CN219133833U - 快换装置及包含其的换电车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动车换电领域，提供了一种快换装置及包含其的换电车辆。所述快换装置包括球铰轴承组件和快换支架，所述快换支架用于安装电池包，所述球铰轴承组件连接于所述快换支架与所述换电车辆的车身大梁之间，所述快换支架的至少一侧通过所述球铰轴承组件与所述车身大梁浮动连接。在快换支架与换电车辆的车身大梁之间连接球铰轴承组件，使快换支架与车身大梁之间不是直接的刚性连接，换电车辆的车身大梁在经过陡坡、水坑、斜坡等产生扭转时，球铰轴承组件可以转化车身大梁的扭矩，使快换支架能够相对于车身大梁发生位移，避免车身大梁的扭矩直接传递到快换支架，进而传递到安装于快换支架上的电池包，造成电池包损坏。

Description

快换装置及包含其的换电车辆

技术领域

本实用新型涉及电动汽车的领域，特别涉及一种快换装置及包含其的换电车辆。

背景技术

电动汽车指以车载电源为动力源，通过电机驱动行驶的车辆，属于新能源汽车的一种。随着能源结构的变化，排放低、污染小的电动汽车正成为人们代步、运输的首选。

电动汽车普及的一大难题在于电动汽车的续航能力。目前的电动汽车有充电式和换电式。充电式电动汽车的电量耗尽后，需要花费一段时间进行充电。换电式的电动汽车则只需将电量耗尽的电池进行更换即可。相对于充电式电动汽车，换电式电动汽车补充电量所需的时间较短，进而有利于提升电动汽车的续航能力，因此长途的客运、运输往往会采用换电式的电动汽车。

当前商用换电式电动汽车(以下简称换电车辆)的换电模式有顶部吊装换电、侧面抓取换电和电换电等方式。其中底盘换电方式既满足于现有卡车底盘(存在传动轴)又适用于未来纯电底盘(没有传动轴，有电驱)，是一种经济有效的换电方案。

底盘换电方式中电池包与整车的连接是通过快换支架来实现的。换电车辆在行驶过程中，会由于路况的不同，产生各种扭转工况。如果快换支架与换电车辆的车身大梁采用刚性连接，则难免把换电车辆的车身大梁的扭转工况传导到电池包，从而引起电池包结构的扭转，对电池包内的电池模组造成损伤，影响电池包的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的换电车辆的扭转对电池包造成损伤缺陷，提供一种快换装置及包含其的换电车辆。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种快换装置，用于换电车辆，所述快换装置包括球铰轴承组件和快换支架，所述快换支架用于安装电池包，所述球铰轴承组件连接于所述快换支架与所述换电车辆的车身大梁之间，所述快换支架的至少一侧通过所述球铰轴承组件与所述车身大梁浮动连接。

在本方案中，在快换支架与换电车辆的车身大梁之间连接球铰轴承组件，使快换支架与车身大梁之间不是直接的刚性连接，换电车辆的车身大梁在经过陡坡、水坑、斜坡等产生扭转时，球铰轴承组件可以转化车身大梁的扭矩，使快换支架能够相对于车身大梁发生位移，避免车身大梁的扭矩直接传递到快换支架，进而传递到安装于快换支架上的电池包，造成电池包损坏。

优选地，所述球铰轴承组件的数量为多个，多个所述球铰轴承组件沿所述车身大梁的长度方向和/或宽度方向间隔设置。

在本方案中，由于换电车辆的车身大梁发生扭转的方向和力度不固定，可根据实际需要沿车身大梁的长度方向和/或宽度方向间隔设置多个球铰轴承组件，以使安装于快换支架上的电池包得到充分、周全的保护。

优选地，所述球铰轴承组件连接于所述车身大梁的内侧壁；

和/或，所述球铰轴承组件连接于所述车身大梁的外侧壁。

在本方案中，球铰轴承组件连接于车身大梁的内外侧壁可以增加球铰轴承组件和车身大梁的连接面积，增加二者的连接强度。

优选地，所述快换装置还包括锁止机构，所述锁止机构与所述快换支架连接，所述车身大梁同一侧的所述锁止机构与所述球铰轴承组件间隔设置。

在本方案中，锁止机构和球铰轴承组件间隔设置，可以避免这两个部件相互干涉。

优选地，所述球铰轴承组件包括第一球铰轴承和第二球铰轴承，所述第一球铰轴承安装在所述快换支架上，所述第二球铰轴承安装在所述车身大梁上，所述第一球铰轴承与所述第二球铰轴承相连。

在本方案中，这种结构的球铰轴承组件可以提供快换支架和车身大梁之间的活动连接，避免二者刚性连接导致车身大梁的扭矩传递到快换支架上，进而传递到电池包，导致电池包损坏。

优选地，所述第一球铰轴承与快换支架可拆卸连接；

和/或，所述第二球铰轴承与车身大梁可拆卸连接。

在本方案中，基于第一支座与快换支架可拆卸连接和/或第二支座与车身大梁可拆卸连接，第一球铰轴承与快换支架可拆卸连接和/或第二球铰轴承与车身大梁可拆卸连接，由此不仅便于第一球铰轴承和/或第二球铰轴承的拆装和维修，同时便于快换支架与车身大梁的拆装和维修。

