可快换动力电池包及便携式换电电动车电池拆装方法

文档序号:1818814 发布日期:2021-11-09 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 可快换动力电池包及便携式换电电动车电池拆装方法 (Quick-replaceable power battery pack and method for disassembling and assembling battery of portable battery replacing electric vehicle ) 是由 周道辉 蔡锋 辛明 于 2020-05-08 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种可快换动力电池包及便携式换电电动车电池拆装方法,其主要包括具有上腔体和下腔体的壳体,安装于上腔体内的电池安装件,固定于电池安装件内的电池模块,设于电池安装件和上腔体内壁之间的弹性装置,以及开启机构。本发明所述的可快换动力电池包,通过旋转开启机构的卡接部,使插装部经卡装孔自上腔体内脱出,携带电池模块的电池安装件便可在弹性装置的作用下,经开口自上腔体弹出,再使用外力将电池安装件向外拉,至可方便更换电池模块即可,该外拉过程中,线束始终在下腔体中,并可随电池安装件的滑动而滑动,因而可使客户方便的经由敞口位置更换电池模块。(The invention provides a quick-replaceable power battery pack and a portable battery replacing and assembling method for an electric vehicle, which mainly comprise a shell with an upper cavity and a lower cavity, a battery mounting piece arranged in the upper cavity, a battery module fixed in the battery mounting piece, an elastic device arranged between the battery mounting piece and the inner wall of the upper cavity, and an opening mechanism. According to the quick-replaceable power battery pack, the clamping part of the opening mechanism is rotated to enable the inserting part to be separated from the upper cavity through the clamping hole, the battery mounting piece carrying the battery module can be ejected out of the upper cavity through the opening under the action of the elastic device, then the battery mounting piece is pulled outwards by external force until the battery module can be conveniently replaced, and in the pulling-out process, the wire harness is always in the lower cavity and can slide along with the sliding of the battery mounting piece, so that a customer can conveniently replace the battery module through the opening position.)

可快换动力电池包及便携式换电电动车电池拆装方法

技术领域

本发明涉及动力电池包技术领域,特别涉及一种可快换动力电池包。同时,本发明还涉及一种如上的可快换动力电池包的便携式换电电动车电池拆装方法。

背景技术

随着科技的进步与发展,无污染的新能源汽车如现有的电动汽车越来越受到客户的追捧。电动汽车是由动力电池包提供电能,来保证汽车各项工作顺利运行。

为了保证动力电池包正常提供电能,需要经常为动力电池包充电或换电。所谓换电,是指通过集中充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行更换服务,或者集电池充电、物流调配、换电服务于一体。

其中,换电系统的动力电池包能否快速更换,如何将电池模块可靠地固定在电动汽车上,是解决换电模式推广及应用的两个基本问题。现有一些动力电池包虽可实现动力电池模块的更换,但存在操作繁琐的缺点。

发明内容

有鉴于此,本发明旨在提出一种可快换动力电池包,以可提高电池的更换效率。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种可快换动力电池包,包括:

壳体,于所述壳体内形成有容纳腔,并于所述容纳腔内设有隔板,所述容纳腔因所述隔板的分隔而形成有位于所述隔板上下两侧的上腔体和下腔体;于所述上腔体的一侧设有开口,靠近于所述开口,于所述上腔体的上壁上设有卡装孔;于所述下腔体的侧壁上开设有安装孔;

电池安装件,经所述开口相对于所述壳体滑动而进出所述上腔体,于所述电池安装件内构造有上部敞口设置的电池安装腔,于所述电池安装腔内设有正极导电片和负极导电片;

电池模块,经由电池固定件固设于所述电池安装腔内,并与所述正极导电片和所述负极导电片分别连接;

接线端子,固设于所述安装孔处,所述接线端子和所述正极导电片和所述负极导电片分别经由线束连接,所述线束设于所述下腔体内,并穿经所述隔板上的线束过孔设置,所述线束过孔为条形孔,且所述线束过孔的长度方向顺延所述电池安装件的滑动方向延伸;

弹性装置,相对于所述开口,设于所述电池安装件的另一端,并位于所述上腔体的内壁和所述电池安装件之间;

开启机构,具有由所述卡装孔进入所述上腔体内的插装部,以及转动设于所述插装部上的卡接部;所述插装部被配置为因于所述卡装孔内的插装,而可使所述电池安装件挤压所述弹性装置,且所述卡接部可因外力驱动而相对于所述插装部旋转,并卡置于所述卡装孔处。

