一种底托装置、动力电池箱总成及换电车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车领域，特别涉及一种底托装置、动力电池箱总成及换电车辆。


背景技术：

2.换电车辆设置用于储能的电池箱和用于固定电池箱的底托装置，底托装置固定于车辆的车身，电池箱为车辆的动力装置供电，以实现电动驱动。在电池箱的电量低于预设值后，则换电车辆需要进行更换电池箱，以提高持续运行的能力。其中，低电量的电池箱调离底托装置，而高电量的电池箱装配至底托装置。
3.如中国专利cn211764880u公开的一种电动重卡换电电池箱三级定位锁紧装置，该装置包括：电池箱固定底座，电池箱固定底座设有斜块部件、定位锥形销、连接器插座导孔及侧插式锁止机构；电池箱底部横梁内部表面与固定底座的斜块定位部件相配合，设有定位孔与固定底座的锥形销相配合，设有连接器插头导柱与连接器插座导孔相配合。电池箱在下落过程中，先后经过斜块、锥形销、连接器导柱定位，实现电池箱粗定位、电池箱精定位、连接器耦合定位三级定位，最终实现电池箱的可靠定位和连接器的可靠连接。
4.在电池箱和底托装置装配时，电池箱和底托框架均通过纵向的导向定位结构进行定位，而在横向上的定位缺失，导致电池箱存在中心定位具有偏离或单侧卡紧的技术问题，在底托装置的横向定位装配具有不确定性的问题，因此需要改进。


技术实现要素：

5.为解决电池箱和底托装置装配的横向定位缺失的问题，本发明提供了一种底托装置、动力电池箱总成及换电车辆。
6.第一方面，本发明提供一种底托装置，所述底托装置用于支撑及限定电池箱框架，所述底托装置包括底托框架、凸出所述底托框架的多个锁止座、对应安装于每个锁止座的锁止组件、安装于所述底托框架的充放电组件及缓冲组件，所述锁止座沿所述底托框架的边框间隔分布，所述底托装置还包括弹性伸缩安装于所述锁止座的浮动限位组件，所述浮动限位组件位于所述底托框架和所述锁止组件之间，所述浮动限位组件超出所述锁止座的表面设置为圆柱面，多个所述锁止座所安装的浮动限位组件构成向所述底托框架的外周凸出的浮动调节区域；其中，所述电池箱框架架设于所述底托框架，所述圆柱面抵接于所述底托框架，所述浮动调节区域用于浮动限定所述电池箱框架的周向安装位置，所述锁止组件用于限定所述电池箱框架的纵向安装位置。
7.在一些实施例中，每个所述浮动限位组件的弹性预紧力可独立调节。
8.在一些实施例中，所述浮动限位组件包括限位柱、弹性抵接于所述限位柱的弹性件及抵接于所述弹性件的调节件，所述调节件装配于所述锁止座，用于调节所述弹性件作用于所述限位柱的弹性预紧力。
9.在一些实施例中，所述限位柱与所述锁止座可转动连接。
10.在一些实施例中，所述浮动限位组件超出锁止座的表面的高度为1mm~3mm。
11.在一些实施例中，所述浮动限位组件超出承载面的高度大于或等于底部梁高度的二分之一，其中，所述承载面为底托框架用于支撑电池箱框架的平面，所述底部梁为电池箱框架压接于所述底托框架的环形框架。
12.在一些实施例中，所述底托装置还包括可拆卸安装于所述底托框架的二个及以上的导向锥销，所述导向锥销的高度小于所述锁止座的高度，所述导向锥销分布于所述底托框架的环形框架的相对两侧，所述充放电组件位于所述导向锥销的围绕区域内。
13.在一些实施例中，所述底托装置包括安装于所述底托框架的端部的充电枪组件，所述充电枪组件的插接方向与所述底托框架的长度方向平行，所述充电枪组件与所述充放电组件电连接。
14.在一些实施例中，所述底托装置还包括安装于所述底托框架其中一个转角位置的防呆组件，所述防呆组件的高度小于所述锁止座的高度，且所述防呆组件的高度大于所述充放电组件的高度。
15.在一些实施例中，所述缓冲组件包括多个缓冲件，每个所述缓冲件的表面具有下凹的至少一条应变槽，所述锁止座位于两个所述缓冲件之间。
16.第二方面，本发明提供一种动力电池箱总成，包括电池箱框架及如上所述的底托装置，所述电池箱框架沿多个所述锁止座所形成的定位区域扣入，所述浮动限位组件弹性抵接所述电池箱框架，所述锁止组件插接锁定所述电池箱框架。
17.在一些实施例中，所述电池箱框架设置与所述锁止组件相匹配的锁止斜撑块，所述锁止组件与所述锁止斜撑块抵接面为相互匹配的导向斜面。