优选地，所述第一球铰轴承包括第一球铰支座、第一球头和第一连接杆，所述第一球铰支座具有第一球腔，所述第一球头限位在所述第一球腔中并与所述第一球腔适配，所述第一连接杆与所述第一球头固定连接并伸出所述第一球腔；

和/或，所述第二球铰轴承包括第二球铰支座、第二球头和第二连接杆，所述第二球铰支座具有第二球腔，所述第二球头限位在所述第二球腔中并与所述第二球腔适配，所述第二连接杆与所述第二球头固定连接并伸出所述第二球腔。

在本方案中，限定了球铰轴承的具体结构，第一球头限位在第一球腔中，第二球头限位在第二球腔中，即第一球头不易从第一球腔中脱出，第二球头不易从第二球腔中脱出，由此第一连接杆与第二连接杆相连时，车身大梁能够承载快换支架及快换支架上的电池包；第一球头与第一球腔的球面配合、第二球头与第二球腔的球面配合，使得快换支架相对车身大梁能够沿X、Y、Z三个方向运动，从而使得车身大梁与快换支架之间为非刚性连接，车身大梁上的扭转不易直接传递到快换支架上。

优选地，所述第二连接杆远离所述第二球头的一端与所述第一连接杆固定连接。

在本方案中，第一连接杆和第二连接杆固定连接使得两个球头之间的连接更稳定，从而使得快换支架可以更稳定地连接于车身大梁。

优选地，所述第一连接杆与所述第二连接杆之间通过销轴连接。

在本方案中，第一连接杆与第二连接杆通过销轴连接，具有拆装方便，连接强度好的优点。

优选地，所述第一连接杆朝向所述第二连接杆的一端具有一限位平面，所述第二连接杆朝向所述第一连接杆的一端与所述限位平面贴合抵接。

在本方案中，第二连接杆朝向第一连接杆的一端与限位平面贴合抵接，从而使得第二连接杆不易相对第一连接杆发生转动，减少第一连接杆与第二连接杆之间的磨损。同时使得车身大梁的扭转能够更好地转化成快换支架的位移。

优选地，所述第一球铰支座包括第一固定部和第一安装部，所述第一固定部固定于所述快换支架，所述第一安装部的第一安装表面接合于所述第一固定部的第一装配表面，所述第一安装表面和所述第一装配表面上分别形成所述第一球腔的一部分；

和/或，

所述第二球铰支座包括第二固定部和第二安装部，所述第二固定部固定于所述快换支架，所述第二安装部的第二安装表面接合于所述第二固定部的第二装配表面，所述第二安装表面和所述第二装配表面上分别形成所述第二球腔的一部分。

在本方案中，第一球铰支座和/或第二球铰支座分为固定部和安装部，并分别形成容纳球头的球腔，从而便于球铰支座相对于快换支架或车身大梁的安装以及球头和连接杆的装配。

优选地，所述第一固定部具有位于与所述第一装配表面相反侧的第一装配面，所述第一装配面固定于所述快换支架的下表面。

在本方案中，第一固定部安装在快换支架的下表面，不但方便第一球铰支座的安装，同时，第一球铰支座从下方托住快换支架，实现快换支架和车身大梁之间更稳定的连接。

优选地，所述第二固定部具有位于与所述第二安装表面相邻侧的第二安装面，所述第二安装面固定于所述车身大梁的侧面。

在本方案中，第二固定部与面积更大的车身大梁的侧面连接，增加量第二球铰支座与车身大梁的连接面积，从而增加了车身大梁和第二球铰支座之间的连接稳定性。

优选地，所述第二固定部包括固定本体和位于固定本体的一侧的固定板，所述安装表面位于所述固定本体上，所述固定板的远离所述固定本体的侧面固定于所述车身大梁的侧面。

在本方案中，通过固定板与车身大梁的侧面连接，可以增加车身大梁和第二球铰支座之间的连接稳定性。

优选地，所述第一固定部中设置有第一支座孔，所述第一支座孔与所述第一球腔连通，所述第一连接杆穿设于所述第一支座孔中，并且所述第一连接杆与所述第一支座孔之间具有间隙；

和/或，

所述第二固定部中设置有第二支座孔，所述第二支座孔与所述第二球腔连通，所述第二连接杆穿设于所述第二支座孔中，并且所述第二连接杆与所述第二支座孔之间具有间隙。

在本方案中，在第一固定部和/或第二固定部中，支座孔均与连接杆之间具有间隙，从而给连接杆提供摆动空间，使得连接杆可以在三个维度进行摆动，吸收车身大梁传递到快换支架上的摆动。

优选地，所述第一球铰支座安装于所述快换支架的底部，所述第二球铰支座安装于所述车身大梁的侧部。

在本方案中，第一球铰支座安装于所述快换支架的底部，可以从下方托住快换支架，从而保证连接更加稳固，而第二球铰支座安装在面积更大的车身大梁的侧部可以提高连接的稳定性。