进一步的,于所述电池安装件和所述隔板之间设有滚动摩擦机构,且所述滚动摩擦机构被配置为可减小所述电池安装件相对于所述上壳体滑动的阻力。

进一步的,于所述壳体和所述电池安装件间设有滑动导向结构,且所述滑动导向结构包括形成于所述电池安装件两相对侧的滑槽,以及设于所述上腔体两相对侧的可嵌置于对应侧的所述滑槽中的滑块。

进一步的,于所述上腔体的两侧分别设有挡块,且所述挡块被配置为限制所述电池安装件的正交于滑动方向的运动。

进一步的,所述弹性装置为设于所述壳体和所述电池安装件之间的弹簧。

进一步的,于所述隔板上开设有多个减重孔。

进一步的,于所述安装件上配置有间距布置的两个固定楔形块,两个所述固定楔形块之间的间隙构成导向槽,所述插装部包括呈L形的插装板,以及固设于所述插装板上的两个动楔形块和导向件,所述导向件被配置为可插装于所述导向槽内,而构成所述插装部于所述卡装孔中插装过程的导向。

进一步的,所述卡接部包括转动设于所述插装板上的转轴,固设于所述转轴上的卡块,以及固设于所述转轴端部的、可封堵所述卡装孔的挡盖。

相对于现有技术,本发明具有以下优势:

本发明所述的可快换动力电池包,通过旋转开启机构的卡接部,使插装部经卡装孔自上腔体内脱出,携带电池模块的电池安装件便可在弹性装置的作用下,经开口自上腔体弹出,再使用外力将电池安装件向外拉,至可方便更换电池模块即可,该外拉过程中,线束始终在下腔体中,并可随电池安装件的滑动而滑动,因而可使客户方便的经由敞口位置更换电池模块。

本发明的另一目在于一种如上所述的可快换动力电池包的便携式换电电动车电池拆装方法,包括如下步骤:

S1、将安装有所述电池模块的所述电池安装件经所述开口安装至所述上腔体中;

S2、将所述插装部经所述卡装孔插装至所述上腔体内,旋转所述开启机构的所述卡接部,使所述卡接部卡置于所述卡装孔处;

S3、旋转开启机构的卡接部,至插装部可经卡装孔自上腔体内脱出,完成开启机构的取出过程;

S4、电池安装件在弹性装置的作用下,经开口自上腔体滑出,外拉所述电池安装件以更换所述电池模块。

本发明所述的便携式换电电动车电池拆装方法,可使电池安装件的敞口部位快速外露,从而可便于快速更换电池模块,具有较好的应用性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例所述的可快换动力电池包的结构示意图;

图2为本发明实施例所述的壳体的结构示意图;

图3为本发明实施例所述的壳体的俯视图;

图4为图3的A-A剖视图;

图5为图3的B-B剖视图;

图6为本发明实施例所述的电池安装件的结构示意图;

图7为本发明实施例所述的电池安装件的仰视图;

图8为本发明实施例所述的开启机构的结构示意图;

图9为本发明实施例所述的开启机构的主视图;

图10为图9的右视图;

图11为电池固定件与电池模块装配的结构示意图。

附图标记说明:

1-壳体,2-电池安装件,3-开启机构,4-弹性装置,5-电池固定件,6-电池模块;

101-卡装孔,102-上腔体,103-下腔体,104-开口,105-导向槽,106-挡块,107-滑块,108-隔板,109-线束过孔,110-减重孔;

201-安装件主体,202-盖板,203-连接柱,204-滑槽,205-固定楔形块;

301-插装板,302-动楔形块,303-导向件,304-转轴,305-卡块,306-挡盖,307-限位环,308-螺母。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种可快换动力电池包,主要包括壳体、电池安装件、电池模块、接线端子、弹性装置和开启机构。

基于以上的整体结构描述,本实施例的可快换动力电池包的一种示例性结构如图1所示,为了便于较好的理解本实施例,以下先结合图2至图5对壳体1的结构进行说明。

如图2中,壳体1由六块板状材料焊接围构形成长方体状,于壳体1内形成有容纳腔,并于容纳腔内固设有隔板108,容纳腔因隔板108分隔而形成有位于隔板108上下两侧的上腔体102和下腔体103。

