车载电池架和车辆.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911072989.6 (22)申请日 2019.11.05 (71)申请人 北汽福田汽车股份有限公司 地址 102206 北京市昌平区沙河镇沙阳路 老牛湾村北 (72)发明人 孔一凡 (74)专利代理机构 北京英创嘉友知识产权代理 事务所(普通合伙) 11447 代理人 陈庆超 (51)Int.Cl. B60K 1/04(2019.01) B60S 5/06(2019.01) B60L 53/80(2019.01) (54)发明名称 车载电池架和车辆 (57)摘要 本公开。

2、涉及一种车载电池架和车辆。 该车载 电池架包括电池包安装支架、 伸缩结构和行走单 元。 电池包安装支架用于固定电池包， 且电池包 安装支架可拆卸地连接于车辆， 行走单元通过伸 缩结构与电池包安装支架相连。 电池包连同电池 包安装支架共同固定于车辆的底部。 当需要更换 电池时， 将伸缩结构展开， 使行走单元能够支撑 于地面上， 然后解除电池包安装支架与车辆的底 部的连接， 通过行走单元将车载电池架整体从车 底移出。 然后将安装有具有充足电能的电池包的 电池包安装支架通过行走单元移进车底， 安装于 车辆的底部， 将伸缩结构收缩即可。 因此实现了 对电池包的快速拆卸和快速安装， 即实现了对电 池包的。

3、快速更换。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 110871675 A 2020.03.10 CN 110871675 A 1.一种车载电池架， 其特征在于， 包括电池包安装支架(10)、 伸缩结构(20)和行走单元 (30)， 所述电池包安装支架(10)用于固定电池包(200)， 且所述电池包安装支架(10)可拆卸 地连接于车辆， 所述行走单元(30)通过所述伸缩结构(20)与所述电池包安装支架(10)相 连。 2.根据权利要求1所述的车载电池架， 其特征在于， 所述电池包安装支架(10)包括连接 件(11)， 所述连接件(11)用于与车辆电磁连接。 3.根据权利要求2所述的车载电池。

4、架， 其特征在于， 所述车载电池架还包括控制器， 所 述连接件(11)包括电磁铁(12)， 所述控制器与所述电磁铁(12)电连接以控制所述电磁铁 (12)的电流的通断， 且所述控制器与所述伸缩结构(20)电连接， 以控制所述伸缩结构(20) 的伸缩。 4.根据权利要求2所述的车载电池架， 其特征在于， 所述电池包安装支架(10)包括底部 支撑架(13)和若干设置于所述底部支撑架(13)侧部的连接架(14)， 若干所述连接架(14)相 对设置于所述底部支撑架(13)， 以与所述底部支撑架(13)共同限定出用于容纳所述电池包 (200)的容腔， 所述连接件(11)设置于所述连接架(14)的远离所述。

5、底部支撑架(13)的一端。 5.根据权利要求1所述的车载电池架， 其特征在于， 所述伸缩结构(20)包括底部支架 (22)、 剪叉臂(21)及驱动件(24)， 所述剪叉臂(21)的一端铰接于所述底部支架(22)， 另一端 铰接于所述电池包安装支架(10)， 所述驱动件(24)用于驱动所述剪叉臂(21)展开和折叠， 所述行走单元(30)安装于所述底部支架(22)。 6.根据权利要求5所述的车载电池架， 其特征在于， 所述底部支架(22)构造成矩形框 架， 所述剪叉臂(21)为两组， 且两组所述剪叉臂(21)设置于所述矩形框架的相对两侧， 所述 伸缩结构(20)还包括两端分别与两组所述剪叉臂(21。

6、)上的交叉点相连的连杆(25)， 所述驱 动件(24)为液压缸结构， 所述液压缸结构的缸体铰接于所述矩形框的未设置所述剪叉臂 (21)的一侧， 所述液压缸结构的活塞杆铰接于所述连杆(25)。 7.根据权利要求5所述的车载电池架， 其特征在于， 所述伸缩结构(20)还包括用于将所 述剪叉臂(21)锁止在预设高度的锁止组件。 8.根据权利要求1-7中任一项所述的车载电池架， 其特征在于， 所述行走单元(30)包括 脚轮(31)和脚轮支撑架(32)， 所述脚轮支撑架(32)可转动地安装于所述伸缩结构(20)， 以 使所述脚轮(31)具有收起和释放状态。 9.根据权利要求1-7中任一项所述的车载电池架。