优选地，所述快换支架中设置有穿透孔，所述第一连接杆和/或所述第二连接杆穿设于所述穿透孔中，所述第一连接杆和/或所述第二连接杆与所述穿透孔之间具有间隙。

在本方案中，第一连接杆穿设于快换支架之中，从而使得第一球铰支座更稳定地连接快换支架，穿透孔与连接杆之间具有间隙，从而给连接杆提供摆动空间，使得连接杆可以在三个维度进行摆动，吸收车身大梁传递到快换支架上的摆动。

优选地，所述快换装置还包括缓冲组件，所述缓冲组件用于缓冲所述快换支架相对所述车身大梁的位移。

在本方案中，通过缓冲组件，可以避免快换支架上的电池包产生较大冲击，从而损坏电池包。

优选地，所述缓冲组件的第一端可转动地连接在快换支架上，所述缓冲组件的与第一端相反的第二端可转动地连接在所述车身大梁上。

在本方案中，通过缓冲组件的两端均可转动地连接在快换支架上，可以避免缓冲组件对快换支架形成刚性限制，导致球铰轴承组件失效。

优选地，所述缓冲组件包括阻尼器，所述阻尼器能够沿自身长度方向伸缩，所述阻尼器的第一端铰接在所述车身大梁上，所述阻尼器的远离第一端的第二端铰接在所述快换支架上。

在本方案中，通过阻尼器缓冲吸收换电车辆的车身大梁的扭转；阻尼器的两端分别铰接在车身大梁和快换支架上，同时阻尼器能够通过自身的伸缩调节自身的长度，从而使得阻尼器能够调节自身的长度来适应快换支架相对车身大梁的位移，避免快换支架与车身大梁的刚性连接；当阻尼器沿自身长度方向伸缩时，阻尼器会对快换支架产生一个作用力，以缓冲由于车身大梁扭转或换电车辆变速/颠簸造成的快换支架的晃动，从而抵消换电车辆的作用力对快换支架的影响，使得快换支架能够稳定承载电池包。

优选地，所述阻尼器相对水平平面和/或竖直平面倾斜设置。

在本方案中，阻尼器相对竖直平面和水平平面均倾斜设置，即阻尼器在空间上倾斜设置，由此快换支架在竖直、水平和前后三个方向上位移时均在阻尼器的长度方向上有分量，从而使得阻尼器能够更好地感应到快换支架的位移并发生伸缩以进行缓冲。

优选地，所述缓冲组件还包括第一缓冲支座和第二缓冲支座，所述第一缓冲支座固定在快换支架上，所述第二缓冲支座固定在车身大梁上，所述阻尼器的第一端所述第一缓冲支座铰接，所述阻尼器的第二端与所述第二缓冲支座铰接。

在本方案中，阻尼器通过第一缓冲支座与第二缓冲支座实现与快换支架和车身大梁的铰接，需要安装阻尼器时，只需在快换支架上安装第一缓冲支座和在车身大梁上安装第二缓冲支座，将阻尼器的两端分别于第一缓冲支座和第二缓冲支座铰接即可，无需特定生产车身大梁和快换支架，提升了该抗扭连接装置的适应性。

优选地，所述第一缓冲支座可拆卸连接在快换支架上；

和/或，所述第二缓冲支座可拆卸连接在车身大梁上。

在本方案中，第一缓冲支座可拆卸连接和/或第二缓冲支座可拆卸连接，便于缓冲组件的拆装和维修。

优选地，所述第一缓冲支座与所述快换支架之间通过螺栓连接；

和/或，所述第二缓冲支座与所述车身大梁之间通过螺栓连接。

在本方案中，通过螺栓固定连接第一缓冲支座与快换支架/第二缓冲支座与车身大梁，具有连接牢固，拆装方便，结构简单的优点。

优选地，所述缓冲组件安装在所述快换支架的上方。

在本方案中，对于底盘换电式换电车辆，快换支架的下方需要锁止放置电池包，阻尼器安装在快换支架的上方能够方便电池包的布置，减少阻尼器与电池包干涉的概率。

优选地，所述缓冲组件与所述球铰轴承组件一一对应设置。

在本方案中，缓冲组件与球铰轴承组件一一对应设置，即在每组球铰轴承组件设置的位置均设置有一组缓冲组件，快换支架在球铰轴承组件处相对车身大梁发生偏移，缓冲组件能够及时针对该偏移进行缓冲和吸收，同时缓冲组件沿车身大梁的相对两侧各间隔设置有至少两个，使得缓冲组件缓冲快换支架时更为稳定。

一种换电车辆，包括如上所述的快换装置。

在本方案中，设有该快换装置的换电车辆的车身大梁扭转时，由于快换支架与车身大梁通过该抗扭连接装置非刚性连接，使得车身大梁扭转的扭矩不易直接作用在快换支架上，从而使得快换支架上的电池包不易因车身大梁的扭转而破坏；同时缓冲组件能够减缓车身大梁扭转、换电车辆变速等工况下快换支架晃动对电池包的影响，有利于电池包的正常工作。

优选地，所述换电车辆包括两根互相平行且沿着换电车辆的长度方向延伸的两根车身大梁，所述快换装置设置在两根所述车身大梁之间，所述球铰轴承组件连接在两根所述车身大梁相向的至少一侧上。