18.第三方面，本发明提供一种换电车辆，包括车辆主体及如上所述的动力电池箱总成，所述底托框架固定于所述车辆主体。
19.为解决电池箱和底托装置装配的横向定位缺失的问题，本发明有以下优点：底托框架通过分布于锁止座的浮动限位组件进行动态定位电池箱框架的横向安装位置，从而实现电池箱框架的横向对中调节及整体平衡。锁止组件对电池箱框架的纵向进行锁定，以保持电池箱框架的纵向装配位置稳定且准确。缓冲组件及底托框架对电池箱框架进行支撑及缓冲，保持电池箱框架的底部安装平面高度一致，以使底托装置所连接的电池箱实现统配且装配位置一致。
附图说明
20.图1示出了一些实施例的底托装置的立体示意图；图2示出了一些实施例的底托装置的主视结构示意图；图3示出了一些实施例的锁止组件安装于锁止座的局部示意图；图4示出了一些实施例的浮动限位组件安装于锁止座的局部剖视示意图；图5示出了一些实施例的电池箱安装至底托装置的示意图；图6示出了一些实施例的浮动限位组件和锁止组件共同锁定电池箱框架的锁止示意图；图7示出了一些实施例的电池箱框架的示意图。
21.图中，底托框架10；防呆组件11；锁止座20；斜导面21；锁止组件30；锁舌件31；伸缩
驱动件32；充放电组件40；缓冲组件50；缓冲件51；金属基板层511；橡胶层512；应变槽52；浮动限位组件60；限位柱61；弹性件62；调节件63；转接座64；导向锥销70；导向平面71；锥面72；电池箱框架80；锁止斜撑块81；斜撑斜面82。
具体实施方式
22.现在将参照若干示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。
23.如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
24.如图1至图4所示，本发明提出一种底托装置，底托装置用于支撑及限定电池箱框架80。底托装置固定于车辆，并随车辆移动。电池箱为车辆提供动力电能，以使车辆采用电能驱动。其中，底托装置能够支撑和限定电池箱框架80，以保持电池箱的供电稳定，并且，底托装置支持电池箱换电。
25.其中，底托装置包括底托框架10、凸出底托框架10的多个锁止座20、对应安装于每个锁止座20的锁止组件30、安装于底托框架10的充放电组件40及缓冲组件50，锁止座20沿底托框架10的边框间隔分布。底托框架10为刚性框架结构，其由多根矩形管焊接固定成的矩形框架结构。锁止座20设置多个并沿底托框架10的环形分布，以构成共同导向定位及限定电池箱框架80。锁止座20位于底托框架10的外围环形框架围绕区域内，缓冲组件50安装于底托框架10并分布于锁止座20的两侧，以构成整体减震缓冲结构。可选地，缓冲组件50包括多个间隔分布的橡胶垫。缓冲组件50及底托框架10对电池箱框架80进行支撑及缓冲，保持电池箱框架80的底部安装平面高度一致，以使底托装置所连接的电池箱实现统配且装配位置一致。在一些实施例中，缓冲组件50包括多个缓冲件51，每个缓冲件51的表面具有下凹的至少一条应变槽52，锁止座20位于两个缓冲件51之间。缓冲件51的表面设置应变槽52，既能使缓冲件51的形变朝向周边和应变槽52内形变，避免缓冲件51被砸坏。可选地，缓冲件51包括金属基板层511和凸出金属基板层511的橡胶层512，金属基板层511的面积大于橡胶层512的面积，以使螺钉直接将金属基板层511和底托框架10锁定，而不会干扰橡胶层512的形变。
26.进一步地，底托装置还包括弹性伸缩安装于锁止座20的浮动限位组件60，浮动限位组件60位于底托框架10和锁止组件30之间。浮动限位组件60超出锁止座20的表面设置为圆柱面，多个锁止座20所安装的浮动限位组件60构成向底托框架10的外周凸出的浮动调节区域。电池箱框架80架设于底托框架10，浮动调节区域用于浮动限定电池箱框架80的周向安装位置，锁止组件30用于限定电池箱框架80的纵向安装位置。
