快换电池箱及包含其的电动汽车的制作方法

1.本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种快换电池箱及包含其的电动汽车。


背景技术：

2.目前，汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车。而其中最具有应用前景的是电动汽车。目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。
3.快换式的电动汽车不需要花费长时间充电，在电池耗尽后，电动汽车进行快速更换电池包即可继续行驶，较为适宜用于公共交通工具。
4.快换式电动汽车的电池包(快换电池箱)除了需要容纳电池模组之外，还需要容纳电器盒，电器盒包含继电器等，用于对电池模组等进行控制和调节。
5.在将电器盒设置在电池模组上方时，会导致电池包的上盖突出一块，而为了可靠地容纳电器盒，需要对上盖进行拉深加工，由于电器盒的体积相比电池包的总体积较小，且高度较高，当对上盖进行拉深加工时有很大困难，很容易拉断或拉深不均匀。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种快换电池箱及包含其的电动汽车。
7.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
8.一种快换电池箱，其包括：外壳体，所述外壳体用于容纳至少一个电池模组；
9.所述外壳体包括上盖，所述上盖包括突出部和平面部；
10.所述平面部设置有一开口，所述突出部自开口向远离电池模组的一端延伸凸起，以形成一容纳腔，所述突出部可拆卸地连接所述开口，所述容纳腔用于容纳所述快换电池箱的电器盒。
11.本技术方案具有如下技术效果：该快换电池箱将上盖的用于容纳电器盒的突出部与平面部可拆卸的连接，避免了上盖难以拉深加工的问题，节省了快换电池箱的制造成本。
12.优选地，所述突出部是一体成型的。
13.该进一步的技术方案具有如下技术效果：一体成型的突出部更易于制造，成本较低。
14.优选地，所述突出部为金属铸件或注塑件。
15.该进一步的技术方案具有如下技术效果：金属铸件或注塑件易于制造，且成本较低。
16.优选地，所述突出部与所述平面部螺纹连接或粘接。
17.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过螺纹连接和粘接可以将突出部和平面部稳固地连接。
18.优选地，所述平面部包括上壁和从所述上壁向下延伸的侧壁，所述开口设于所述
上壁。
19.该进一步的技术方案具有如下技术效果：上盖形成为具有侧壁的盖状，方便盖合电池箱。
20.优选地，所述外壳体还包括下箱体，所述下箱体连接于所述上盖。
21.该进一步的技术方案具有如下技术效果：提供外壳体的进一步具体结构。
22.优选地，所述电池模组平铺为一层或多层，所述电器盒设于最上层的电池模组的上表面。
23.该进一步的技术方案具有如下技术效果：提供电池模组的优选布置方式。
24.优选地，所述快换电池箱还包括设于所述外壳体内的散热板，所述散热板设于所述电池模组的下方。
25.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过设置散热板可以对电池模组进行散热。
26.优选地，所述散热板中设有水冷或风冷通道。
27.该进一步的技术方案具有如下技术效果：设有水冷或风冷通道的散热板具有更好的散热效果。
28.优选地，所述快换电池箱还包括底护板，所述外壳体的外底面形成朝上凹陷的凹槽，所述底护板连接于所述下箱体的底部，并覆盖所述凹槽的开口。
29.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过底护板和外底面之间形成缓冲空间，从而缓冲来自快换电池箱底部的冲击。
30.优选地，所述外壳体的外底面形成多个所述凹槽，多个所述凹槽之间形成台阶部，所述台阶部上设置连接孔，所述底护板通过所述连接孔与所述台阶部连接。
31.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过该台阶部固定外底面，则不需要另外设置构件来作为外底面的连接部。
32.优选地，所述快换电池箱还包括导热板，所述导热板设于所述电池模组的下表面，所述导热板的上壁与所述外壳体的底壁之间形成间隙。
33.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过导热板和底壁之间的间隙而形成缓冲空间，从而缓冲来自快换电池箱底部的冲击。
34.优选地，所述导热板中形成所述间隙为具有多个间隔部的空腔结构，导热板的上壁通过所述空腔结构与所述外壳体的底壁之间形成所述间隙。