在本方案中，快换支架设置在车身大梁内，该快换装置连接在车身大梁的相向的一侧(即车身大梁的内侧)，这种布置方式使得车身大梁与快换支架的外侧相连，车身大梁对快换支架的支撑更为稳定。

优选地，所述换电车辆包括两根互相平行且沿着换电车辆的长度方向延伸的两根车身大梁，所述快换装置连接于两根车身大梁相背离的两侧，所述球铰轴承组件连接在两根车身大梁的相背离的至少一侧上。

在本方案中，快换支架呈悬挑状，从而电池包可以安装在车身大梁的相对两侧的外部，避免电池包与车身大梁的底部构件的干涉。

本实用新型的积极进步效果在于：在快换支架与换电车辆的车身大梁之间连接球铰轴承组件，使快换支架与车身大梁之间不是直接的刚性连接，换电车辆的车身大梁在经过陡坡、水坑、斜坡等产生扭转时，球铰轴承组件可以转化车身大梁的扭矩，使快换支架能够相对于车身大梁发生位移，避免车身大梁的扭矩直接传递到快换支架，进而传递到安装于快换支架上的电池包，造成电池包损坏。

附图说明

图1为根据本实用新型的一实施例的换电车辆的立体结构示意图。

图2为根据本实用新型的一实施例的换电车辆的另一立体结构示意图。

图3为根据本实用新型的一实施例的快换支架的立体结构示意图。

图4为根据本实用新型的一实施例的换电车辆的另一立体结构示意图，其中快换支架被移除。

图5为根据本实用新型的一实施例的球铰轴承组件的立体结构示意图。

图6为根据本实用新型的一实施例的球铰轴承组件的剖面结构示意图。

图7为根据本实用新型的一实施例的球铰轴承组件的分解结构示意图。

图8为根据本实用新型的一实施例的球铰轴承组件的另一分解结构示意图。

图9为根据本实用新型的一实施例的缓冲组件的立体结构示意图。

附图标记说明：

换电车辆100

车身大梁103

快换装置200

球铰轴承组件210

第一球铰轴承221

第一球铰支座222

第一固定部223

第一装配表面224

第一装配面225

第一安装部226

第一安装表面227

第一球腔228

第一球头229

第一连接杆231

第一支座孔232

限位平面233

第二球铰轴承241

第二球铰支座242

第二固定部243

第二装配表面244

第二装配面245

第二安装部246

第二安装表面247

第二球腔248

第二球头249

第二连接杆251

第二支座孔252

固定本体253

固定板254

快换支架300

锁止机构320

缓冲组件400

第一缓冲支座410

第二缓冲支座420

阻尼器430

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。

如图1所示，本实施例提供一种换电车辆100。该换电车辆100包括两根互相平行且沿着换电车辆100的长度方向延伸的两根车身大梁103以及设置在两根车身大梁103内侧的快换装置200。

快换装置200包括球铰轴承组件210和快换支架300，快换支架300用于安装电池包。球铰轴承组件210连接于快换支架300与换电车辆100的车身大梁103之间，快换支架300的至少一侧通过球铰轴承组件210与车身大梁103浮动连接。

在快换支架300与换电车辆100的车身大梁103之间连接球铰轴承组件210，使快换支架300与车身大梁103之间不是直接的刚性连接，换电车辆100的车身大梁103在经过陡坡、水坑、斜坡等产生扭转时，球铰轴承组件210可以转化车身大梁103的扭矩，使快换支架300能够相对于车身大梁103发生位移，避免车身大梁103的扭矩直接传递到快换支架300，进而传递到安装于快换支架300上的电池包，造成电池包损坏。

在本实施例中，快换支架300的在换电车辆100的宽度方向上的两侧均通过球铰轴承组件210分别连接于两根车身大梁103的内侧，但是本实用新型并不局限于此，在其他实施例中，快换支架300可以仅在换电车辆100的宽度方向上的一侧通过球铰轴承组件210与车身大梁103浮动连接，而另一侧与车身大梁103固定连接，这样也能起到避免车身大梁103的扭矩直接传递到快换支架300进而传递到安装于快换支架300上的电池包的作用。可选择地，快换支架300也可以仅在换电车辆100的宽度方向上的一侧通过球铰轴承组件210与车身大梁103浮动连接而另一侧悬空。

在本实施例中，快换装置200连接在车身大梁103的相向的一侧(即车身大梁103的内侧)。这种布置方式使得车身大梁103与快换支架300的外侧相连，车身大梁103对快换支架300的支撑更为稳定。但是本实用新型并不局限于此，在其他实施例中，快换装置200也可以连接于两根车身大梁103相背离的两侧或一侧，快换支架300的一侧通过球铰轴承组件210连接在两根车身大梁103的相背离的至少一侧上；快换支架300呈悬挑状，从而电池包可以安装在车身大梁103的相对两侧的外部，避免电池包与车身大梁103的底部构件的干涉。

如图2和图3所示，快换装置200还包括锁止机构320，锁止机构320与快换支架300连接，车身大梁103同一侧的锁止机构320与球铰轴承组件210间隔设置。锁止机构320和球铰轴承组件210间隔设置，可以避免这两个部件相互干涉。