7、， 其特征在于， 所述伸缩结构(20)的数 量为两个， 两个所述伸缩结构(20)沿所述电池包安装支架(10)的长度方向间隔设置于所述 电池包安装支架(10)的底部。 10.一种车辆， 其特征在于， 包括权利要求1-9中任一项所述的车载电池架。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110871675 A 2 车载电池架和车辆 技术领域 0001 本公开涉及新能源车辆技术领域， 具体地， 涉及一种车载电池架和车辆。 背景技术 0002 随着汽车市场的发展， 目前纯电动汽车越来越盛行。 但是纯电动续航短且充电时 间较长等仍然是电动车当前面对的一些大问题。 目前市场已出现电池包快换机构， 但是由 于电池。

8、包快换机构占地空间大， 数量局限， 使用高峰期时可能会带来排长队等候换电池的 情况。 而且使用此电池包快换机构更换电池需要专业人员技术支持， 维修及保养费用较高， 市场普及度较低。 发明内容 0003 本公开的目的是提供一种车载电池架， 其能够实现电池包的快速更换。 0004 为了实现上述目的， 本公开提供一种车载电池架， 其包括电池包安装支架、 伸缩结 构和行走单元， 所述电池包安装支架用于固定电池包， 且所述电池包安装支架可拆卸地连 接于车辆， 所述行走单元通过所述伸缩结构与所述电池包安装支架相连。 0005 可选地， 所述电池包安装支架包括连接件， 所述连接件与车辆电磁连接。 0006 。

9、可选地， 所述车载电池架还包括控制器， 所述连接件包括电磁铁， 所述控制器与所 述电磁铁电连接以控制所述电磁铁的电流的通断， 且所述控制器与所述伸缩结构电连接， 以控制所述伸缩结构的伸缩。 0007 可选地， 所述电池包安装支架包括底部支撑架和若干设置于所述底部支撑架侧部 的连接架， 若干所述连接架相对设置于所述底部支撑架， 以与所述底部支撑架共同限定出 用于容纳所述电池包的容腔， 所述连接件设置于所述连接架的远离所述底部支撑架的一 端。 0008 可选地， 所述伸缩结构包括底部支架、 剪叉臂及驱动件， 所述剪叉臂的一端铰接于 所述底部支架， 另一端铰接于所述电池包安装支架， 所述驱动件用于驱。

10、动所述剪叉臂展开 和折叠， 所述行走单元安装于所述底部支架。 0009 可选地， 所述底部支架构造成矩形框架， 所述剪叉臂为两组， 且两组所述剪叉臂设 置于所述矩形框架的相对两侧， 所述伸缩结构还包括两端分别与两组所述剪叉臂中的交叉 点相连的连杆， 所述驱动件为液压缸结构， 所述液压缸结构的缸体铰接于所述矩形框的未 设置所述剪叉臂的一侧， 所述液压缸结构的活塞杆铰接于所述连杆。 0010 可选地， 所述伸缩结构还包括用于将所述剪叉臂锁止在预设高度的锁止组件。 0011 可选地， 所述行走单元包括脚轮和脚轮支撑架， 所述脚轮支撑架可转动地安装于 所述伸缩结构， 以使所述脚轮具有收起和释放状态。 。

11、0012 可选地， 所述伸缩结构的数量为两个， 两个所述伸缩结构沿所述电池包安装支架 的长度方向间隔设置于所述电池包安装支架的底部。 0013 根据本公开的另一方面提供了一种车辆， 其包括上述的车载电池架。 说明书 1/5 页 3 CN 110871675 A 3 0014 通过上述技术方案， 电池包连同电池包安装支架共同固定于车辆的底部。 当需要 更换电池时， 将伸缩结构展开， 使行走单元能够支撑于地面上， 然后解除电池包安装支架与 车辆的底部的连接， 切断电池包与车辆的电连接， 通过行走单元将车载电池架整体从车底 移出， 如此便完成了电池包的拆卸过程。 然后将安装有具有充足电能的电池包的电。

