一种电池箱体框架的制作方法

1.本发明属于电池设备技术领域，特别涉及一种能够用于纯电重卡汽车在换电场景下使用的电池箱体框架。


背景技术：

2.重卡换电使用场景越来越普遍，但目前大多数是电池箱体采用后背式安装，具体如图1所示，电池箱体1002位于驾驶舱1001的后背，并且通过底部固定装置1003固定于车架横梁1004。
3.当汽车采用此种电池箱体后背式安装时，仅靠单独几个固定点位进行固定安装，即通过底部固定装置1003进行固定安装，这种方案因底部固定装置1003的位置靠下、电池系统重量、高度较大，存在稳定性差等缺点，不利于车辆的高速长途行驶，无法满足复杂路况下的运行。同时，针对后背式安装的电池箱体，需要换电站配置较高的吊装设备进行电池更换，导致换电站高度空间占用较大，成本高。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明公开了一种纯电重卡汽车在换电场景下使用的电池箱体框架，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种电池箱体框架，包括框架主体、支撑板、弹性构件，所述框架主体的内部具有腔体，用于容纳电池箱体，所述支撑板位于所述腔体，且与所述框架主体的内壁进行转动连接，所述弹性构件的一端与所述支撑板连接，所述弹性构件的另一端与所述框架主体连接，所述弹性构件能够驱动所述支撑板转动并保持在水平位置，用于对所述电池箱体进行支撑。
7.可选地，所述电池箱体框架具有锁止构件，所述电池箱体设置有锁止销；所述锁止构件与所述框架主体连接，所述锁止销能够与所述锁止构件进行固定连接。
8.可选地，所述锁止构件具有第一锁止件、第二锁止件和卡槽，所述第一锁止件与所述第二锁止件能够相对转动，并且所述第一锁止件具有第一凸起，所述第二锁止件具有第二凸起、第二凹槽和第三凹槽，所述卡槽位于所述第一锁止件和所述第二锁止件之间；所述第一凸起能够与所述第三凹槽形成啮合，使所述卡槽的底部合拢，所述第一凸起能够与所述第二凸起形成互顶，使所述卡槽的底部开启，所述第一凸起能够与所述第二凹槽形成啮合，使所述卡槽的底部合拢。
9.可选地，所述电池箱体框架还包括联动构件；所述联动构件与所述第一锁止件连接以及与所述第二锁止件连接，以驱动所述第一锁止件进行转动以及驱动所述第二锁止件进行转动。
10.可选地，联动构件采用横杆。
11.可选地，所述电池箱体框架具有多个所述锁止构件，所述锁止构件设置于所述框
架主体的内壁，位于同一内壁的多个锁止构件之间由所述联动构件依次连接。
12.可选地，所述锁止构件还具有第一扭簧和第二扭簧；所述第一扭簧与所述第一锁止件连接，所述第二扭簧与所述第二锁止件连接，并且所述第一扭簧和所述第二扭簧分别驱动所述第一锁止件和第二锁止件进行转动，使所述卡槽的底部合拢。
13.可选地，所述电池箱体框架还包括具有导向孔的导向构件，所述电池箱体设有导向销；所述导向销能够沿竖直方向往返穿过所述导向孔。
14.可选地，所述锁止构件还具有壳体；所述第一锁止件和所述第二锁止件位于所述壳体的内部，并且分别与所述壳体进行转动连接。
15.可选地，还包括安装板，所述安装板位于所述框架主体的外壁，所述安装板与车架横梁进行连接。
16.根据本发明的电池箱体框架，框架主体可以收纳电池箱体，弹性构件将支撑板和框架主体进行连接，并且弹性构件能够驱动支撑板转动至水平位置，由此支撑板可以对收纳于框架主体内的电池箱体提供支撑，这样就可以将电池箱体框架安装于车辆的底部，从而将位于电池箱体的电池安装固定在车辆的底部，提高对电池的固定稳定性。同时还可以实现底部换电，降低换电站高度空间要求，降低换电成本。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
