杂程度，另一方面，通常托盘1下方会设置可以垂直于行走方向移动的上下层板来适应车辆的停车位置，如果增大托盘1的尺寸，与其相关的上下层板也必然会相应增大，不利于减小整体换电设备200的尺寸。

本实施例通过在托盘1的外围间隔设置辅助支撑机构3来辅助支撑电池包，电池包通过第一抵接面11和第二抵接面31放置在电池包的承载装置 100上，可以在使用小面积托盘1的情况下，避免电池包发生侧倾(甚至是侧翻)的情况，提高了电池包的承载装置100在承载并更换电池包时的稳定性。另外，托盘1和辅助支撑机构3与电池包的接触面采用浮动的结构，使得托盘1和辅助支撑机构3与电池包之间更加贴合，增大了承载装置与电池包的接触面，提高了电池包放置的稳定性；另外，浮动的结构也起到缓冲的作用，减少了弹性托盘1与电池包、辅助支撑机构3与电池包之间的硬碰撞，从而减少了托盘1和辅助支撑机构3的磨损和电池包损坏的情况；同时若电动车辆的底盘存在一定倾角，浮动结构使得电池包和的电动汽车的底盘更贴合，提高了换电的可靠性。上述结构不仅适用于小型乘用车的电池包更换，更适合中大型及以上车辆的电池包更换，特别是轻卡和重卡车型。

由于托盘1的尺寸比电池包小，电池包放置于托盘1后，电池包相对于托盘1会有伸出部分，本实施例将辅助支撑机构3设有多个，多个辅助支撑机构3分布于托盘1两相对侧之外，也就是对应于电池包伸出部分，从而避免了电池包发生侧倾，提高了电池包的承载装置100在承载并更换电池包时的稳定性。

托盘1两相对侧之外分别设有两个间隔布置的辅助支撑机构3，托盘1 每侧之外的两个支撑机构沿托盘1相应侧的延伸方向间隔排列。由于电池能量较大的电池包的体积和质量都较大，采用两个或两个以上间隔布置的辅助支撑机构3来支撑电池包相对于托盘1的伸出部分，使得电池包受到的辅助支撑机构3的支撑力更均匀，进而减小了换电设备200运行过程中电池包的晃动幅度，提高了电池包的稳定性。

如图5所示，为了便于搬运电池包的搬运设备伸入，托盘1两相对侧分别与其相应侧之外的辅助支撑机构3之间形成有通道6，通道6用于搬运设备伸入以转移电池包。其中，搬运设备可以是叉车或码垛机的货叉。从而巧妙地利用承载装置的托盘1和辅助支撑机构3布置结构的特点，形成转移电池包的通道6，便于在换电过程中利用码垛机将电池包在换电设备200与换电站内的充电架之间进行转移，或者在电池包出现问题时利用叉车将电池包从换电设备200上叉出并转移到换电站外。

如图2所示，具体的，托盘1通过多个第一弹性件7浮动连接于平台底座2上，多个辅助支撑机构3的第二抵接面31分别通过第二弹性件32相对于平台底座2浮动；第一弹性件7与第二弹性件32规格相同，多个第二弹性件32与多个第一弹性件7一一对应设置，且多个第二弹性件32包围在多个第一弹性件7的范围之外，从而能够保证当电池包放置在托盘1上，第一弹性件7和第二弹性件32的压缩量相同，进而保证了电池包的平稳性。在本实施例中，辅助支撑机构3设有四个，将四个辅助支撑机构3的第二弹性件32布置在托盘1的第一弹性件7覆盖的范围外，具体沿换电设备行走方向，托盘1的两侧之外分别设置有两个间隔设置的辅助支撑机构3，能够为电池包提供更平稳的支撑。

当电池包的承载装置100为空载状态时，第一抵接面11与第二抵接面 31位于同一平面上，其中空载状态是指电池包未被放置于承载装置上的状态，从而当更换电池包时，第一抵接面11和第二抵接面31可以同时接触到电池包，进一步保证了电池包的承载装置100承载电池包时的平稳性。