12、池包安 装支架通过行走单元移进车底， 安装于车辆的底部， 将伸缩结构收缩即可。 因此实现了对电 池包的快速拆卸和快速安装， 即实现了对电池包的快速更换。 电池包的更换摆脱了场地限 制， 具有较强的灵活性与方便性。 0015 本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 0016 附图是用来提供对本公开的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的具 体实施方式一起用于解释本公开， 但并不构成对本公开的限制。 在附图中： 0017 图1是本公开一种实施方式的处于展开状态的车载电池架的立体结构示意图； 0018 图2是本公开一种实施方式的处于收缩状态的车载电池架的立。

13、体结构示意图； 0019 图3是本公开一种实施方式的处于展开状态的安装有电池包的车载电池架的立体 结构示意图。 0020 附图标记说明 0021 100-车载电池架； 10-电池包安装支架； 11-连接件； 12-电磁铁； 13-底部支撑架； 14-连接架； 20-伸缩结构； 21-剪叉臂； 22-底部支架； 24-驱动件； 25-连杆； 26-液压泵； 30-行 走单元； 31-脚轮； 32-脚轮支撑架； 200-电池包。 具体实施方式 0022 以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。 应当理解的是， 此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开， 并不用于限制本公开。 002。

14、3 在本公开中， 在未作相反说明的情况下， 使用的方位词如 “内、 外” 是指相关零部件 轮廓的内、 外。 此外， 本公开实施例中使用的术语 “第一” 、“第二” 等是为了区别一个要素和 另一个要素， 不具有顺序性和重要性。 0024 如图1至图3所示， 根据本公开的一个方面， 提供了一种车载电池架100。 该车载电 池架100包括电池包安装支架10、 伸缩结构20和行走单元30。 电池包安装支架10用于固定电 池包200， 例如固定电动车的动力电池包， 且电池包安装支架10可拆卸地连接于车辆， 行走 单元30通过伸缩结构20与电池包安装支架10相连。 0025 可选地， 电池包安装支架10既。

15、可以固定于车辆的底板上， 也可以固定于车身纵梁 上， 或固定在车辆上任意适当的位置。 0026 通过上述技术方案， 电池包200连同电池包安装支架10共同固定于车辆的底部。 当 需要更换电池时， 将伸缩结构20展开， 使行走单元30能够支撑于地面上， 然后解除电池包安 装支架10与车辆的底部的连接， 切断电池包200与车辆的电连接， 通过行走单元30将车载电 池架100整体从车底移出， 如此便完成了电池包200的拆卸过程； 然后将安装有具有充足电 能的电池包200的电池包安装支架10通过行走单元30移进车底， 安装于车辆的底部， 将伸缩 结构20收缩即可。 因此实现了对电池包200的快速拆卸和。

16、快速安装， 即实现了对电池包200 说明书 2/5 页 4 CN 110871675 A 4 的快速更换。 现有技术中， 需要专门的场地设置专用的电池包200更换机构才能实现对电池 包200的更换， 场地占用面积大， 成本较高。 车辆需要更换电池包200时还需行驶到专门的场 地， 而且， 运营高峰期需要排队。 0027 上述方案中车载电池架100能够实现对电池包200的快速更换， 车辆可以根据需要 随时随地更换电池包200， 摆脱了场地的限制， 具有较强的灵活性与方便性， 而且， 存储具有 新电池包200的车载电池架100的场地也很灵活， 可在加油站、 维修站等正规运营点进行新 电池包200的。

17、储备。 0028 可以根据设计需要选择合适的可拆卸连接的方式实现电池包安装支架10与车辆 的可拆卸连接。 例如可以采用气泵式吸盘， 将气泵式吸盘设置于电池包安装支架的顶部， 通 过气泵式吸盘吸附于车辆上的某个平板面上。 又或者将气泵式吸盘安装于车辆上， 通过气 泵式吸盘吸附于电池包或电池包安装支架的某个平板面上。 0029 在本公开的一种实施方式中， 如图1-3所示， 电池包安装支架10包括连接件11， 连 接件11用于与车辆电磁连接。 在需要拆卸电池包时仅需切断连接件与车辆之间的电磁连接 的供电即可， 拆卸方便。 相反地， 在需要安装电池包时， 仅需恢复连接件与车辆之间的电磁 连接的供电即可。