18.图1是本发明的背景技术中记载的电池箱体后背式安装的结构示意图；
19.图2是本发明一实施例中的电池箱体框架的结构示意图；
20.图3是本发明一实施例中的电池箱体的结构示意图；
21.图4a是本发明一实施例中的锁止构件与联动构件连接的的外形结构示意图；
22.图4b是本发明一实施例中的锁止销脱离卡槽且锁止构件处于锁止状态时，锁止构件的内部结构示意图；
23.图4c是本发明一实施例中的锁止构件处于脱锁状态时，锁止构件的内部结构示意图；
24.图4d是本发明一实施例中的锁止销位于卡槽且锁止构件处于锁止状态时，锁止构件的内部结构示意图；
25.图5是本发明一实施例中的电池箱体框架、电池箱体和车架横梁相互连接的结构示意图；
26.图6是本发明一实施例中的电池箱体安装于重型卡车的底部的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
29.结合图2至图5所示，该实施例中的电池箱体框架，包括框架主体1、支撑板7、弹性构件8。在框架主体1的内部具有腔体，用于容纳电池箱体12。支撑板7位于靠近腔体下端的位置，且与框架主体1的内壁进行转动连接，能够转动至垂直于内壁的水平位置以及转动至平行于内壁的竖直位置。弹性构件8的一端与支撑板7连接，弹性构件8的另一端与框架主体1连接，弹性构件8能够驱动支撑板7转动至水平位置。
30.将电池箱体12安装至框架主体1的腔体时，首先，驱动支撑板7克服弹性构件8的作用力而慢慢转动至与框架主体1的内壁靠近，即将支撑板7转动至竖直位置，使腔体的下端开口尺寸增大至能够穿过电池箱体12。接着，从支撑板7下方将电池箱体12向框架主体1的腔体方向拖起，使电池箱体12进入框架主体1的腔体内部。然后，待电池箱体12完全进入框架主体1的腔体后，解除对支撑板7的作用力，使其在弹性构件8的恢复力作用下反向转动至水平位置，并形成对电池箱体12提供沿竖直方向的支撑，从而完成电池箱体12与框架主体1的安装。
31.在本实施例中，弹性构件8选用弹簧，并且将弹性构件8设置于支撑板7的上方。当然，在其他实施例中，根据设计要求，弹性构件8也可以采用其他结构形式，例如扭簧。此时，就可以将扭簧设置在支撑板7的下方位置，通过使支撑板7向下转动以克服扭簧的作用力而使支撑板7转动至竖直位置。
32.结合图2和图3所示，在本实施例中，电池箱体12框架除了具有框架主体1、支撑板7、弹性构件8以外，还具有安装板2、安装螺丝3、导向构件4、联动构件5、锁止构件6和轴销9。
33.框架主体1由顶梁101、中梁102、底梁103、连接肋条104和间隔竖梁105构成。其中，顶梁101、中梁102和底梁103沿水平方向平行设置，间隔竖梁105沿竖直方向对顶梁101、中梁102和底梁103进行相互连接，从而构成框架主体1，连接肋条104则沿水平方向对相对侧的两个顶梁101进行连接，提高整个框架主体1的结构强度。间隔竖梁105和中梁102也可以加强框架主体1的强度。
34.安装板2位于框架主体1的外侧，并且在安装板2上设置有安装孔，其中在本实施例中安装孔为螺纹孔，安装螺丝3则与安装孔进行螺纹连接。
35.导向构件4、联动构件5、锁止构件6设置于中梁102的内壁。其中，导向构件4上设有沿竖直方向的导向孔401，用于对电池箱体12的拆装过程进行定位导向。联动构件5与锁止构件6连接，用于驱动锁止构件6对电池箱体12进行安装固定，实现电池箱体12与框架主体1的连接。在本实施例中，支撑板7位于靠近底梁103的位置，因此弹性构件8的一端与支撑板7连接，另一端与底梁103的内壁连接。