如图3所示，具体的，辅助支撑机构3包括抵接件33和第二弹性件32，第二弹性件32沿其长度方向具有首端和尾端，首端作用于抵接件33，尾端作用于平台底座2或通过增高支架34作用于平台底座2，以使抵接件33可相对于平台底座2浮动，第二抵接面31形成于抵接件33上朝向电池包的表面。如此单个辅助支撑机构3具有占地面积小的特点，可在平台底座2上灵活布置，实现了提高电池包稳定性的同时也使得结构更紧凑，减小了平台底座2的整体占地面积。

进一步的，抵接件33为抵接板，优选抵接板为非金属复合材料板；进一步优选抵接板为聚四氟乙烯材质板聚四氟乙烯材质板时，能够赋予辅助支撑机构3的第二抵接面31高的硬度和低的摩擦系数，避免第二抵接面31变形的同时，也避免了由于电池包与辅助支撑机构3之间摩擦所导致的第二弹性件32在垂直于伸缩方向上产生过大的弯矩，另外，采用聚四氟乙烯材质的抵接板重量也较轻。

如图1和图3所示，为了提高抵接件33的高度，以使得抵接件33上的第二抵接面31与第一抵接面11处于同一平面上，第二弹性件32的尾端通过增高支架34作用于平台底座2，同时也能避免第二弹性件32过长导致稳定性下降(主要是容易产生弯曲，从而降低辅助承载机构3承载的稳定性) 的缺点，而上述增高支架34不仅重量轻、结构简单、容易制作，而且容易保证加工精度。

如图4所示，具体的，增高支架34包括用于连接平台底座2的两个连接板341、用于抬高抵接件33的两个延伸板342和用于放置第二弹性件32 的平台部343，平台部343的两端分别连接于两个延伸板342的顶端，两个延伸板342的底端分别连接于两个连接板341，如此结构稳定性较好。

第二弹性件32的内部沿第二弹性件32的长度方向设有贯穿首端和尾端的容纳腔，抵接件33背离电池包的表面连接有立柱35，第二弹性件32的首端的容纳腔套设于立柱35外，且第二弹性件32的首端抵接于抵接件33背离电池包的表面，一方面起到限定抵接板位置的作用，另一方面抵接板通过立柱35能够较为可靠地支撑在第二弹性件32的上方。

第二弹性件32的尾端连接有尾端限位机构36，尾端限位机构36包括安装底板361和定位柱362，安装底板361固定于平台底座2或通过增高支架34固定于平台底座2，定位柱362固定于安装底板361上，第二弹性件 32的尾端的容纳腔套设于定位柱362外，并抵接于安装底板361上，安装底板361设于弹性件与增高支架34之间，安装底板361上设有限位孔，定位柱362位于第二弹性件32的尾端的容纳腔内，且部分定位柱362插入限位孔，定位柱362与限位孔的配合能够限制第二弹性件32移动，进而限制了抵接件33移动，有利于提高电池包的平稳性和换电的可靠性。

其中，定位柱362与第二弹性件32之间形成有间隙，从而定位柱362 不会影响第二弹性件32的压缩或伸长，能够进一步提高换电的可靠性。

尾端限位机构36还包括保护套363和至少一个连接件364，保护套363 固定于安装底板并套设于第二弹性件32的尾端，连接件364穿过保护套363 和第二弹性件32(在一些实施例中，可以抵接于定位柱362上)，用于固定第二弹性件32。保护套363进一步地限制了第二弹性件32的弯折和沿自身径向方向的移动，连接件364能够防止第二弹性件32弹出或被抵接件33带出，从而通过保护套363和连接件364的配合能够提高第二弹性件32的可靠性，进一步提高了换电的可靠性。

具体的，如图6所示，托盘1包括间隔设置的两个子托盘13以及连接于两个子托盘13之间的若干连接板341，子托盘13朝向电池包的一面形成第一抵接面11。在托盘1保持一体性的情况下，在托盘1上形成镂空，一方面在保证了强度的同时，降低了托盘1的重量，另一方面，两个子托盘13之间的间隔也便于观察托盘1本体下方的结构，以及方便布置传感器，例如可以布置用于检测是否有电池包放置在托盘1上的接近开关。连接板341加强了两个子托盘13的强度，并且当电池包放置在托盘1后，连接板341使得两个子托盘13晃动方向相同，提高了托盘1的稳固性。若两个子托盘13之间不连接有连接板341，则电池包放置于托盘1后，两个子托盘13下方的弹簧在水平方向上可能会向不同的方向产生轻微的晃动，而利用连接板341将两个子托盘13连接为整体能够避免前述问题。