18、， 安装也方便。 0030 可以根据具体设计需要选择合适的连接件11将电池包安装支架10固定于车辆的 底部， 在本公开中对连接件11的具体结构不作限制， 在一种实施方式中， 连接件11包括电磁 铁12， 电磁铁12与车辆电磁连接。 电磁铁12可以依靠电池包200供电， 也可以在电池支架上 设置用于向电磁铁12供电的电源。 0031 通过电磁铁12吸附于车辆的底部， 仅需控制电磁铁12的通电和断电就能方便地实 现电池包安装支架10与车辆的底部的连接与断开， 安装拆卸方便快捷。 可选地， 可以在电池 包安装支架10上设置电池包200更换开关， 按下开关就能够解除电磁铁12与车辆的连接。 0032 。

19、可选地， 在一种实施方式中， 电池铁可以是电磁锁。 经过调研和测试证明， 目前单 个电磁锁可承载600kg重量， 完全可满足电池包安装支架10的装配及固定。 0033 另外， 在本公开的其他实施方式中， 连接件11还可以为金属件， 而在车辆上设置电 磁连接结构， 例如电磁盘。 这样， 连接件11同样能够与车辆形成电磁连接。 0034 在本公开的一种实施方式中， 车载电池架100还包括控制器， 控制器与电磁铁12电 连接以控制电磁铁12的电流的通断。 且控制器与伸缩结构20电连接， 以控制伸缩结构20的 伸缩。 0035 控制器可以是用于控制电池包200更换的遥控器， 通过蓝牙等实现与伸缩结构2。

20、0 和电磁铁12的电源的无线连接， 通过遥控器来实现伸缩结构20的升降和电磁铁12的通断。 在需要更换电池包200时， 通过控制器控制伸缩结构20展开直至行走单元30支撑于地面上， 然后解除电磁铁12与车辆的底部的电磁连接， 通过行走单元30将车载电池架100整体从车 底移出， 从而可以进一步方便用户更换电池包200， 减少了更换电池包200的工作强度。 0036 在本公开的其他方式中， 伸缩结构20和电磁铁12可分别设置对应的控制器。 0037 在本公开中， 电池包安装支架10可以根据设计需要形成任意适当的结构和形状。 例如可以为箱体类型的结构。 在本公开一种实施方式中， 如图1和图2所示，。

21、 电池包安装支架 10包括底部支撑架13和若干设置于底部支撑架13侧部的连接架14。 若干连接架14相对设置 于底部支撑架13， 以与底部支撑架13共同限定出用于容纳电池包200的容腔。 连接件11设置 说明书 3/5 页 5 CN 110871675 A 5 于连接架14的远离底部支撑架13的一端， 即设置在如图1所示的侧部支架14的上端。 如此便 能够通过电池包安装支架10实现对电池包200的限位。 而且框架类结构的电池包安装支架 10能够减轻重量， 同时也便于将侧部支架14安装到车辆的底部。 0038 可选地， 安装于水平放置的车辆上时， 底部支撑架13沿水平方向延伸， 连接架14沿 竖。

22、直方向延伸。 在一种实施方式中， 如图1和图2所示， 连接架14的数量为四个。 两个连接架 14设置于底部支撑架13的一侧， 另外两个连接架14设置于底部支撑架13的另一侧， 位于两 侧的连接架14一一对应的相对设置于底部支撑架13的边缘。 可选地， 可以通过螺钉等紧固 件将电池包200固定于电池包安装支架10上。 0039 在本公开中， 对伸缩结构20的具体结构不作限制， 只要能够实现电池包安装支架 10的升降即可， 在一种实施方式中， 伸缩结构20包括底部支架22、 剪叉臂21及驱动件24。 剪 叉臂21的一端铰接于底部支架22， 另一端铰接于电池包安装支架10， 驱动件24用于驱动剪 叉。

23、臂21展开和折叠， 行走单元30安装于底部支架22。 剪叉臂21包括两根交叉呈X型结构的杆 件。 0040 通过剪叉臂21实现的升降较为平稳， 从而可以实现对电池包安装支架10的平稳升 降。 上述的控制器可以与驱动件24电连接， 按下控制器上的按钮控制驱动件24工作， 从而通 过驱动件24驱动剪叉臂21展开和收缩。 0041 在其他实施方式中， 伸缩结构20可以为丝杠螺母类结构， 螺母固定于电池包安装 支架10， 通过步进电机驱动丝杠旋转， 带动螺母沿丝杠升降。 又或者直接在电池包安装支架 10的底部设置液压缸， 液压缸的活塞杆的端部固定于电池包安装支架10， 通过液压缸内活 塞杆的升降带动电。