36.轴销9贯穿底梁103，支撑板7的两端分别通过轴销9与底梁103进行活动连接，在此，同一支撑板7的两端的轴销9处于同一水平线。轴销9的帽端抵接于底梁103的外壁，轴销9贯穿底梁103并且插入支撑板7，在此，轴销9插入支撑板7的深度可以适当设置。支撑板7可以绕轴销9进行竖直方向的往复翻转。
37.图3是本发明一实施例中的电池箱体12的结构示意图。电池箱体12具有上盖1205和下箱体1206，上盖1205与下箱体1206进行螺纹连接。下箱体1206的外周设有锁止销1202、导向销1204、辅助孔1203和载台1201。载台1201沿水平方向设置于下箱体1206的四周的侧面的中部偏上的位置。锁止销1202、导向销1204和辅助孔1203设置于载台1201，其中锁止销
1202沿水平方向设置，导向销1204和辅助孔1203沿竖直方向设置。
38.锁止销1202能够随电池箱体12移动至与锁止构件6形成连接或脱离，从而用于电池箱体12与框架主体1之间的拆装连接。导向销1204沿竖直方向设置，能够随电池箱体12移动而进出导向孔401，从而形成对电池箱体12沿竖直方向的定位导向。辅助孔1203与托举机构的辅助构件相配合，用于驱动联动构件5进行往返移动。
39.图4a是本发明一实施例中的锁止构件6与联动构件5连接的外形结构示意图。如图4a所示，锁止构件6具有能够扣合连接的壳体605和盖体606，其中，在锁止构件6的壳体605上设置有沿水平方向对齐的两个孔，联动构件5的一端在锁止构件6的外面，另一端穿过设置于壳体605的孔而位于锁止构件6的内部。
40.图4b是本发明一实施例中的锁止销1202脱离卡槽601且锁止构件6处于锁止状态时，锁止构件6的内部结构示意图。锁止构件6还具有第一锁止件602、第二锁止件603、支撑件604和卡槽601，联动构件5具有第一联动构件501和第二联动构件502。第一锁止件602和第二锁止件603分别与壳体605进行转动连接，第一锁止件602具有第一凸起6021和第一凹槽6022，第二锁止件603具有第二凸起6031、第二凹槽6032和第三凹槽6033并且第二凸起6031位于第二凹槽6032和第三凹槽6033之间。支撑件604则与第二锁止件603连接，并且能够随第二锁止件603进行同步转动。卡槽601则位于第一锁止件602、第二锁止件603和支撑件604之间，并且随第一锁止件602和第二锁止件603的相对转动，使其底部开启或合拢，从而形成闭合状态或开启状态。
41.结合图4b所示，通过对联动构件5进行水平方向移动，以驱动第一锁止件602和第二锁止件603进行相对转动至第一凸起6021与第二凹槽6032啮合，此时支撑件604和第一锁止件602的底部合拢，使卡槽601形成闭合状态。
42.结合图4c所示，通过对联动构件5进行水平方向移动，以驱动第一锁止件602和第二锁止件603进行相对转动至第一凸起6021与第二凸起6031互顶，此时支撑件604和第一锁止件602的底部错开，使卡槽601的底部错开，从而形成开启状态。
43.结合图4d所示，通过对联动构件5进行水平方向移动，以驱动第一锁止件602和第二锁止件603进行相对转动至第一凸起6021与第三凹槽6033啮合时，第二凸起6031正好位于第一凹槽6022，而支撑件604和第一锁止件602的底部合拢，使卡槽601的底部合拢，再次形成闭合状态，并且将锁止销1202固定在卡槽601内部。
44.优选的，在本实施例中，第一锁止件602与壳体605之间设置有第一扭簧，第二锁止件603与壳体605之间设置有第二扭簧。其中，第一扭簧能够驱动第一锁止件602相对于壳体605进行如图4b所示的顺时针方向转动，即使第一联动构件501向右移动；第二扭簧能够驱动第二锁止件603相对于壳体进行如图4b所示的逆时针方向转动，即使第二联动构件502向左移动。