在本实施例中，锁止机构320设置在快换支架300的底面，可选择地，锁止机构320也可以设置在快换支架300的侧面。锁止机构320用于将电池包锁止于快换支架300。锁止机构320可以采用现有技术中常用的用于电池包和快换支架300的锁定的锁止机构320，在此不再赘述。

球铰轴承组件210的数量为多个，多个球铰轴承组件210沿车身大梁103的长度方向和/或宽度方向间隔设置。由于换电车辆100的车身大梁103发生扭转的方向和力度不固定，可根据实际需要沿车身大梁103的长度方向和/或宽度方向间隔设置多个球铰轴承组件210，以使安装于快换支架300上的电池包得到充分、周全的保护。

球铰轴承组件210连接于车身大梁103的内侧壁。可选择地，球铰轴承组件210也可以连接于车身大梁103的外侧壁。球铰轴承组件210连接于车身大梁103的内外侧壁可以增加球铰轴承组件210和车身大梁103的连接面积，增加二者的连接强度。

如图2和4所示，球铰轴承组件210包括第一球铰轴承221和第二球铰轴承241，第一球铰轴承221安装在快换支架300上，第二球铰轴承241安装在车身大梁103上，第一球铰轴承221与第二球铰轴承241相连。这种结构的球铰轴承组件210可以提供快换支架300和车身大梁103之间的活动连接，避免二者刚性连接导致车身大梁103的扭矩传递到快换支架300上，进而传递到电池包，导致电池包损坏。

第一球铰轴承221与快换支架300可拆卸连接；第二球铰轴承241与车身大梁103可拆卸连接。基于第一支座与快换支架300可拆卸连接和/或第二支座与车身大梁103可拆卸连接，第一球铰轴承221与快换支架300可拆卸连接和/或第二球铰轴承241与车身大梁103可拆卸连接，由此不仅便于第一球铰轴承221和/或第二球铰轴承241的拆装和维修，同时便于快换支架300与车身大梁103的拆装和维修。

结合图5和图6，第一球铰轴承221包括第一球铰支座222、第一球头229和第一连接杆231，第一球铰支座222具有第一球腔228，第一球头229限位在第一球腔228中并与第一球腔228适配，第一连接杆231与第一球头229固定连接并伸出第一球腔228。

第二球铰轴承241包括第二球铰支座242、第二球头249和第二连接杆251，第二球铰支座242具有第二球腔248，第二球头249限位在第二球腔248中并与第二球腔248适配，第二连接杆251与第二球头249固定连接并伸出第二球腔248。

第一球头229限位在第一球腔228中，第二球头249限位在第二球腔248中，即第一球头229不易从第一球腔228中脱出，第二球头249不易从第二球腔248中脱出，由此第一连接杆231与第二连接杆251相连时，车身大梁103能够承载快换支架300及快换支架300上的电池包；第一球头229与第一球腔228的球面配合、第二球头249与第二球腔248的球面配合，使得快换支架300相对车身大梁103能够沿X、Y、Z三个方向运动，从而使得车身大梁103与快换支架300之间为非刚性连接，车身大梁103上的扭转不易直接传递到快换支架300上。

在本实施例中，第一连接杆231与第二连接杆251之间通过销轴连接。这具有拆装方便，连接强度好的优点。

可选择地，第二连接杆251远离第二球头249的一端与第一连接杆231固定连接。例如第一连接杆231与第二连接杆251一体成型。第一连接杆231和第二连接杆251固定连接使得两个球头之间的连接更稳定，从而使得快换支架300可以更稳定地连接于车身大梁103。

第一连接杆231朝向第二连接杆251的一端具有一限位平面233，第二连接杆251朝向第一连接杆231的一端与限位平面233贴合抵接，从而使得第二连接杆251不易相对第一连接杆231发生转动，减少第一连接杆231与第二连接杆251之间的磨损。同时使得车身大梁103的扭转能够更好地转化成快换支架300的位移。

如图5至图8所示，第一球铰支座222包括第一固定部223和第一安装部226，第一固定部223固定于快换支架300，第一安装部226的第一安装表面227接合于第一固定部223的第一装配表面224，第一安装表面227和第一装配表面224上分别形成第一球腔228的一部分。优选地，第一安装表面227和第一装配表面224上分别形成第一球腔228的一半。

第一固定部223具有位于与第一装配表面224相反侧的第一装配面225，第一装配面225固定于快换支架300的下表面。

第一固定部223安装在快换支架300的下表面，不但方便第一球铰支座222的安装，同时，第一球铰支座222从下方托住快换支架300，实现快换支架300和车身大梁103之间更稳定的连接。

第一固定部223中设置有第一支座孔232，第一支座孔232与第一球腔228连通，第一连接杆231穿设于第一支座孔232中，并且第一连接杆231与第一支座孔232之间具有间隙。

第二球铰支座242包括第二固定部243和第二安装部246，第二固定部243固定于快换支架300，第二安装部246的第二安装表面247接合于第二固定部243的第二装配表面244，第二安装表面247和第二装配表面244上分别形成第二球腔248的一部分。优选地，第二安装表面247和第二装配表面244上分别形成第二球腔248的一半。