24、池包安装支架10升降。 0042 在本公开一种实施方式中， 伸缩结构20还包括用于将剪叉臂21锁止在预设高度的 锁止组件。 例如可以在构成剪叉臂21的两个杆件上沿长度方向开设通孔， 当剪叉臂21伸展 到预定位置时， 通过锁止销插入两个杆件上对齐的通孔即可。 当驱动件24为液压缸或气压 缸时， 则可通过保持液压缸或气压缸内压力流体的体积不变即可将剪叉臂21的位置进行锁 止。 0043 在本公开中对剪叉臂21的数量和设置方位不作限制， 只要能够实现电池包安装支 架10的升降即可。 在本公开一种实施方式中， 如图1和图2所示， 底部支架22构造成矩形框 架， 从而可以减轻重量， 也便于与剪叉臂21连。

25、接。 剪叉臂21为两组， 且两组剪叉臂21设置于 矩形框架的相对两侧。 伸缩结构20还包括两端分别与两组剪叉臂21中的交叉点相连的连杆 25。 驱动件24为液压缸结构， 液压缸结构的缸体铰接于矩形框的未设置剪叉臂21的一侧， 液 压缸结构的活塞杆铰接于连杆25。 用于给液压缸结构提供压力流体的液压泵26可固定于电 池包安装支架10上。 0044 可以理解的是， 在其他实施方式中， 也可以仅设置一组剪叉臂21， 剪叉臂21可以设 置于矩形框的对角线位置， 也可以设置于矩形框的任何一条边上。 或者两组剪叉臂21也可 以设置于矩形框架的相邻两侧。 也可以通过直线电机来推动剪叉臂21升降。 0045 。

26、在本公开一种实施方式中， 如图1和图2所示， 行走单元30包括脚轮31和脚轮支撑 架32。 脚轮支撑架32可转动地安装于伸缩结构20， 以使脚轮31具有收起和释放状态。 当车载 电池架100安装车辆上时， 可以将脚轮31收起， 从而可以增加脚轮31与地面的高度， 避免发 生钩挂现象。 当需要更换电池包200时， 将脚轮31放下， 使其可以支撑于地面上， 便于对车载 说明书 4/5 页 6 CN 110871675 A 6 电池架100的移动。 0046 可选地， 在本公开一种实施方式中， 如图1和图2所示， 以在底部支架22的四个角上 均设置脚轮31和脚轮支撑架32。 可选地， 两个角上的脚轮。

27、31为电动驱动脚轮， 另外两个角上 的脚轮31为电动转向脚轮。 电动驱动脚轮31和电动转向脚轮31上均自带驱动电机， 可以通 过无线通信与上述的控制器或手机进行无线通信， 用户可以通过控制器或手机上的APP遥 控电动驱动脚轮31和电动转向脚轮31来移动车载电池架100。 0047 在本公开中对伸缩结构20的数量不作限制， 可以根据需要设置， 如图1至图3所示， 在一种实施方式中， 伸缩结构20的数量为两个， 两个伸缩结构20沿电池包安装支架10的长 度方向间隔设置于电池包安装支架10的底部。 通过设置两个伸缩结构20能够对电池包安装 支架10进行有效的支撑。 0048 可以理解的是， 在其他实。

28、施方式中， 伸缩结构20的数量可以是一个， 支撑于电池包 安装支架10的底部的中部。 0049 根据本公开的一个方面， 还提供了一种车辆， 该车辆包括上述的车载电池架100。 由于具有上述的车载电池架100， 可以方便快捷地更换电池包200， 因此不必过于担心电池 包200的续航能力， 在电池包200电源耗尽时， 驾驶员可以自行更换电池包200， 不必受更换 场地和更换工具的限制。 0050 以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式， 但是， 本公开并不限于上述实 施方式中的具体细节， 在本公开的技术构思范围内， 可以对本公开的技术方案进行多种简 单变型， 这些简单变型均属于本公开的保护范围。

29、。 0051 另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛 盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合， 为了避免不必要的重复， 本公开对各种可 能的组合方式不再另行说明。 0052 此外， 本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合， 只要其不违背本 公开的思想， 其同样应当视为本公开所公开的内容。 说明书 5/5 页 7 CN 110871675 A 7 图1 说明书附图 1/3 页 8 CN 110871675 A 8 图2 说明书附图 2/3 页 9 CN 110871675 A 9 图3 说明书附图 3/3 页 10 CN 110871675 A 10 。