27.底托框架10通过分布于锁止座20的浮动限位组件60进行动态定位电池箱框架80的横向安装位置，从而实现电池箱框架80的横向对中调节及整体平衡。锁止组件30对电池箱框架80的纵向进行锁定，以保持电池箱框架80的纵向装配位置稳定且准确。其中，浮动限位组件60凸出锁止座20部分为圆柱面，该圆柱面的中心线平行于电池箱框架80扣入锁止座20的方向。圆柱面能引导电池箱框架80的平滑导入及自动定位，同时，浮动限位组件60的弹
性伸缩性既能保持电池箱框架80的间隙均衡，电池箱框架80又能在压接于底托框架10之前自动找正，避免出现电池箱框架80与底托装置单侧卡紧的弊端。
28.如图4至图7所示，浮动限位组件60单独安装于锁止座20，每个锁止座20可单独调整。每个浮动限位组件60的弹性预紧力可独立调节，以实现底托装置各个方向的预紧力基本一致。该弹性预紧力为100公斤~500公斤的预紧压力，以确定电池箱装置能够在该弹性预紧力作用下保持张紧且自动对心。
29.在一些实施例中，浮动限位组件60包括限位柱61、弹性抵接于限位柱61的弹性件62及抵接于弹性件62的调节件63，调节件63装配于锁止座20，用于调节弹性件62作用于限位柱61的弹性预紧力。锁止座20开设限位孔，限位柱61伸出限位孔。限位柱61的端面或者本体设置为圆柱面，并从限位孔穿出。限位柱61沿锁止座20直线伸缩移动，该伸缩方向与电池箱框架80的移动方向相交。
30.弹性件62在调节件63的抵推力下作用下弹性形变，限位柱61受到弹性件62的弹性预紧力。可选地，弹性件62为堆叠设计的碟簧，碟簧的轴向小移动空间获得较大的弹性预紧力，以满足限位柱61移动量小且弹性预紧力大的要求。作为优选，浮动限位组件60超出锁止座20的表面的高度为1mm~3mm。底托框架10相对上相对设置的两个锁止座20的限位柱61凸出方向相对背离，电池箱框架80在扣入底托装置时，电池箱框架80的管壁与限位柱61的表面挤压接触，以构成电池箱框架80的相对两侧均衡逐渐挤压限位柱61，挤压平滑且顺畅。例如，浮动限位组件60超出锁止座20的表面的高度为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm。
31.可选地，限位柱61与锁止座20可转动连接，以提高电池箱框架80与限位柱61摩擦滑动的顺畅性。限位柱61设为台阶轴结构，限位柱61的两端限定于锁止座20。优选地，浮动限位组件60包括连接于弹性件62和限位柱61的转接座64，转接座64设置适配限位柱61的弧形槽。碟簧抵接于转接座64的另一端。
32.浮动限位组件60沿锁止座20的高度方向间隔设置，限位柱61距离底托框架10的高度即为限位柱61抵接于电池箱框架80的抵接位置。作为优选，浮动限位组件60超出承载面的高度大于或等于底部梁高度的二分之一，其中，承载面为底托框架10用于支撑电池箱框架80的平面，底部梁为电池箱框架80压接于底托框架10的环形框架。承载面为底托框架10和弹性组件支撑电池箱框架80的最终平面，优选地，在电池箱框架80上设置有承载板，承载板为凸出底托框架10表面的长条凸台结构，电池箱框架80压接承载板，并通过弹性组件弹性形变支撑。浮动限位组件60超出承载面的高度大于或等于底部梁高度的二分之一，以使电池箱框架80越过浮动限位组件60后具有相应的移动空间实现自动校正，又能具有良好的定位预紧结构。可选地，浮动限位组件60超出承载面的高度为底部梁高度的二分之一、三分之二等。
33.如图1至图4所示，在一些实施例中，锁止座20的自由端设置有斜导面21，斜导面21朝向底托框架10的外侧倾斜。可选地，锁止座20的横截面呈矩形。多个锁止座20呈柱状凸起并间隔分布，锁止座20的末端设置斜导面21，斜导面21朝向底托装置的外侧倾斜，以构成初步引导电池箱框架80滑动的导向结构。浮动限位组件60所处壁面与斜导面21的低端相交，电池箱框架80自斜导面21滑动至锁止座20朝外一侧的壁面，并与浮动限位组件60抵接连接，导向效果好。
34.作为优选，底托装置还包括可拆卸安装于底托框架10的二个及以上的导向锥销