45.此时，通过设置第一扭簧和第二扭簧，从而分别形成对第一锁止件602和第二锁止件603进行转动的预紧力。这样，仅需要对第一联动构件501和第二联动构件502进行单一方向施力驱动，通过克服第一扭簧和第二扭簧产生的预紧力，实现对第一锁止件602和第二锁止件603的相对转动驱动，同时借助第一扭簧和第二扭簧产生的预紧力，还可以使第一锁止件602和第二锁止件603保持在卡槽闭合状态，即保持锁止构件6与电池箱体12的连接状态，从而提高对锁止构件6的操作便捷性。
46.图5是本发明一实施例中的电池箱体框架、电池箱体12和车架横梁11的安装布局的结构示意图。结合图2和图5所示，其中，电池箱体12安装在电池箱体框架中框架主体1的内部，安装板2与框架主体1为一体式结构，在框架主体1的两端共四个安装板2。车架横梁11上设置有螺纹孔，安装螺丝3旋入安装板2上的安装孔和车架横梁11上的螺纹孔，由此进行螺纹连接。
47.图6是本发明一实施例中的电池箱体12安装于重型卡车的底部的结构示意图。如图6所示，安装完成的电池箱体12沿水平方向收纳于电池箱体框架内，电池箱体框架与车架横梁11连接，电池箱体12位于驾驶舱13的下方。
48.以下，结合图2至图5对本发明的安装方式进行具体说明。
49.安装电池箱体12时，首先借助托举机构，例如液压缸，沿竖直方向托住电池箱体12。接着，借助设置于托举机构的辅助机构，例如顶端设置有抓手的长杆，穿过辅助孔1203与第一联动构件501进行连接并沿图4b所示向左推动第一联动构件501，以驱动第一锁止件602克服第一扭簧的预紧力而进行逆时针方向转动，同时第一凸起6021对第二凸起6031形成驱动作用力以克服第二扭簧对第二锁止件603的预紧力，使第一凸起6021和第二凸起6031转动至互顶位置，即锁止构件6的内部状态从图4b变成图4c，使卡槽601由闭合状态进入开启状态。然后，调整托举机构的位置，使导向销1204与导向孔401沿竖直方向对齐。
50.再接着，驱动支撑板7克服弹性构件8的作用力而向靠近底梁103的内壁的方向旋转，使框架主体1的下端开口尺寸变大，其中可以借助托举机构上设置的顶柱对支撑板7进行转动驱动，也可以采用额外顶杆对支撑板7进行独立驱动。再然后，驱动托举机构沿竖直方向将电池箱体12托举到框架主体1的腔体内，与此同时，导向销1204进入导向孔401进行定位，而锁止销1202则进入卡槽601中。接下来，借助设置于托举机构的辅助机构驱动第一联动构件501继续向左移动，以驱动第一锁止件602继续克服第一扭簧的预紧力而进行逆时针方向转动，使第一凸起6021与第三凹槽6033啮合，即锁止构件6的内部状态从图4c变成图4d，使卡槽601由开启状态进入闭合状态，并且在第一扭簧和第二扭簧的预紧力作用下将锁止销1202限制在卡槽601中。再接下来，解除对支撑板7的作用力，使其在弹性构件8的作用力下反向转动至水平位置，形成对电池箱体12沿竖直方向的支撑，完成电池箱体12与框架主体1的固定连接。最后，收回托举机构，从而完成电池箱体12与电池箱体框架的安装。
51.取出电池箱体12时，首先，借助托举机构沿竖直方向将电池箱体12向上托举，使锁止销1202在卡槽601内进行沿竖直方向稍微向上移动，从而将电池箱体12向上举升一定的距离。接着，驱动支撑板7克服弹性构件8的作用力而向底梁103的内壁方向转动至竖直方向，再次使框架主体1的下端开口尺寸变大。然后，借助设置于托举机构的辅助机构，例如顶端设置有抓手的长杆，穿过辅助孔1203与第二联动构件502连接并沿图4d所示向右推动第二联动构件502，以驱动第二锁止件603克服第二扭簧的预紧力而进行顺时针方向转动，同时第二凸起6031对第一凸起6021形成驱动作用力以克服第一扭簧对第一锁止件602的预紧力，使第一凸起6021和第二凸起6031转动至互顶位置，即锁止构件6的内部状态从图4d变成图4c，使卡槽601由闭合状态进入开启状态。
