快换总成及换电车辆的制作方法

本技术涉及换电领域，特别涉及一种快换总成及换电车辆。

背景技术：

1、近几年来，新能源汽车发展迅速，依靠蓄电池作为驱动能源的电动车辆，具有零排放，噪声小的优势，随着电动汽车的市场占有率和使用频率也越来越高，目前电动汽车中的电动商用车，如电动重型卡车、电动轻型卡车也开始逐渐出现在各自的应用场景中。

2、在现有技术中，车辆通常采用整包换电，单个电池包的重量较大，对用于实现换电的换电设备的要求高，使用不灵活，且若需要更换电池包时，必须更换整个电池包。当车辆是重型卡车时，这些缺点尤为显著。另外，对于目前的卡接式锁止结构，在对电池包进行锁定的过程中，锁轴通常是相对于锁止机构先上升到位再水平前进到位，即电池包的运动过程较为复杂，对换电设备的要求也会较高，也会影响电池包锁止的效率，进而影响车辆的换电效率。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中电动汽车的整包电池包在更换时由于吊装容易晃动，导致电池包更换比较困难，进而锁止效率较低、锁止可靠性低的缺陷中的至少一个，提供一种电池包总成及换电车辆。

2、本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种快换总成，所述快换总成包括多个电池包，多个所述电池包用于沿换电车辆的长度方向排布，各所述电池包均沿竖直方向自下而上通过t型旋转锁止方式独立锁止于所述换电车辆的车梁底部。

4、在本方案中，沿着换电车辆的长度方向排布的多个电池包，在保证换电车辆所需电量的同时使得每个电池包的质量较小，在将电池包装拆在换电车辆的过程中，从换电车辆的下方对电池包进行更换，换电车辆的重心保持稳定从而不易发生倾斜，不易产生偏载，电池包的锁止效率提高，而且在换电车辆仅挂载部分电池包的情况下也不会造成车辆的偏载，使用方式更加灵活，适用性更好。同时通过在电池包的侧壁均设置锁止部，便于换电设备上的解锁机构沿着多个电池包之间的间隙进行解锁操作，换电设备从车辆侧面往返于车辆底部的过程中不会与电池包干涉，实现沿竖直方向自下而上与锁止机构连接锁止，从而将单个电池包抬升过程与锁止过程相结合，进一步提高单个电池包的锁止效率。各电池包均以t型旋转锁止方式独立锁止于换电车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高。本技术中的电池包采用x向(车辆长度方向)分箱，相较于整包和y向分箱(车辆宽度方向)，x向分箱在换电过程中不易产生偏载，而且在仅连接部分电池包的情况下也不会造成车辆的偏载，使用方式更加灵活，适用性更好。

5、较佳地，所述t型旋转锁止方式的结构包括锁止件和锁止机构，通过所述锁止件和锁止机构的相互配合实现电池包和换电车辆的t型旋转锁止，当所述锁止件或锁止机构中的一个设于电池包上时，所述锁止件或锁止机构中的另一个设于换电车辆上。

6、在本方案中，快换支架安装在换电车辆上，电池包安装在快换支架上，通过锁止件和锁止机构两部分配合实现t型旋转锁止，结构简单。通过锁止件和锁止机构配合实现电池包和换电车辆的锁止，以实现电池包和换电车辆的可靠连接。

7、较佳地，所述锁止机构包括锁座，所述锁止件包括t型锁杆，所述t型锁杆包括轴本体，还包括自所述轴本体的一端向外延伸的至少一个挂接部，所述锁止件通过所述挂接部旋转锁止于所述锁座的锁止位置。

8、在本方案中，挂接部旋转以使挂接部锁止在锁座的锁止位置，即使锁止件锁止在锁座上。通过t型锁杆的轴本体和挂接部的相对位置设置，便于通过锁座限制挂接部的转动以实现t型锁杆在锁座上的锁座。

9、较佳地，所述锁止件包括两个挂接部，所述两个挂接部分别自所述轴本体的一端沿相反方向延伸；或，

10、所述锁止件包括三个挂接部，所述三个挂接部分别自所述轴本体的一端沿不同的方向延伸，且所述三个挂接部之间具有夹角。

11、在本方案中，当设置挂接部的数量为两个时，便于在锁止后通过限制挂接部的转动以防止自动解锁。两个挂接部沿相反方向延伸，使得锁止后锁止可靠且受力均衡。当挂接部的数量为三个时，三个挂接部之间具有夹角，便于在锁止后通过限制挂接部的转动以防止自动解锁，使锁止可靠且受力均衡。