70，导向锥销70的高度小于锁止座20的高度，导向锥销70分布于底托框架10的环形框架的相对两侧，充放电组件40位于导向锥销70的围绕区域内。导向锥销70分布于底托框架10，以构成精定位。其中，在电池箱框架80上设置有适配导向锥销70的定位结构，进一步提高电池箱框架80与底托装置的配合精度。可选地，导向锥销70设置有四个，四个导向锥销70分布于矩形或梯形的顶点位置，以构成定向定位。可选地，导向锥销70的高度小，导向锥销70的末端设置为锥面72，在电池箱框架80自斜导面21滑出后进入到导向锥销70的导向区域，之后进入到浮动限位组件60的周向定位区域，以构成多方角度共同定位。
35.可选地，至少一个导向锥销70的侧面设置有导向平面71，该导向平面71平行于导向锥销70的中心线。导向平面71用于引导和限定电池箱框架80，从而实现自动导正及平面定位，进一步提高电池箱框架80装配至底托框架10的装配精度。进一步地，导向锥销70与锁止座20相邻设置，以提高导向定位的准确度。
36.在一些实施例中，底托装置包括安装于底托框架10的端部的充电枪组件，充电枪组件的插接方向与底托框架10的长度方向平行，充电枪组件与充放电组件40电连接。底托框架10呈矩形框架结构，充电枪组件设置于底托框架10的短边处。在车辆上，充电枪组件位于车辆的外侧，以方便为用电设备供电。优选地，充电枪组件与锁止座20背对设置，充电枪组件能够受到底托框架10的保护。
37.进一步的，底托装置还包括安装于底托框架10其中一个转角位置的防呆组件11，防呆组件11的高度小于锁止座20的高度，且防呆组件11的高度大于充放电组件40的高度。防呆组件11设置于底托框架10的单侧，当电池箱框架80的吊装角度准确，则电池箱框架80沿锁止座20导向滑动装配至底托框架10。当电池箱框架80的吊装角度不准确时，则电池箱框架80沿锁止座20导向滑动后冲击防呆组件11，则电池箱框架80无法装配至底托框架10，需重新吊装。可选地，防呆组件11为设置于底托框架10转角位置的防呆柱。
38.如图4至图7所示，将上述实施例公开的底托装置应用于动力电池箱总成，以构成可靠锁定及解锁功能。其中，动力电池箱总成包括电池箱框架80及底托装置，电池箱框架80沿多个锁止座20所形成的定位区域扣入，浮动限位组件60弹性抵接电池箱框架80，锁止组件30插接锁定电池箱框架80。电池箱框架80用于安装多个电池包，以构成储能单元。电池箱框架80通过吊装固定至底托框架10，从而实现吊装拆除或装配。可选地，底托框架10呈矩形框架，锁止座20设置有六个。每个底托框架10的长边分布有两个锁止座20，每个底托框架10的短边分布有一个锁止座20。
39.电池箱框架80设置与锁止组件30相匹配的局部加强结构，以适配锁止组件30的抵接支撑。锁止组件30包括伸缩驱动件32、安装于锁止座20的滑动座及滑动连接于滑动座的锁舌件31，锁舌件31用于限定电池箱框架80。其中，伸缩驱动件32安装于锁止座20，锁舌件31在伸缩驱动件32的驱动下伸缩移动。在一些实施例中，电池箱框架80设置与锁止组件30相匹配的锁止斜撑块81，锁止组件30与锁止斜撑块81抵接面为相互匹配的导向斜面。锁止斜撑块81设为凸出的定位块结构，锁止斜撑块81的顶面设置为斜撑斜面82，该斜撑斜面82自电池箱框架80的外侧向内侧倾斜。在锁舌件31伸出时，锁舌件31的斜面和锁止斜撑块81的斜面贴合并抵紧，以构成紧密抵紧配合结构，保持锁止组件30对电池箱框架80的有效锁定，且锁定过程平稳。当锁舌件31缩回时，锁舌件31的斜面和锁止斜撑块81的斜撑斜面82快速分离，从而构成电池箱框架80的快速解锁。
40.电池箱框架80的多个锁止斜撑块81和底托框架10上的锁舌件31通过斜面定位，配合锁止座20上浮动限位组件60，电池箱框架80相对于底托框架10自动居中定心的效果，提高电池箱框架80的装配准确性以及结合紧密性。
41.本发明还公开了一种换电车辆，包括车辆主体及如上实施例公开的动力电池箱总成，底托框架10固定于车辆主体。
42.出于示例和描述的目的，已经给出了本公开实施的前述说明。前述说明并非是穷举性的也并非要将本公开限制到所公开的确切形式，根据上述教导还可能存在各种变形和修改，或者是可能从本公开的实践中得到各种变形和修改。选择和描述这些实施例是为了说明本公开的原理及其实际应用，以使得本领域的技术人员能够以适合于构思的特定用途来以各种实施方式和各种修改而利用本公开。

技术特征：