第二固定部243包括固定本体253和位于固定本体253的一侧的固定板254，第二安装表面247位于固定本体253上，固定板254的远离固定本体253的侧面固定于车身大梁103的侧面。通过固定板254与车身大梁103的侧面连接，可以增加车身大梁103和第二球铰支座242之间的连接稳定性。

可选择地，也可以不设置固定板，而是使得第二固定部243具有位于与安装表面相邻侧的安装面，安装面固定于车身大梁103的侧面。

第二固定部243中设置有第二支座孔252，第二支座孔252与第二球腔248连通，第二连接杆251穿设于第二支座孔252中，并且第二连接杆251与第二支座孔252之间具有间隙。

第一球铰支座222和/或第二球铰支座242分为固定部和安装部，并分别形成容纳球头的球腔，从而便于球铰支座相对于快换支架300或车身大梁103的安装以及球头和连接杆的装配。在装配时，可以先将第一固定部223固定于快换支架300，之后将固定连接例如一体成型的第一球头229和第一连接杆231通过第一固定部223的第一装配表面224上形成的第一球腔228插入，然后将第一安装部226安装到第一固定部223，使得第一球腔228封闭，第一球头229不能再脱出第一球铰支座222，同时，将第二固定部243固定于车身大梁103，之后将固定连接例如一体成型的第二球头249和第二连接杆251通过第二固定部243的第二装配表面244上形成的第二球腔248插入，然后将第二安装部246安装到第二固定部243，使得第二球腔248封闭，第二球头249不能再脱出第二球铰支座242，然后通过销轴，将第一连接杆231和第二连接杆251相互固定，可选择地，也可以通过焊接等方式将第一连接杆231和第二连接杆251相互固定。

在第一固定部223和/或第二固定部243中，支座孔均与连接杆之间具有间隙，从而给连接杆提供摆动空间，使得连接杆可以在三个维度进行摆动，吸收车身大梁103传递到快换支架300上的摆动。

第一球铰支座222安装于快换支架300的底部，第二球铰支座242安装于车身大梁103的侧部。第一球铰支座222安装于快换支架300的底部，可以从下方托住快换支架300，从而保证连接更加稳固，而第二球铰支座242安装在面积更大的车身大梁103的侧部可以提高连接的稳定性。

快换支架300中设置有穿透孔，第一连接杆231和/或第二连接杆251穿设于穿透孔中，第一连接杆231和/或第二连接杆251与穿透孔之间具有间隙。

第一连接杆231穿设于快换支架300之中，从而使得第一球铰支座222更稳定地连接快换支架300，穿透孔与连接杆之间具有间隙，从而给连接杆提供摆动空间，使得连接杆可以在三个维度进行摆动，吸收车身大梁103传递到快换支架300上的摆动。

可选择地，也可以不在快换支架300中设置穿透孔，而是使得第一连接杆231和第二连接杆251均设于快换支架300在换电车辆100的宽度方向的外侧。

以上仅示意了一种球铰轴承结构，但是本实用新型并不局限于此，本领域的技术人员可以根据需要选择其他可实现快换支架300和车身大梁103之间的浮动连接的球铰轴承结构，例如选择其他形式的球铰支座，其他形状的球头，其他形状的连接杆等等。

如图1和图4所示，快换装置200还包括缓冲组件400，缓冲组件400用于缓冲快换支架300相对车身大梁103的位移。通过缓冲组件400，可以避免快换支架300上的电池包产生较大冲击，从而损坏电池包。

缓冲组件400的第一端可转动地连接在快换支架300上，缓冲组件400的与第一端相反的第二端可转动地连接在车身大梁103上。通过缓冲组件400的两端均可转动地连接在快换支架300上，可以避免缓冲组件400对快换支架300形成刚性限制，导致球铰轴承组件210失效。

如图1和图9所示，缓冲组件400包括阻尼器430，阻尼器430能够沿自身长度方向伸缩，阻尼器430的第一端铰接在车身大梁103上，阻尼器430的远离第一端的第二端铰接在快换支架300上。通过阻尼器430缓冲吸收换电车辆100的车身大梁103的扭转；阻尼器430的两端分别铰接在车身大梁103和快换支架300上，同时阻尼器430能够通过自身的伸缩调节自身的长度，从而使得阻尼器430能够调节自身的长度来适应快换支架300相对车身大梁103的位移，避免快换支架300与车身大梁103的刚性连接；当阻尼器430沿自身长度方向伸缩时，阻尼器430会对快换支架300产生一个作用力，以缓冲由于车身大梁103扭转或换电车辆100变速/颠簸造成的快换支架300的晃动，从而抵消换电车辆100的作用力对快换支架300的影响，使得快换支架300能够稳定承载电池包。

阻尼器430可以是采用汽车、摩托车、电动车等中常用的阻尼器430，例如气缸等，在此不再赘述。

阻尼器430相对水平平面和/或竖直平面倾斜设置。阻尼器430相对竖直平面和水平平面均倾斜设置，即阻尼器430在空间上倾斜设置，由此快换支架300在竖直、水平和前后三个方向上位移时均在阻尼器430的长度方向上有分量，从而使得阻尼器430能够更好地感应到快换支架300的位移并发生伸缩以进行缓冲。