52.再接着，由托举机构托举着电池箱体12向下移动，使锁止销1202从卡槽601内脱离，且导向销1204也从导向孔401分离，直至整个电池箱体12离开电池箱体框架。再然后，沿
图4c所示继续向右推动第二联动构件502，以驱动第二锁止件603继续克服第二扭簧的预紧力而进行顺时针方向转动，使第一凸起6021与第二凹槽6032啮合，将锁止构件6恢复至图4b的位置状态。最后，再解除对支撑板7的作用力，使其在弹性构件8的驱动下反向转动至水平位置。
53.此处，第一联动构件501和第二联动构件502优选为横杆。并且优选设置于框架主体1的同一中梁102的内壁的多个锁止构件6之间由第一联动构件501和第二联动构件502交替连接，由此可以实现对位于框架主体1的同一中梁102的内壁的多个锁止构件6同时进行加锁和解锁。
54.另外，虽然没有特别限制，但在本发明的具体实施例中，框架主体1的中梁102的内壁的四个面中，每个面都具有3个导向孔401，框架主体1的中梁102的内壁的相面对的两个面中，每个面都具有5个锁止构件6。导向销1204和锁止销1202的数量与导向孔401和锁止构件6相匹配。
55.另外，在本实施例中，第一锁止件602和第二锁止件603与壳体605之间形成的预紧力通过扭簧的方式实现，当然在其他实施例中，也可以采用其他结构，例如，在第一锁止件602的外侧壁与壳体605的内壁之间和在第二锁止件603的外侧壁与壳体605的内壁之间设置弹簧，甚至还可以通过磁性驱动方式来实现，比如，将第一锁止件602的内侧部分和第二锁止件603的内侧部分设置为相互吸引的磁性材料，或者在第一锁止件602的内侧部分和第二锁止件603的内侧部分涂布相互吸引的磁性材料。
56.另外，本发明也可以不设置支撑件604，而是将支撑件604与第二锁止件603一体化，即适当设置第二锁止件603的形状使其底部具有用于支撑的部分。
57.另外，优选框架主体1的高度小于框架主体1的长度和框架主体1的宽度，这样可以减小电池箱体框架的重心高度，使得长途运输的情况下的安全性提高。另外，锁止构件6也可以不具有壳体605，而是第一锁止件602和第二锁止件603与中梁102的内壁通过例如螺丝进行直接转动连接。
58.此外，将安装有电池箱体12的电池箱体框架的安装板2与车架横梁11通过安装螺丝3进行螺纹连接，由此可以将安装有电池箱体12的电池箱体框架与车架横梁11相固定。在本实施例中，框架主体1的相面对的两个侧面分别安装有两个安装板2，安装板2上具有安装孔，安装孔为螺纹孔，在车架横梁11上也具有相匹配的螺纹孔，安装螺丝3与安装板2上安装孔和车架横梁11上的螺纹孔进行螺纹连接。另外，车架横梁11是分体式的两段，分别连接于电池箱体框架的两端。另外，本发明同样适用于重卡以外的需要换电的汽车，比如小轿车等。
59.本发明的优点在于，由于整体结构位于车辆的底盘下方，不占据驾驶室后背空间，可增加货运量。电池箱体框架匹配电池箱体的底部换电运行场景，节省了换电站的高度空间，降低成本，对换电站的选址建设更有利。并且电池箱体框架四周均布置导向、支撑结构，锁止装置也更多，相比于现有电池箱体的底部固定方式，更稳定可靠。另外，锁止构件的锁止是通过朝着同一方向拉动联动构件，锁止构件的脱锁也是通过朝着同一方向拉动联动构件，由此，解锁和脱锁都能即时完成而无需另行调节托举机构的位置，操作简便且不易出错。
60.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。