1.一种底托装置，所述底托装置用于支撑及限定电池箱框架，所述底托装置包括底托框架、凸出所述底托框架的多个锁止座、对应安装于每个锁止座的锁止组件、安装于所述底托框架的充放电组件及缓冲组件，所述锁止座沿所述底托框架的边框间隔分布，其特征在于，所述底托装置还包括弹性伸缩安装于所述锁止座的浮动限位组件，所述浮动限位组件位于所述底托框架和所述锁止组件之间，所述浮动限位组件超出所述锁止座的表面设置为圆柱面，多个所述锁止座所安装的浮动限位组件构成向所述底托框架的外周凸出的浮动调节区域；其中，所述电池箱框架架设于所述底托框架，所述圆柱面抵接于所述底托框架，所述浮动调节区域用于浮动限定所述电池箱框架的周向安装位置，所述锁止组件用于限定所述电池箱框架的纵向安装位置。2.根据权利要求1所述的底托装置，其特征在于，每个所述浮动限位组件的弹性预紧力可独立调节。3.根据权利要求2所述的底托装置，其特征在于，所述浮动限位组件包括限位柱、弹性抵接于所述限位柱的弹性件及抵接于所述弹性件的调节件，所述调节件装配于所述锁止座，用于调节所述弹性件作用于所述限位柱的弹性预紧力。4.根据权利要求3所述的底托装置，其特征在于，所述限位柱与所述锁止座可转动连接。5.根据权利要求1所述的底托装置，其特征在于，所述浮动限位组件超出锁止座的表面的高度为1mm~3mm。6.根据权利要求1所述的底托装置，其特征在于，所述浮动限位组件超出承载面的高度大于或等于底部梁高度的二分之一，其中，所述承载面为底托框架用于支撑电池箱框架的平面，所述底部梁为电池箱框架压接于所述底托框架的环形框架。7.根据权利要求1所述的底托装置，其特征在于，所述底托装置还包括可拆卸安装于所述底托框架的二个及以上的导向锥销，所述导向锥销的高度小于所述锁止座的高度，所述导向锥销分布于所述底托框架的环形框架的相对两侧，所述充放电组件位于所述导向锥销的围绕区域内。8.根据权利要求7所述的底托装置，其特征在于，所述底托装置包括安装于所述底托框架的端部的充电枪组件，所述充电枪组件的插接方向与所述底托框架的长度方向平行，所述充电枪组件与所述充放电组件电连接。9.根据权利要求1所述的底托装置，其特征在于，所述底托装置还包括安装于所述底托框架其中一个转角位置的防呆组件，所述防呆组件的高度小于所述锁止座的高度，且所述防呆组件的高度大于所述充放电组件的高度。10.根据权利要求1所述的底托装置，其特征在于，所述缓冲组件包括多个缓冲件，每个所述缓冲件的表面具有下凹的至少一条应变槽，所述锁止座位于两个所述缓冲件之间。11.一种动力电池箱总成，包括电池箱框架及如权利要求1至10任一项所述的底托装置，所述电池箱框架沿多个所述锁止座所形成的定位区域扣入，所述浮动限位组件弹性抵接所述电池箱框架，所述锁止组件插接锁定所述电池箱框架。12.根据权利要求11所述的动力电池箱总成，其特征在于，所述电池箱框架设置与所述锁止组件相匹配的锁止斜撑块，所述锁止组件与所述锁止斜撑块抵接面为相互匹配的导向
斜面。13.一种换电车辆，包括车辆主体及如权利要求11或12所述的动力电池箱总成，所述底托框架固定于所述车辆主体。

技术总结
本发明涉及一种底托装置、动力电池箱总成及换电车辆。底托装置用于支撑及限定电池箱框架，所述底托装置包括底托框架、多个锁止座、锁止组件、充放电组件及缓冲组件。底托装置还包括浮动限位组件，所述浮动限位组件超出所述锁止座的表面设置为圆柱面，多个所述锁止座所安装的浮动限位组件构成向所述底托框架的外周凸出的浮动调节区域。其中，所述电池箱框架架设于所述底托框架，所述圆柱面抵接于所述底托框架，所述浮动调节区域用于浮动限定所述电池箱框架的周向安装位置，所述锁止组件用于限定所述电池箱框架的纵向安装位置。底托框架通过分布于锁止座的浮动限位组件进行动态定位电池箱框架的横向安装位置，从而实现电池箱框架的横向对中调节及整体平衡。的横向对中调节及整体平衡。的横向对中调节及整体平衡。


技术研发人员：朱万新 张东江 张舜 崔勇敢 来瑞俊 李松磊 鲜亚伟 付帅 陈芳
受保护的技术使用者：上海玖行能源科技有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/6/26