35.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过导热板中的空腔结构而形成缓冲空间，从而缓冲来自快换电池箱底部的冲击。
36.优选地，所述导热板为实心平板结构，所述导热板与所述外壳体的底壁之间形成所述间隙。
37.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过导热板和底壁之间的间隙而形成缓冲空间，从而缓冲来自快换电池箱底部的冲击。
38.一种电动汽车，其包括如上所述的快换电池箱。
39.本技术方案具有如下技术效果：该电动汽车的快换电池箱将上盖的用于容纳电器盒的突出部与平面部可拆卸的连接，避免了上盖难以拉深加工的问题，节省了快换电池箱的制造成本。
40.优选地，所述电池汽车还包括快换支架，所述快换电池箱安装于所述快换支架。
41.该进一步的技术方案具有如下技术效果：该电动汽车的快换电池箱安装于快换支架从而安装于电动汽车。
42.优选地，所述快换支架的内侧面设置有锁定构件，所述锁定构件与所述快换电池箱上的锁止构件适配。
43.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过相互适配的锁定构件和锁止构件，快换电池箱安装于快换支架。
44.优选地，所述快换支架上设置有一个或多个传感器，所述快换电池箱上设置有与所述传感器对应的定位标识，所述传感器用于感应所述定位标识。
45.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过设置多个传感器，可以相对于快换支架精确定位快换电池箱。
46.优选地，所述快换支架上还设置有沿着所述快换支架的框架布置的线束，所述线束用于将所述传感器电连接与所述电动汽车的电子控制系统。
47.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过线束将传感器与电动汽车的电子控制系统进行电连接。
48.优选地，所述快换电池箱上设置有一个或多个传感器，所述快换支架上设置有与所述传感器对应的定位标识，所述传感器用于感应所述定位标识。
49.该进一步的技术方案具有如下技术效果：通过设置多个传感器，可以相对于快换支架精确定位快换电池箱。
附图说明
50.图1为根据本发明的实施例1的快换电池箱的立体结构示意图。
51.图2为根据本发明的实施例1的快换电池箱的分解结构示意图。
52.图3为根据本发明的实施例1的上盖的立体结构示意图。
53.图4为根据本发明的实施例1的从下方观察的上盖的立体结构示意图。
54.图5为根据本发明的实施例1的上盖的分解结构示意图。
55.图6为根据本发明的实施例1的快换电池箱的立体结构示意图，其中上盖被移除。
56.图7为根据本发明的实施例1的快换电池箱的立体结构示意图，其中，电池模组和上盖均被移除。
57.图8为根据本发明的实施例1的下箱体的立体结构示意图。
58.图9为根据本发明的实施例1的从下方观察的下箱体的立体结构示意图。
59.图10为根据本发明的实施例1的导热板的立体结构示意图。
60.图11为根据本发明的实施例2的导热板的立体结构示意图。
61.图12为根据本发明的实施例2的下箱体的立体结构示意图。
62.图13为根据本发明的实施例2的从下方观察的下箱体的立体结构示意图。
63.图14为根据本发明的实施例3的下箱体的立体结构示意图。
64.图15为根据本发明的实施例3的从下方观察时的下箱体的立体结构示意图。
65.图16为根据本发明的实施例3的底护板的立体结构示意图。
66.图17为根据本发明的实施例3的从下方观察时的下箱体的立体结构示意图，其中，
底护板被移除。
67.图18为根据本发明的实施例4的底护板的结构示意图。
68.图19为图18中的a部分的放大结构示意图。
69.附图标记说明：
70.快换电池箱100
71.外壳体101
72.上盖102
73.上壁103
74.侧壁104
75.突出部105
76.第一凸缘106
77.第二凸缘107
78.平面部108
79.下箱体109
80.加强筋/第一加强筋113横筋114
81.纵筋115
82.固定孔116
83.底壁117
84.侧壁118
85.凹槽119
86.台阶部120
87.底护板121
88.板1211
89.装配部1212
90.电池模组123
91.导热板125
92.间隔部127
93.锁止构件131
94.电连接器135
95.第二加强筋141
具体实施方式
96.下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
97.实施例1
98.如图1-2所示，本实施例的快换电池箱100包括：外壳体101、一个或多个电池模组123和导热板125。
99.外壳体101包括上盖102和下箱体109。
100.在本实施例中，外壳体101为上下结构。