其中，如图8所示，子托盘13的底部设有第一加强件131和第二加强件132，第一加强件131沿托盘1的横向延伸，第二加强件132沿托盘1的纵向延伸，第一加强件131与第二加强件132交叉连接，从而加强了两个子托盘13的承重能力和结构稳固性。

子托盘13与连接板341的连接处内侧设有第三加强件133，第三加强件133相邻两侧面分别连接于相应的子托盘13和连接板341，第三加强件 133为加强筋结构，从而加强了子托盘13与连接板341的连接处的结构强度。

连接板341背离电池包的一面设有第四加强件，从而加强了连接板341 的承重能力和结构稳固性。

子托盘13远离连接板341的一侧具有角部切角。一方面减弱了托盘1 角部的锋利程度，避免了与电池包碰撞损坏电池包的情况；另一方面，解决了应力集中的问题，适当地释放了应力，使得托盘1不易变形，增加了使用寿命。

如图1和图6所示，电池包的承载装置100还包括限位机构15，限位机构15包括多个设置于第一抵接面11上的限位块，限位块用于伸入设置在电池包的限位孔中，每个限位块用于限制电池包在第一抵接面11内的一个方向上的移动，多个限位块用于从不在一条直线上的至少两个不同方向限制电池包在第一抵接面11内移动。通过在第一抵接面11上设置多个限位块，当电池包放置在托盘1上后，限位块能够限制电池包相对于托盘1发生移位；同时利用多个限位块分别从不在同一直线上的两个不同方向限制电池包相对于托盘1移动，进一步避免电池包发生移位而导致电池包和电动车辆的底盘对不准的情况，提高了电池包的放置稳定性；另一方面，限位块也提高了电池包相对于托盘1或相对于电动车辆底盘的位置准确度。本实用新型中，不在一条直线上指不是相同方向也不是相反方向。

具体的，如图6-图7所示，限位块21包括限位部214，限位部214自托盘1的表面朝远离托盘1的方向延伸，以插入电池包底部的限位孔内；限位部214具有限位面213，限位面213为限位块21上用于与限位孔定位的基准面，限位块21仅有限位面213在电池包被放置于托盘1上时能够与限位孔内的侧壁配合实现定位。其中，当电池包放置于托盘1上时，限位块21的限位面213与限位孔的侧壁相贴合，以避免电池包在限位块21的限位面 213方向上产生移位；限位块21的限位面213与限位孔的侧壁相贴合后，限位块21的其余面可开放自由度，即其余面不与限位孔的内壁相贴合，如此在加工时仅需保证限位面213的尺寸与限位孔的尺寸相匹配，保证限位面 213的加工精度，从而减少了加工步骤，另一方面，由于其余面不具有限位作用，可将其尺寸加工为小于限位孔的尺寸，从而在安装时更容易插入限位孔内，提高了安装效率。

在本实施例中，限位部214具有两个相对设置的限位面213，两个限位面213在电池包被放置于托盘1上时能够与限位孔的内壁配合实现定位。采用相对设置的两个限位面213可以对一条直线上相背的两个方向分别实现限位，如此设置的限位效果更佳。在其他的实施例中，可以利用限位块21上的一个限位面213与限位孔的内壁相贴合实现定位；还可以利用限位块21 上的三个或四个或更多个限位面213与限位孔的内壁相贴合实现定位。

限位块21还包括导向部215，导向部215自限位部214的顶部沿限位部214的延伸方向延伸，导向部215的截面的宽度沿导向部215的延伸方向逐渐减小。在限位部214的上方设置导向部215，使得限位块21在插入限位孔的过程中，导向部215先接触并进入到限位孔，随后再是限位部214进入限位孔，从而当限位块21与限位孔未对准时，利用上窄下宽的导向部215使得限位部214能顺利地插入限位孔内。