12、较佳地，所述锁止件还包括防松部，设于所述轴本体的另一端，所述防松部用于在所述挂接部位于所述锁座的锁止位置时限制所述挂接部相对所述锁座的转动。

13、在本方案中，防松部可避免在锁止位置t型锁杆相对锁座的转动，保证锁止件和锁止机构锁止的可靠性，进而保证电池包和快换支架连接的可靠性。

14、较佳地，所述防松部通过棘轮棘爪、涨珠、卡合、啮合中的其中一种配合方式实现限制所述挂接部相对所述锁座的转动的目的。

15、较佳地，所述锁止件还包括基座，所述t型锁杆设于所述基座内，并可相对基座沿竖直方向升降或旋转；和/或，

16、所述t型锁杆还设有驱动部，所述驱动部用于在外部驱动机构的作用下带动所述挂接部沿竖直方向升降或旋转。

17、在本方案中，基座约束了t型锁杆的运动方向。当电池包沿竖直方向运动以安装或卸下时，t型锁杆沿竖直方向升降，便于将电池包运动的过程与锁止机构和锁止件竖向锁止过程相结合，提高锁止效率。同时，t型锁杆沿竖直方向升降，可避免t型锁杆运动时与水平方向上的零部件干涉，使得结构紧凑。

18、较佳地，所述锁座具有沿竖直方向延伸的连接通道，以及与所述连接通道相邻设置的卡持部，所述连接通道用于供所述挂接部沿竖直方向向上移动至与所述卡持部对应的位置处，所述挂接部通过旋转锁止于所述卡持部上，以使所述锁止件通过所述挂接部旋转锁止于所述锁座的锁止位置。

19、在本方案中，挂接部在连接通道内向上移动，直至挂接部移动至与卡持部对应的位置处后，挂接部再旋转锁止在卡持部，以实现t型锁杆在锁座上的锁止，结构简单可靠便于实现。挂接部沿竖直方向向上移动，便于在电池包拆卸时将电池包运动的过程与t型锁杆和锁座竖向锁止过程相结合，提高锁止效率。

20、较佳地，所述卡持部还设有导向面，所述导向面自所述连接通道斜向上或斜向下设置；和/或，

21、所述连接通道与所述挂接部形状相匹配；和/或

22、所述基座包括外基座和内卡座，所述内卡座和所述外基座螺纹连接，所述内卡座上形成有锁槽。

23、在本方案中，卡持部上的导向面与水平面具有一定的角度，以便于卡持部和挂接部在锁止后形成斜面自锁，使得锁止可靠；内卡座连接在外基座上，便于通过外基座安装在其他结构上。内卡座和外基座螺纹连接，便于调整内卡座的周向位置使内卡座安装到位。

24、较佳地，所述电池包的至少部分位于所述车梁的下方。

25、在本方案中，电池包的至少部分位于车梁的下方，还可以利用大梁两侧之间的空间或者可以利用大梁两侧之间和大梁两侧的空间。

26、较佳地，所述电池包的上表面位于所述车梁的下方；

27、或，所述电池包的上部位于所述换电车辆的所述车梁之间和/或至少一侧。

28、在本方案中，电池包的上表面位于车梁的下方，电池包的外表面结构平整，便于电池包的制造；电池包的上部位于车梁之间、一侧或两侧中的至少一种，充分利用车梁之间和侧边的空间，提升电池包的整理体积从而提升电池包的供电能力，或在相同供电能力下，能够减小电池包的纵向高度，增大电池包的底部与地面之间的竖直距离，为换电设备的更换电池包操作预留足够的高度空间。

29、较佳地，快换总成还包括设置于换电车辆的车梁上的快换支架，所述电池包通过t型旋转锁止方式可拆卸连接在所述快换支架上；

30、沿着所述换电车辆的宽度方向，每个所述电池包的侧壁均设有多个锁止件；所述快换支架上设有锁止机构，所述锁止机构与所述锁止件一一对应设置，以将所述电池包沿竖直方向自下而上通过t型旋转锁止方式锁止于所述车梁。

31、在本方案中，电池包可拆卸地连接于换电车辆的快换支架，沿着换电车辆的宽度方向设有多个锁止机构，多个锁止机构可增加电池包与快换支架的连接点，从而减小单个连接点处的受到的剪切应力，使得电池包与快换支架之间的连接更为稳定可靠，提高了电池包与快换支架之间连接可靠性。

32、较佳地，所述电池包在沿着所述换电车辆的宽度方向的两个侧壁上的锁止件，在所述换电车辆的宽度方向上相互错开。

33、在本方案中，锁止件在电池包的两个侧面上相互错开，可以使得相邻两个电池包之间的锁止件和锁止机构在换电车辆长度方向上有一定的重合，这样能够减少整个快换总成在换电车辆长度方向上占用的空间。