101.可选择地，外壳体101也可以采用其他可容纳电池模块的分体式结构。
102.如图3-5所示，上盖102包括突出部105和平面部108。
103.平面部108设置有一开口，突出部105自开口向远离电池模组123的一端延伸凸起，以形成一容纳腔，突出部105可拆卸地连接开口，容纳腔用于容纳快换电池箱100的电器盒。
104.该快换电池箱100将上盖102的用于容纳电器盒的突出部105与平面部108可拆卸的连接，避免了上盖102难以拉深加工的问题，节省了快换电池箱100的制造成本。
105.该突出部105优选是一体成型的。优选地，突出部105为金属铸件或注塑件。
106.在本实施例中，如图4所示，突出部105与平面部108螺纹连接。但是本发明并不局限于此，突出部105也可以粘接于平面部108。
107.在本实施例中，突出部105为大致方形，以适配其中容纳的电器盒的形状。可选择地，若电器盒为其他形状，突出部105也可以适配于电器盒作出更改。
108.如图5所示，突出部105包括用于连接的第一凸缘106，第一凸缘106环绕于突出部105的周侧，突出部105从平面部108的下侧插入开口中，第一凸缘106抵接于平面部108的下表面、开口的边缘，螺栓等紧固件通过连接凸缘和平面部108而将突出部105固定于平面部108。
109.突出部105从平面部108的下侧插入开口中，从而通过开口进一步防止突出部105脱出平面部108。
110.平面部108的表面为大致平面，而不是绝对平面，其上可以根据需要设置纹理和孔洞。
111.平面部108包括上壁103和从上壁103向下延伸的侧壁104，开口设于上壁103。侧壁104围绕上壁103的整个外边缘，以形成封闭的电池箱。
112.侧壁104的下边缘设置有第二凸缘107以便于下箱体109连接。
113.参见图6，外壳体101内部容纳有电池模组123，电池模组123铺设于下箱体109中。
114.一般来说，电池模组123在上下方向上，仅铺设一层。
115.在本实施中，如图6所示，仅铺设有6个电池模组123，但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员可以根据需要选择电池模组123的数量。
116.如图7所示，电池模组123的下方设置有导热板125。
117.在本实施例中，导热板125为多块，且对于每个电池模组123设置一块。但是本发明并不局限于此，导热板125也可以是一整块或对于每个电池模组123设置多块或对于多个电池模组123设置一块。
118.导热板125为具有多个间隔部127的空腔结构，导热板125的上壁通过空腔结构与外壳体101的底壁117之间形成间隙。导热板125直接形成空腔结构，从而方便制造且方便相对于快换电池箱100安装。
119.如图10所示，导热板125中形成多个间隙(间隔部127)，多个间隙为相互平行的条形结构。导热板125中形成相互平行的条形结构，使得导热板125的制作更加简易。多个间隙由平行设置的多个隔板分隔而成，该隔板的设置提高了导热板125的支撑强度。
120.可选地，导热板125中的间隙也可以是其他形状，例如“l”形、“s”形等。
121.如图8所示，导热板125设置于下箱体109中。在下箱体109中，加强筋113沿着快换电池箱100的长度方向和宽度方向布置。该加强筋113可以同时增加快换电池箱100的长度
和宽度方向上的强度。
122.加强筋113的两端焊接于快换电池箱100的侧壁118，加强筋113的中间部分通过铆钉或者螺栓固定于底壁。
123.加强筋113包括横筋114和纵筋115，横筋114沿着下箱体109的宽度方向铺设于下箱体109的底壁117的上表面，横筋114的两端连接于下箱体109的侧壁118，横筋114上设置有多个安装孔，以便将横筋114固定于下箱体109的底壁117。纵筋115延伸下箱体109的长度方向铺设与下箱体109的底壁117的上表面，纵筋115穿过横筋114设置，且纵筋115的两端也连接于下箱体109的侧壁118，纵筋115通过穿设于横筋114而固定。
124.横筋114和纵筋115以及下箱体109的侧壁118形成多个间隔的导热板125安装区域，导热板125安装区域形成平面，以便粘接导热板125。如图9所示，该平面从下箱体109的底壁117向上突出而形成。
125.导热板125优选地通过粘接的方式连接于下箱体109的上表面。当然，可选择地，导热板125也可以通过其他方式，比如卡接和螺纹连接等连接于下箱体109的上表面。导热板125与下箱体109的底壁117的上表面连接，从而下箱体109的底壁117受到的撞击可以传递到导热板125。
126.导热板125的材料优选为铝或铝合金，铝或铝合金较轻但强度和导热性较好，适合制作导热板125。