具体的，导向部215具有两个相对设置的第一导向面2151，第一导向面 2151自限位面213处的限位部214顶端边缘向靠近限位部214的中心轴线的方向延伸。导向部215具有第二导向面2152，第二导向面2152自限位面213之外的限位部214顶端边缘向靠近限位部214的中心轴线的方向延伸，相邻导向面之间平滑过渡。由于在限位孔的周向上，限位块21和限位孔的位置会存在偏差，从而利用第一导向面2151和第二导向面2152能够保证限位孔顺利地插入限位孔内。平滑过渡使得第一导向面2151与第二导向面 2152之间的连接更圆滑，减少了导向部215与限位孔之间的摩擦损耗，使得限位部214更容易进入限位孔，而且增加了使用寿命，保证了长期使用的精度要求。在本实施例中，平滑过渡是指在相邻第一导向面2151和第二导向面2152之间设置弧形连接面。

为了提高换电设备200整体结构的紧凑性，降低换电设备200的整体高度，换电设备200具有向远离电池包的方向凹陷的电池包容纳腔，承载装置设置于电池包容纳区内。

本实施例还公开了一种换电设备200，换电设备200包括如上述的电池包的承载装置100。利用该换电设备200更换电动车辆的电池包时，能够避免电池包发生侧倾的情况，提高了电池包的承载装置100在承载并更换电池包时的稳定性；同时若电动车辆的底盘存在一定倾角，该换电设备200使得电池包和的电动汽车的底盘更贴合，提高了换电的可靠性。

该换电设备200用于给电动车辆更换电池包300，适用于小型乘用车的电池包更换，更适合中大型及以上车辆的电池包更换，特别是轻卡和重卡车型。相对于重卡车型，轻卡车型底盘高度更低，更适合采用该换电设备200 实现底盘式换电。这是因为该换电设备200中部呈凹陷状，整体结构高度较低，便于进入轻卡车型的底盘下方进行换电，不需要设置下沉式空间或挖坑用于供换电设备进出。

如图1所示，多个辅助支撑机构3与托盘1沿换电设备200行走方向 (即图1中的X方向)间隔设置。换电设备200带着电池包移动至电动车辆底盘的过程中，浮动的辅助支撑机构3可以吸收电池包沿着换电设备200移动方向产生的惯性晃动，避免电池包相对于电池包的承载装置100产生滑动，提高了电池包的平稳性。

换电设备200还包括设备框架5，电池包的承载装置100设于设备框架 5内并可相对于设备框架5升降。一方面设备框架5对电池包的承载装置100 起到保护作用，另一方面有利于电池包运输过程中降低电池包的高度，以适应车辆底盘高度。

如图1所示，设备框架5设有与通道6相通的凹陷部51，凹陷部51的开口朝向电池包方向，并且，当电池包被放置于承载装置上时，凹陷部51低于第一抵接面11和第二抵接面31。当电池包放置于承载装置上时，搬运设备可以从凹陷部51进入到电池包下方的通道内，对电池包进行转移，为搬运设备伸入电池包下方提供了空间。

具体的，如图9、图11-图13所示，电动车辆具有沿前后方向平行设置的两根车身纵梁20，电池包300被安装在这两根车身纵梁20的下方，两根车身纵梁20上同时连接有车身支架30，各个锁止机构40设置在车身支架 30的纵梁下表面位置处，用于与电池包300上的箱端锁止模块304进行锁止连接。这些锁止机构40沿着车身纵梁20的长度方向Y依次设置，以通过多点连接的方式，提高电池包300相对车身支架30及车身纵梁20的连接可靠性和稳定性。

如图10所示，电池包300包括用于解锁车身支架30上的锁止机构40 的顶杆机构4，该顶杆机构4沿竖直方向设置在电池包300内，顶杆机构4 包括有一根沿竖直方向延伸的顶杆41，顶杆41能够沿着竖直方向运动。