参照图1和图9，缓冲组件400还包括第一缓冲支座410和第二缓冲支座420，第一缓冲支座410固定在快换支架300上，第二缓冲支座420固定在车身大梁103上，阻尼器430的第一端第一缓冲支座410铰接，阻尼器430的第二端与第二缓冲支座420铰接。阻尼器430通过第一缓冲支座410与第二缓冲支座420实现与快换支架300和车身大梁103的铰接，需要安装阻尼器430时，只需在快换支架300上安装第一缓冲支座410和在车身大梁103上安装第二缓冲支座420，将阻尼器430的两端分别于第一缓冲支座410和第二缓冲支座420铰接即可，无需特定生产车身大梁103和快换支架300，提升了该抗扭连接装置的适应性。

第一缓冲支座410可拆卸连接在快换支架300上；和/或，第二缓冲支座420可拆卸连接在车身大梁103上。第一缓冲支座410可拆卸连接和/或第二缓冲支座420可拆卸连接，便于缓冲组件400的拆装和维修。

第一缓冲支座410与快换支架300之间通过螺栓连接；和/或，第二缓冲支座420与车身大梁103之间通过螺栓连接。通过螺栓固定连接第一缓冲支座410与快换支架300/第二缓冲支座420与车身大梁103，具有连接牢固，拆装方便，结构简单的优点。

缓冲组件400安装在快换支架300的上方。对于底盘换电式换电车辆100，快换支架300的下方需要锁止放置电池包，阻尼器430安装在快换支架300的上方能够方便电池包的布置，较少阻尼器430与电池包干涉的概率。

参照图1，缓冲组件400与球铰轴承组件210一一对应设置，即在每组球铰轴承组件210设置的位置均设置有一组缓冲组件400，快换支架300在球铰轴承组件210处相对车身大梁103发生偏移，缓冲组件400能够及时针对该偏移进行缓冲和吸收，同时缓冲组件400沿车身大梁103的相对两侧各间隔设置有至少两个，使得缓冲组件400缓冲快换支架300时更为稳定。

在换电车辆100因为驶过陡坡、水坑、斜坡等产生扭转时，该扭转在从车身大梁103传递到快换支架300的过程中，由于球铰轴承组件210具有X、Y、Z三个方向的自由度，使得换电车辆100的车身大梁103发生扭转时，快换支架300能够相对车身大梁103发生位移，避免车身大梁103的扭矩传递到快换支架300，进而传递到安装于快换支架300上的电池包，使电池包损坏。同时，缓冲组件400对快换支架300的位移进行缓冲，避免快换支架300在三个方向上产生较大晃动或受到冲击，从而避免损伤电池包。

在本申请实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于装置或设备在正常使用时所处的方位或位置关系，仅是为了便于描述申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须在任何时候都具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型在这方面的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请实施例的优选实施例而已，并不用于限制申请实施例，对于本领域的技术人员来说，申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请实施例的保护范围之内。

Claims (29)

1.一种快换装置，用于换电车辆，其特征在于，所述快换装置包括球铰轴承组件和快换支架，所述快换支架用于安装电池包，所述球铰轴承组件连接于所述快换支架与所述换电车辆的车身大梁之间，所述快换支架的至少一侧通过所述球铰轴承组件与所述车身大梁浮动连接。

2.如权利要求1所述的快换装置，其特征在于，所述球铰轴承组件的数量为多个，多个所述球铰轴承组件沿所述车身大梁的长度方向和/或宽度方向间隔设置。

3.如权利要求1所述的快换装置，其特征在于，所述球铰轴承组件连接于所述车身大梁的内侧壁；

和/或，所述球铰轴承组件连接于所述车身大梁的外侧壁。

4.如权利要求1所述的快换装置，其特征在于，所述快换装置还包括锁止机构，所述锁止机构与所述快换支架连接，所述车身大梁同一侧的所述锁止机构与所述球铰轴承组件间隔设置。

5.如权利要求1所述的快换装置，其特征在于，所述球铰轴承组件包括第一球铰轴承和第二球铰轴承，所述第一球铰轴承安装在所述快换支架上，所述第二球铰轴承安装在所述车身大梁上，所述第一球铰轴承与所述第二球铰轴承相连。

6.如权利要求5所述的快换装置，其特征在于，所述第一球铰轴承与快换支架可拆卸连接；

和/或，所述第二球铰轴承与车身大梁可拆卸连接。

7.如权利要求5所述的快换装置，其特征在于，所述第一球铰轴承包括第一球铰支座、第一球头和第一连接杆，所述第一球铰支座具有第一球腔，所述第一球头限位在所述第一球腔中并与所述第一球腔适配，所述第一连接杆与所述第一球头固定连接并伸出所述第一球腔；

和/或，所述第二球铰轴承包括第二球铰支座、第二球头和第二连接杆，所述第二球铰支座具有第二球腔，所述第二球头限位在所述第二球腔中并与所述第二球腔适配，所述第二连接杆与所述第二球头固定连接并伸出所述第二球腔。