127.在本实施例中，快换电池箱100通过铝板和外壳体101(的下箱体109)的底壁之间形成的间隙即导热板125中形成间隙，可以缓冲来自车辆底部的撞击，避免快换电池箱100内部的电池模组123损坏。同时，导热板125还可以提供隔热作用，例如在寒冷天气中，可以一定程度上隔绝外部和快换电池箱100内部的热传递，从而避免电池模组123的温度过低。同时，导热板125与电池模组123贴合，起到导热作用，使得电池模组123的热量均匀分布。
128.快换电池箱100还包括密封垫(图中未示意)，密封垫沿着上盖102与下箱体109的连接位置，设于上盖102和下箱体109之间。
129.通过设置密封垫，增强上盖102和下箱体109之间的密封性，可以防止外部的灰尘等进入快换电池箱100，损害电池模组123。
130.如图7所示，快换电池箱100还包括电连接器135，电连接器135设于外壳体101的侧壁118。通过电连接器135，快换电池箱100与电动汽车电连接。
131.本实施例还提供一种电动汽车，其包括如上的快换电池箱100。
132.该电动汽车的快换电池箱100通过铝板和外壳体101的底壁之间形成的间隙，可以缓冲来自车辆底部的撞击，避免快换电池箱100内部的电池模组123损坏。
133.电动汽车包括快换支架，快换电池箱100接合于快换支架。
134.该电动汽车的快换电池箱100安装于快换支架从而安装于电动汽车。
135.快换支架的内侧面设置有锁定构件，锁定构件与快换电池箱100上的锁止构件131适配。
136.通过相互适配的锁定构件和锁止构件131，快换电池箱100安装于快换支架。
137.快换支架上设置有一个或多个传感器(图中未示意)，快换电池箱100上设置有与传感器对应的定位标识，传感器用于感应定位标识。
138.可选地，也可以是快换电池箱100上设置有一个或多个传感器，快换支架上设置有
与传感器对应的定位标识，传感器用于感应定位标识。
139.通过设置多个传感器，可以相对于快换支架精确定位快换电池箱100。
140.快换支架上还设置有沿着快换支架的框架布置的线束，线束用于将传感器电连接与电动汽车的电子控制系统。
141.通过线束将传感器与电动汽车的电子控制系统进行电连接。
142.实施例2
143.实施例2的快换电池箱与实施例1的快换电池箱类似，其不同之处在于：
144.如图11-13所示，导热板125为实心平板结构，导热板125的下表面与外壳体101的底壁117之间形成间隙。
145.导热板125通过紧固件连接于外壳体101的底壁。紧固件连接加强了导热板125和外壳体101之间的连接。
146.外壳体101(的下箱体109)的底壁上设置有多个加强筋113，导热板125固定于加强筋113。
147.如图12所示，加强筋113将导热板125和底壁117之间的间隙分隔为多个不同的空间，同时也起到将导热板125的下表面和外壳体101的底壁117在上下方向上分离以形成上述间隙的作用。可选择地，也可以通过设置其他构件来实现导热板125的下表面和外壳体101的底壁117的间隙。
148.导热板125固定于加强筋113，避免另外在底壁上设置紧固用台阶面且还加强了底壁。
149.加强筋113包括横筋114和纵筋115，横筋114沿着下箱体109的宽度方向铺设于下箱体109的底壁117的上表面，横筋114的两端连接于下箱体109的侧壁118，横筋114上设置有多个安装孔，以便将横筋114固定于下箱体109的底壁117。纵筋115延伸下箱体109的长度方向铺设与下箱体109的底壁117的上表面，纵筋115穿过横筋114设置，且纵筋115的两端也连接于下箱体109的侧壁118。纵筋115和横筋114均通过其上设置的多个的安装孔固定于下箱体109的底壁117。
150.纵筋115和横筋114的上表面设有多个固定孔116，而导热板125的对应位置也设置有相应的安装孔，从而通过螺栓等紧固件依次穿过安装孔、固定孔116将导热板125固定于加强筋113。
151.在本实施例中，导热板125沿着下箱体109的宽度方向延伸且其宽度与下箱体109的内部的宽度相同，且在下箱体109的长度方向上排列，当在宽度方向上布置多个电池模块时，导热板125同时接触多个电池模块，使得多个电池模块之间形成热传递，使得多个电池模块之间均热。
152.下箱体109的底壁117中除了安装加强筋113的表面之外，其余表面均从下侧向上突出，但是该突出的平面仍然与导热板125之间形成一定间隙。
153.在本实施例中，导热板125为平板状，但是可选择地，导热板125的下表面设多个筋条，通过筋条与加强筋113连接，导热板125固定于外壳体101的底壁。导热板125的连接部由于要钻孔等，强度容易变低，通过在导热板125上设置筋条来连接导热板125可以增加导热板125的强度。
154.在本实施中，该快换电池箱100通过导热板125与下箱体109的底壁117之间形成间