换电设备具有解锁和安装电池包300的作用，解锁电池包300的具体换电方案是，换电设备行走至电动车辆底盘的下方，上升电池包的承载装置100 使电动车辆和电池包300定位，利用换电设备内的解锁件8向上顶起电池包 300内的顶杆机构4，顶杆机构4被向上顶起后进一步顶起车身支架30上的锁止机构的锁连杆，再横向移动托盘1以带动锁止机构40解锁并将电池包 300拆卸至托盘1，最后下降托盘1，换电设备行走离开电动车辆。

安装电池包300的具体换电方案是，将承载有电池包300的换电设备行走至电动车辆的底盘下方，利用换电设备内的解锁件8向上顶起电池包300 内的顶杆机构4，顶杆机构4被向上顶起后进一步顶起车身支架30上的锁止机构40的锁连杆，再向上上升托盘1将电池包300安装至电动车辆上并通过锁止机构40锁止，最后下降托盘1，换电设备行走离开电动车辆。

除了上述错齿式的锁止机构40外，在其他实施方式中，锁止机构40还可以是螺纹锁止机构(通过多个螺栓把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、锁销锁止机构(通过锁销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、旋转锁止机构(通过旋转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、翻转锁止机构(通过翻转锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、顶压锁止机构(通过顶压锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、插销锁止机构(通过插销锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)、推拉锁止机构(通过推拉锁止方式把电池箱与车身进行固定的锁止机构)等等。

其中，电池包300从电动车辆上解锁后，电池包300作用力于托盘1上，辅助支撑机构3使得在使用小面积托盘1的情况下，避免电池包300发生侧倾(甚至是侧翻)的情况，提高了电池包的承载装置100在承载并更换电池包300时的稳定性。另外，托盘1和辅助支撑机构3与电池包300的接触面采用浮动的结构，使得托盘1和辅助支撑机构3与电池包300之间更加贴合，增大了承载装置与电池包300的接触面，提高了电池包300放置的稳定性；另外，浮动的结构也起到缓冲的作用，减少了弹性托盘1与电池包、辅助支撑机构3与电池包300之间的硬碰撞，从而减少了托盘1和辅助支撑机构3的磨损和电池包300损坏的情况；同时若电动车辆的底盘存在一定倾角，浮动结构使得电池包300和的电动汽车的底盘更贴合，提高了换电的可靠性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型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实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (22)

1.一种电池包的承载装置，用于设置在换电设备上，以承载电池包，其特征在于，所述电池包的承载装置包括：

平台底座；

托盘，浮动连接于所述平台底座上，并具有用于抵接于所述电池包的第一抵接面；

辅助支撑机构，设置于所述平台底座上，并与所述托盘间隔设置，所述辅助支撑机构具有用于抵接于所述电池包的第二抵接面，所述第二抵接面可相对于所述平台底座浮动。

2.如权利要求1所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述辅助支撑机构设有多个，多个所述辅助支撑机构分布于所述托盘两相对侧之外。

3.如权利要求2所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述托盘两相对侧之外分别设有至少两个间隔布置的所述辅助支撑机构。

4.如权利要求3所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述托盘两相对侧之外分别设有两个间隔布置的所述辅助支撑机构。

5.如权利要求3所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述托盘每侧之外的至少两个所述支撑机构沿所述托盘相应侧的延伸方向间隔排列。

6.如权利要求2所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述托盘两相对侧分别与其相应侧之外的所述辅助支撑机构之间形成有通道，所述通道用于搬运设备伸入以转移所述电池包。

7.如权利要求2所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述托盘通过多个第一弹性件浮动连接于所述平台底座上，多个所述辅助支撑机构的第二抵接面分别通过第二弹性件相对于所述平台底座浮动；

所述第一弹性件与所述第二弹性件规格相同，和/或，多个所述第二弹性件与多个所述第一弹性件一一对应设置，且多个所述第二弹性件包围在多个所述第一弹性件的范围之外。

8.如权利要求1所述的电池包的承载装置，其特征在于，当所述电池包的承载装置为空载状态时，所述第一抵接面与所述第二抵接面位于同一平面上。

9.如权利要求1所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述辅助支撑机构包括抵接件和第二弹性件，所述第二弹性件沿其长度方向具有首端和尾端，所述首端作用于所述抵接件，所述尾端作用于所述平台底座或通过增高支架作用于所述平台底座，以使所述抵接件可相对于所述平台底座浮动，所述第二抵接面形成于所述抵接件上朝向所述电池包的表面。