8.如权利要求7所述的快换装置，其特征在于，所述第二连接杆远离所述第二球头的一端与所述第一连接杆固定连接。

9.如权利要求7所述的快换装置，其特征在于，所述第一连接杆与所述第二连接杆之间通过销轴连接。

10.如权利要求7所述的快换装置，其特征在于，所述第一连接杆朝向所述第二连接杆的一端具有一限位平面，所述第二连接杆朝向所述第一连接杆的一端与所述限位平面贴合抵接。

11.如权利要求7所述的快换装置，其特征在于，所述第一球铰支座包括第一固定部和第一安装部，所述第一固定部固定于所述快换支架，所述第一安装部的第一安装表面接合于所述第一固定部的第一装配表面，所述第一安装表面和所述第一装配表面上分别形成所述第一球腔的一部分；

和/或，

所述第二球铰支座包括第二固定部和第二安装部，所述第二固定部固定于所述快换支架，所述第二安装部的第二安装表面接合于所述第二固定部的第二装配表面，所述第二安装表面和所述第二装配表面上分别形成所述第二球腔的一部分。

12.如权利要求11所述的快换装置，其特征在于，所述第一固定部具有位于与所述第一装配表面相反侧的第一装配面，所述第一装配面固定于所述快换支架的下表面。

13.如权利要求11所述的快换装置，其特征在于，所述第二固定部具有位于与所述第二安装表面相邻侧的第二安装面，所述第二安装面固定于所述车身大梁的侧面。

14.如权利要求11所述的快换装置，其特征在于，所述第二固定部包括固定本体和位于固定本体的一侧的固定板，所述第二安装表面位于所述固定本体上，所述固定板的远离所述固定本体的侧面固定于所述车身大梁的侧面。

15.如权利要求11所述的快换装置，其特征在于，所述第一固定部中设置有第一支座孔，所述第一支座孔与所述第一球腔连通，所述第一连接杆穿设于所述第一支座孔中，并且所述第一连接杆与所述第一支座孔之间具有间隙；

和/或，

所述第二固定部中设置有第二支座孔，所述第二支座孔与所述第二球腔连通，所述第二连接杆穿设于所述第二支座孔中，并且所述第二连接杆与所述第二支座孔之间具有间隙。

16.如权利要求7所述的快换装置，其特征在于，所述第一球铰支座安装于所述快换支架的底部，所述第二球铰支座安装于所述车身大梁的侧部。

17.如权利要求16所述的快换装置，其特征在于，所述快换支架中设置有穿透孔，所述第一连接杆和/或所述第二连接杆穿设于所述穿透孔中，所述第一连接杆和/或所述第二连接杆与所述穿透孔之间具有间隙。

18.如权利要求1所述的快换装置，其特征在于，所述快换装置还包括缓冲组件，所述缓冲组件用于缓冲所述快换支架相对所述车身大梁的位移。

19.如权利要求18所述的快换装置，其特征在于，所述缓冲组件的第一端可转动地连接在快换支架上，所述缓冲组件的与第一端相反的第二端可转动地连接在所述车身大梁上。

20.如权利要求18所述的快换装置，其特征在于，所述缓冲组件包括阻尼器，所述阻尼器能够沿自身长度方向伸缩，所述阻尼器的第一端铰接在所述车身大梁上，所述阻尼器的远离第一端的第二端铰接在所述快换支架上。

21.如权利要求20所述的快换装置，其特征在于，所述阻尼器相对水平平面和/或竖直平面倾斜设置。

22.如权利要求20所述的快换装置，其特征在于，所述缓冲组件还包括第一缓冲支座和第二缓冲支座，所述第一缓冲支座固定在快换支架上，所述第二缓冲支座固定在车身大梁上，所述阻尼器的第一端所述第一缓冲支座铰接，所述阻尼器的第二端与所述第二缓冲支座铰接。

23.如权利要求22所述的快换装置，其特征在于，所述第一缓冲支座可拆卸连接在快换支架上；

和/或，所述第二缓冲支座可拆卸连接在车身大梁上。

24.如权利要求23所述的快换装置，其特征在于，所述第一缓冲支座与所述快换支架之间通过螺栓连接；

和/或，所述第二缓冲支座与所述车身大梁之间通过螺栓连接。

25.如权利要求18所述的快换装置，其特征在于，所述缓冲组件安装在所述快换支架的上方。

26.如权利要求18所述的快换装置，其特征在于，所述缓冲组件与所述球铰轴承组件一一对应设置。

27.一种换电车辆，其特征在于，包括如权利要求1～26中任一项所述的快换装置。

28.如权利要求27所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆包括两根互相平行且沿着换电车辆的长度方向延伸的两根车身大梁，所述快换装置设置在两根所述车身大梁之间，所述球铰轴承组件连接在两根所述车身大梁相向的至少一侧上。

29.如权利要求27所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆包括两根互相平行且沿着换电车辆的长度方向延伸的两根车身大梁，所述快换装置连接于两根车身大梁相背离的两侧，所述球铰轴承组件连接在两根车身大梁的相背离的至少一侧上。

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