隙，可以缓冲来自车辆底部的撞击，避免快换电池箱100内部的电池模组损坏。同时，导热板125还可以提供隔热作用，例如在寒冷天气中，可以一定程度上隔绝外部和快换电池箱100内部的热传递，从而避免电池模组的温度过低。同时，导热板125与电池模组贴合，起到导热作用，使得电池模组的热量均匀分布。
155.实施例3
156.实施例3的快换电池箱与实施例1的快换电池箱大致相同，其不同之处在于：
157.如图14-17所示，该快换电池箱100的下箱体109的外底面形成朝上凹陷的凹槽119，底护板121连接于外壳体101的底部，并覆盖凹槽119的开口。
158.通过底护板121和下箱体109的底壁117之间的间隙，可以缓冲来自车辆底部的撞击，避免快换电池箱100内部的电池模组123损坏。同时，底护板121还可以提供隔热作用，例如在寒冷天气中，可以一定程度上隔绝外部和快换电池箱100内部的热传递，从而避免电池模组123的温度过低。
159.下箱体109的底壁117的上表面即由于形成该凹槽119，而在底壁117的上表面上形成的平面与电池模组123连接。
160.电池模组123可以直接与该平面连接，也可以在电池模块和该平面之间另外设置如实施例1或2中的导热板125使得电池模块之间可以传导热量，或另外设置散热板以提高电池模块的散热。散热板中可以设有水冷或风冷通道。
161.该凹槽119对应于每一电池模块设置一个，当然，可选地，也可以更改为每个凹槽119对应多个电池模块，或多个电池模块对应一个凹槽119。
162.参见图14，下箱体109的内底面(即底壁117的上表面)上设置有多个第一加强筋113。
163.该第一加强筋113包括横筋114和纵筋115，横筋114沿着下箱体109的宽度方向铺设于下箱体109的内底面，横筋114的两端连接于下箱体109的侧壁118，横筋114上设置有多个安装孔，以便将横筋114通过螺栓等紧固件固定于下箱体109的底壁117。纵筋115延伸下箱体109的长度方向铺设与下箱体109的底壁117的上表面，纵筋115穿过横筋114设置，且纵筋115的两端也连接于下箱体109的侧壁118。纵筋115和横筋114均通过其上设置的多个的安装孔固定于下箱体109的底壁117。凹槽119形成于这些纵筋115和横筋114围成的区域中。
164.横筋114形成为中间高且两端低的结构。两端较低的设计可以避免干涉上盖的安装。
165.横筋114的两端通过加强板与下箱体109连接。
166.参见图17，下箱体109的外底面(即底壁117的下表面)上设置有多个第二加强筋141，第二加强筋141上设置固定孔，以便将底护板121固定于下箱体109。
167.图17提供了一种第二加强筋141的布置方式，但是本发明并不局限于此，第二加强筋141可以采用其他可行的布置方式。
168.可选择地，底护板121也可以通过凹槽119之间形成的台阶部120而固定，即底护板121固定于台阶部120。
169.在本实施例中，快换电池箱通过底护板和下箱体的底壁之间形成的间隙，可以缓冲来自车辆底部的撞击，避免快换电池箱内部的电池模组损坏。同时，该间隙还可以提供隔热作用，例如在寒冷天气中，可以一定程度上隔绝外部和快换电池箱内部的热传递，从而避
免电池模组的温度过低。
170.实施例4
171.本实施例的快换电池箱的结构与实施例3的快换电池箱的结构大致相同，不同之处在于：
172.底护板121也可以是如图18所示的多片式结构，其由两块板1211拼接而成。
173.两块板1211的拼接处形成为相互扣合的结构，如图19所示，一块板1211的相邻的两个装配部1212之间形成的凹陷恰好接收另一块板1211的装配部1212，从而两块板1211形成紧密的扣合，装配部1212上设置有螺钉孔用于供螺钉等紧固件插入将板1211固定于快换电池箱的底壁。
174.底护板121通过多块板拼接而成，单块板体积小，占用空间小，易于制造和储存，并且避免了单块板造成的过大的弯曲应力。
175.本实施例示意了两片式结构，可选择地，底护板121还可以由三块以上的板构成。
176.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于设备或构件在正常使用时的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件在任何时候都必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明在这方面的限制。
177.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明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发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。