34、较佳地，所述快换支架包括对称设置的左支架与右支架，所述左支架与右支架分别连接于所述车梁的对应侧的侧壁；

35、沿着所述换电车辆的长度方向，所述锁止件与锁止机构均位于所述车梁的两侧。

36、较佳地，所述快换支架还包括连接架，所述连接架位于所述车梁的下方，并将所述左支架和右支架连接；

37、所述锁止机构还设置于所述连接架上。

38、在本方案中，设置连接架将左支架和右支架连接，使得快换支架作为一个整体与车梁和换电车辆进行连接，提高了整体快换支架的刚性。

39、较佳地，所述电池包在沿着所述换电车辆的宽度方向的两个侧壁均连接有锁止件安装板，所述锁止件通过安装于所述锁止件安装板从而设置在所述电池包的侧壁，所述锁止件安装板与所述电池包顶面间隔预设距离。

40、在本方案中，通过将锁止件安装在锁止件安装板上，避免锁止件影响电池包的规整性，不会对电池包的形状的规整性造成影响。

41、较佳地，所述快换支架在所述锁止机构处设有对应于所述锁止件安装板的凹陷部，所述凹陷部由所述快换支架向下延伸形成，并包围至少部分电池包。

42、在本方案中，锁止件安装板的安装位置与电池包顶部间隔预设距离，能够提升电池包安装到换电车辆上时的稳定性；进一步与凹陷部配合，能够一定程度上起到对电池包的限位作用。

43、较佳地，所述凹陷部与所述锁止件安装板之间设有缓冲结构。

44、在本方案中，锁止件安装板的安装位置与电池包顶部间隔预设距离，能够提升电池包安装到换电车辆上时的稳定性；进一步与凹陷部配合，能够一定程度上起到对电池包的限位作用。

45、较佳地，所述快换支架和所述电池包之间还设有缓冲件；所述缓冲件位于所述电池包的侧壁与所述快换支架之间，且至少与其中一个连接。

46、在本方案中，缓冲件可以沿着换电车辆的长度方向和/或宽度方向设置，从而减缓电池包在换电车辆行驶过程中的晃动，避免对快换支架造成冲击。

47、较佳地，所述快换总成还包括电池端电连接器和车端电连接器，所述电池端电连接器设置于所述电池包上，所述车端电连接器设置于所述快换支架上；

48、当电池包安装于所述快换支架上后，所述电池端电连接器与所述车端电连接器电连通。

49、在本方案中，通过电池端电连接器和车端电连接器能够实现电池包与换电车辆之间的电连接，以对换电车辆进行供电。

50、较佳地，所述电池端电连接器设置于所述电池包的顶部，所述车端电连接器设置于所述快换支架的下表面，所述电池端电连接器与所述车端电连接器在竖直方向上对接连通。

51、在本方案中，通过采用上述结构，当锁止部沿着竖直方向移动并与锁止机构连接时，电池端电连接器也能同步沿竖向方向上与车端电连接器连接，完成电池包与换电车辆的电连接。

52、较佳地，沿着换电车辆的宽度方向，所述电池端电连接器设置于所述电池包的端部，所述快换支架设有位置调节机构，所述位置调节机构用于带动所述车端电连接器转动，以使所述车端电连接器与所述电池端电连接器连接或分离。

53、在本方案中，通过位置调节机构将电池包向上运动的状态转化为车端电连接器朝向电池端电连接器转动的运动状态，无需配备另外的驱动源，节约成本。

54、较佳地，所述位置调节机构包括安装有所述车端电连接器的转动部和随所述电池包竖向移动而移动的驱动部，所述转动部转动连接于所述快换支架；

55、所述转动部与所述驱动部连接，所述电池包向上移动带动所述驱动部向上移动，从而驱动所述转动部朝向所述电池包所在方向转动，以使所述车端电连接器相对所述电池端电连接器转动。

56、在本方案中，驱动部能够随着电池包的移动而移动，当电池包在换电设备的带动下向上移动时，驱动部随之上移，从而带动转动部转动，进而带动车端电连接器能转动以靠近电池端电连接器，并与其连接，反之亦然。

57、较佳地，所述驱动部包括竖向滑动连接于所述快换支架的齿条；

58、所述转动部包括用于安装所述车端电连接器的转动板，与所述转动板固定连接的转动轴及套接并固定连接于所述转动轴上的齿轮，所述转动板通过所述转动轴转动连接于所述快换支架的侧部；

59、所述齿条和所述齿轮啮合传动，所述齿条随所述电池包在竖直方向上移动以驱动所述齿轮转动。

60、在本方案中，通过齿条带动齿轮转动，使安装有车端电连接器的转动板朝向快换支架转动，使车端电连接器靠近电池端电连接器直至电连接，该位置调节机构的齿条与齿轮可以外部采购，无需自己开模制造，成本降低。