优选的具体实施方式中,于上腔体102的一侧设有开口104,以便于下述的电池安装件2进出。靠近于开口104,于上腔体102的上壁上设有卡装孔101,以便于安装下述的开启机构3。于下腔体103的侧壁上开设有图中未示出的安装孔,以便于安装下述的接线端子。

为了便于装配,于图5所示的状态,上腔体102的上板以及下腔体103的下板优选为可拆卸安装的方式,在上板和下板的至少四角设置螺栓过孔,可通过穿过该螺栓过孔的螺栓与其他的侧板固连于一起,为了连接的稳固,可在对应于螺栓过孔的部位,在其他的侧板间焊接设置补强件,并在补强件上设置螺纹孔即可。

隔板108的结构具体可参照图2和图3所示,其于壳体1中的固定方式可为焊接或螺栓连接,于隔板108上开设有四个线束过孔109,线束过孔109具体为条形孔,且线束过孔109的长度方向顺延电池安装件2的滑动方向延伸,以免影响电池安装件2相对于壳体1滑动,该结构中,线束过孔109的数量与电池模块6的数量相应。除此以外,为了减轻重量,于隔板108上开设有多个减重孔110,本发明中,减重孔110的数量、形状和位置不做具体限定,便于减重并可稳定的支撑各电池模块6即可。

电池安装件2的结构可参照图6至图7所示,其可经前述的开口104相对于壳体1滑动而进出上腔体102。具体来讲,电池安装件2主要包括安装件主体201及盖板202,其中,电池安装件2可由五块板件焊接呈长方体状,于该安装件主体201内构造有电池安装腔,且电池安装腔的上部敞口设置,于电池安装腔内的两相对侧固设有图中未示出的正极导电片和负极导电片,正极导电片和负极导电片的固定方式可参照现有结构,其数量可根据电池模块6的数量设置。

为了便于安装,且便于封堵前述的开口104,于安装件主体201外固连有盖板202,盖板202和安装件主体201经由位于四角的连接柱203固连于一起,于电池安装件2的由开口104进入上腔体102的装配完成状态,盖板202正好封堵于前述的开口104位置。

电池模块6的结构可为现有结构,具体来讲,电池模块6的数量可为四个,四个电池模块6并排布置,且四个电池模块6分别经由各自的电池固定件5固设于电池安装腔内,并与对应的正极导电片和负极导电片分别连接。在此需要说明的是,该结构中,电池固定件5可由薄片弯折成几字形,靠近电池固定件5的两端均开设有圆形孔,两个螺栓分别穿过两个圆形孔,并与图中未示出的电池安装件2上的螺栓孔螺接,电池固定件5便可将电池模块6稳定的固定于电池安装腔内。

除此以外,电池固定件5的结构还可参照图11所示,与如上结构的区别在于,电池固定件5为一个,其大致呈几字形,两端设有便于螺栓穿过的圆形孔,中间布置有限位筋,可对各电池模块6进行限位。

接线端子的结构可参照现有结构,其型号具体可与电池模块6数量对应,且其固设于前述的安装孔处,接线端子和正极导电片和负极导电片分别经由线束连接,线束设于下腔体103内,并穿经隔板108上的线束过孔109设置,以免影响电池安装件2滑动。

为了进一步防止线束影响电池安装件2滑动,各电池模块6匹配一个线束口,于图3所示状态的左右方向上,该线束口的位置与对应的线束过孔109的位置对应,且该线束口布置于电池安装件2的底板的远离盖板20 2的一侧,各电池模块6的线束可经由同一线束口、并穿经对应的线束过孔109而于下腔体103中和接线端子连接,对电池安装件2的滑动影响较小。

弹性装置4的结构可参照图1所示,相对于开口104,弹性装置4优选为设于电池安装件2的另一端的弹簧,弹簧的数量和位置可根据需要布置,便于弹出电池安装件2即可,弹簧固设于上腔体102的内壁上,且其具体位于上腔体102的内壁和电池安装件2之间。

为了便于电池安装件2滑动,于电池安装件2和隔板108之间设有滚动摩擦机构,且滚动摩擦机构被配置为可减小电池安装件2相对于上壳体1滑动的阻力。优选的具体实施方式中,仍参照图3所示,于上腔体102的底壁左右两侧均形成有导向槽105,导向槽105的长度方向沿电池安装件2的滑动方向延伸,并对应于各导向槽105,于电池安装件2的底部安装有图中未示出的滚珠,滚珠的结构及安装方式可参照现有结构。以上结构的设置,通过滚珠于导向槽105中的滑动设置,可有效减小电池安装件2相对于壳体1滑动的阻力。