10.如权利要求9所述的电池包的承载装置，其特征在于：

所述抵接件为抵接板；

和/或，所述第二弹性件的所述尾端通过增高支架作用于所述平台底座，所述增高支架包括用于连接所述平台底座的两个连接板、用于抬高所述抵接件的两个延伸板和用于放置第二弹性件的平台部，所述平台部的两端分别连接于两个所述延伸板的顶端，两个所述延伸板的底端分别连接于两个所述连接板。

11.如权利要求10所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述抵接板为非金属复合材料板。

12.如权利要求10所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述抵接板为聚四氟乙烯材质板。

13.如权利要求9所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述第二弹性件的内部沿所述第二弹性件的长度方向至少在所述首端和所述尾端形成有容纳腔：

所述抵接件背离所述电池包的表面连接有立柱，所述第二弹性件的所述首端的所述容纳腔套设于所述立柱外，且所述第二弹性件的所述首端抵接于所述抵接件背离所述电池包的表面；

和/或，所述第二弹性件的尾端连接有尾端限位机构，所述尾端限位机构包括安装底板和定位柱，所述安装底板固定于所述平台底座或通过增高支架固定于所述平台底座，所述定位柱固定于所述安装底板上，所述第二弹性件的所述尾端的容纳腔套设于所述定位柱外，并抵接于所述安装底板上。

14.如权利要求13所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述尾端限位机构还包括保护套和至少一个连接件，所述保护套固定于所述安装底板并套设于所述第二弹性件的尾端，所述连接件穿过所述保护套和所述第二弹性件，用于固定所述第二弹性件。

15.如权利要求1所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述托盘包括间隔设置的两个子托盘以及连接于两个所述子托盘之间的若干连接板，所述子托盘朝向所述电池包的一面形成所述第一抵接面。

16.如权利要求15所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述子托盘的底部设有第一加强件和第二加强件，所述第一加强件沿所述托盘的横向延伸，所述第二加强件沿所述托盘的纵向延伸，所述第一加强件与所述第二加强件交叉连接；

和/或，所述子托盘与所述连接板的连接处内侧设有第三加强件，所述第三加强件相邻两侧面分别抵接于所述子托盘和所述连接板；

和/或，所述连接板的底部设有第四加强件；

和/或，所述子托盘远离所述连接板的一侧具有角部切角。

17.如权利要求1所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述电池包的承载装置还包括限位机构，所述限位机构包括多个设置于所述第一抵接面上的限位块，所述限位块用于伸入设置在所述电池包的限位孔中，每个所述限位块用于限制所述电池包在所述第一抵接面内的一个方向上的移动，多个所述限位块用于从不在一条直线上的至少两个不同方向限制所述电池包在所述第一抵接面内移动。

18.如权利要求1-17项中任一所述的电池包的承载装置，其特征在于，所述换电设备具有向远离所述电池包的方向凹陷的电池包容纳腔，所述承载装置设置于所述电池包容纳区内。

19.一种换电设备，其特征在于，所述换电设备包括如权利要求1-18项中任一所述的电池包的承载装置。

20.如权利要求19所述的换电设备，其特征在于，多个所述辅助支撑机构与所述托盘沿所述换电设备行走方向间隔设置。

21.如权利要求19所述的换电设备，其特征在于，所述换电设备还包括设备框架，所述电池包的承载装置设于所述设备框架内并可相对于所述设备框架升降。

22.如权利要求21所述的换电设备，其特征在于，所述辅助支撑机构设有多个，多个所述辅助支撑机构分布于所述托盘两相对侧之外，所述托盘两相对侧分别与其相应侧之外的所述辅助支撑机构之间形成有通道，所述通道用于搬运设备伸入以转移所述电池包；

所述设备框架设有与所述通道相通的凹陷部，所述凹陷部的开口朝向所述电池包方向，并且，当所述电池包被放置于所述承载装置上时，所述凹陷部低于所述第一抵接面和所述第二抵接面。

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