61、较佳地，所述快换支架的靠近所述车端电连接器的端部设有至少两个转动座，所述转动轴穿设于所述转动座内且可沿着自身的轴线转动。

62、在本方案中，通过转动座实现转动轴与快换支架的转动连接，通过至少设置两个转动座实现对转动轴的多点支撑，保证转动轴在转动时的稳定性。

63、较佳地，所述齿条远离所述齿轮的一侧设有导向块，所述快换支架上设有竖向延伸的导轨，所述导轨上开设有竖向延伸的导向槽，所述导向块位于所述导向槽内并可沿着竖向方向运动。

64、在本方案中，导向槽的设置使得齿轮的竖向移动更加平稳，通过导轨和导向块的滑动配合，使得齿条在竖直方向上的移动过程中受到的摩擦阻力较小，移动更加顺滑。

65、较佳地，所述左支架包括与车梁连接的第一连接板和用于安装所述锁止机构的竖向设置的安装板，所述安装板的一端连接于所述第一连接板，并沿着所述换电车辆的宽度方向延伸，以使所述锁止机构与所述锁止件相对设置。

66、在本方案中，安装板沿着换电车辆的宽度方向延伸，使得锁止机构能够在与锁止部对应的位置处设置，并通过第一连接板实现安装板与车梁连接。

67、较佳地，所述左支架还包括横板，所述横板连接于所述第一连接板和所述安装板之间，并位于所述电池包的上方。

68、在本方案中，设置横板能够提升快换支架的结构强度，且作为其他部件的安装板，比如调节机构的安装板。

69、较佳地，所述齿条的顶部向上穿过所述横板，所述横板对应所述齿条的顶部位置处的上方设有限位座，所述齿条通过弹性件弹性连接于所述限位座上。

70、在本方案中，导轨通过导向槽与导向块对齿条进行竖向方向上的滑动导向，弹性件避免齿条从快换支架上掉落，弹性件能够作用于齿条，对其施加向下的作用力，从而让转动板保持在上翻状态。

71、较佳地，所述限位座为倒u型板状结构，所述限位座的下端与所述横板的上端面连接，至少部分所述齿条与所述导轨伸入所述限位座的开口内。

72、在本方案中，部分齿条与导轨伸入所述限位座的开口可以保护齿条和导轨的顶部。

73、较佳地，所述弹性件为压簧，所述齿条通过压簧连接于所述限位座的顶部内壁；和/或，

74、所述齿条的顶部设有水平设置的第二连接板，所述第二连接板的上端面通过至少两个间隔设置的所述弹性件连接于所述限位座的顶部内壁。

75、在本方案中，通过增加弹性件数量提升齿条受到的弹性力，保证转动板可以保持在上翻状态。

76、一种换电车辆，所述换电车辆包括如上所述的快换总成。

77、在本方案中，电动车梁包括电池包总成，电池包总成包括多个沿着换电车辆的长度方向排布的多个电池包，在保证换电车辆所需电量的同时使得每个电池包的质量较小，在将电池包装拆在换电车辆的过程中，从换电车辆的下方对电池包进行更换，换电车辆的重心保持稳定换电车辆不易发生倾斜，电池包的锁止效率提高。同时通过在电池包的侧壁均设置锁止部，实现沿竖直方向自下而上与锁止机构连接锁止，从而将单个电池包抬升过程与锁止过程相结合，进一步提高单个电池包的锁止效率。

78、较佳地，所述换电车辆为电动卡车。

79、在本方案中，换电车辆为电动卡车，电动卡车采用上述的电池包，在相同续航能力的情况下，单个电池包的质量下降，更容易更换。

80、本实用新型的积极进步效果在于：在本方案中，多个沿着换电车辆的长度方向排布的多个电池包，在保证换电车辆所需电量的同时使得每个电池包的质量较小，在将电池包装拆在换电车辆的过程中，从换电车辆的下方对电池包进行更换，换电车辆的重心保持稳定从而不易发生倾斜，不易产生偏载，电池包的锁止效率提高，而且在换电车辆仅挂载部分电池包的情况下也不会造成车辆的偏载，使用方式更加灵活，适用性更好。同时通过在电池包的侧壁均设置锁止部，便于换电设备上的解锁机构沿着多个电池包之间的间隙进行解锁操作，换电设备从车辆侧面往返于车辆底部的过程中不会与电池包干涉，实现沿竖直方向自下而上与锁止机构连接锁止，从而将单个电池包抬升过程与锁止过程相结合，进一步提高单个电池包的锁止效率。各电池包均以t型旋转锁止方式独立锁止于换电车辆的车体底部，拆装互不影响，拆装灵活性更高。本技术中的电池包采用x向(车辆长度方向)分箱，相较于整包和y向分箱(车辆宽度方向)，x向分箱在换电过程中不易产生偏载，而且在仅连接部分电池包的情况下也不会造成车辆的偏载，使用方式更加灵活，适用性更好