除此以外,于壳体1和电池安装件2间还设有滑动导向结构,且滑动导向结构包括形成于电池安装件2两相对侧的滑槽204,以及设于上腔体102两相对侧的可嵌置于对应侧的滑槽204中的滑块107。

为了防止电池安装件2安装于上腔体102中后晃动,于壳体1和电池安装件2间还设有限位结构。具体来讲,限位结构包括设于上腔体102的左右两侧的挡块106,且挡块106被配置为可限制电池安装件2的正交于滑动方向的运动。除此以外,限位结构还包括分别设于上腔体102内壁和电池安装件2上的图中未示出的凸块,因两个凸块的配合,可便于更换电池模块6,并可防止电池安装件2完全脱离上腔体102而以免损坏线束。

开启机构3的结构可参照图8至图10所示,其具有由卡装孔101进入上腔体102内的插装部,以及转动设于插装部上的卡接部。具体结构上,插装部被配置为因于卡装孔101内的插装,而可使电池安装件2挤压弹性装置4;卡接部可因外力驱动而相对于插装部旋转,并卡置于卡装孔101处。

更具体来讲,于安装件上配置有间距布置的两个固定楔形块205,两个固定楔形块205之间的间隙构成导向槽105,插装部包括呈L形的插装板301,以及固设于插装板301上的两个动楔形块302和导向件303,导向件303被配置为可插装于导向槽105内,而构成插装部于卡装孔101中插装过程的导向。

卡接部包括转动设于插装板301上的转轴304,固设于转轴304上的卡块305,以及固设于转轴304端部的、可封堵卡装孔101的挡盖306。其中,卡块305可为长方形或椭圆形,其长和宽不相等,宽度尺寸可方便便于进出卡装孔101,而长度尺寸则为了便于将卡块305限制于卡装孔101中。挡盖305的一侧为弧形边,正对弧形边的另一侧为直角边,以便于正确判断卡接部的旋转角度,从而判断卡块305是否被稳固的限制于卡装孔101中。为了便于旋转挡盖305,在挡盖306的外端面上还可成型便于握持的握持部,如其可为垂直于挡盖306而焊接设于挡盖306上的板件或环状件等。

为了方便卡接部安装,于插装板301上还开设有图中未示出的转轴安装孔,于转轴304上固设有限位环307,转轴304的设有现有环307的一端插过该转轴安装孔,并与螺母308螺接相连。转轴304与转轴安装孔件为间隙配合,而在转轴304的轴向长度方向上,螺母308与限位环307与设有转轴安装孔的薄板之间也为间隙配合,以免影响转轴304转动。而为了防止零件晃动产生异响,于转轴304上还套设有弹簧,弹簧的一端顶置于螺母308上,弹簧的另一端顶置于开设有转轴安装孔的薄板上。

在动楔形块302挤压固定楔形块205使电池安装件2挤压弹性装置4到位后,转动挡盖306,至挡盖306的直角边与壳体1的边缘完全对齐后,挡盖306旋转到位,卡接部被限制于卡装孔101中,而挡盖306和卡块305之间的间隙则正好与开设有卡装孔101的薄板对应,因而可将电池安装件稳定的限制于上腔体102中。

本发明的可快换动力电池包,通过旋转开启机构3的卡接部,使插装部经卡装孔101自上腔体102内脱出,携带电池模块6的电池安装件2便可在弹性装置4的作用下,经开口104自上腔体102弹出,再使用外力将电池安装件2向外拉,至可方便更换电池模块6即可,该外拉过程中,线束始终在下腔体103中,并可随电池安装件2的滑动而滑动,因而可使客户方便的经由敞口位置更换电池模块6。

同时,本实施例还涉及一种如上的可快换动力电池包的便携式换电电动车电池拆装方法,包括如下步骤:

S1、将电池模块6采用电池固定件5固定于电池安装件2上,将安装有电池模块6的电池安装件2经开口104安装至上腔体102中;

S2、将插装部经卡装孔101插装至上腔体102内,旋转开启机构3的卡接部,使卡接部卡置于卡装孔101处;

S3、旋转开启机构3的卡接部,至插装部可经卡装孔101自上腔体102内脱出,完成开启机构3的取出过程;

S4、电池安装件2在弹性装置4的作用下,经开口104自上腔体102滑出,以更换电池模块6。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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。

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