可快速更换电池模组的电池包及具有其的车辆的制作方法

1.本发明涉及电池包技术领域，具体而言，涉及一种可快速更换电池模组的电池包及具有其的车辆。


背景技术：

2.电池作为电动车的动力装置，是保证电池车功能的重要部件，但是由于技术的限制，短期内单体电池的能量密度很难有大幅度的提升，尤其是达到和汽油相同等级的能量密度。因此在目前的技术体系内，需要通过系统级别的成组效率提升来弥补单体电池能量密度低的问题。受限于成本和开发周期，电池系统作为关键件，可以通用化也是目前的一个趋势，因此通用化设计也需要兼顾。
3.提高电池包的能量密度和通用化是目前电池技术发展的趋势，根据零件模块化和功能整合的原则，电池箱和车身之间存在着功能上重叠，因此将电池箱和车身的部分功能进行整合，在保证整车模态、刚度、强度的前提下，可大幅度降低整车重量。同时受限于目前的电池技术，电池发生故障是无法避免的，当电池发生故障时，可以快速更换故障电池，可以提高用户体验感，以上问题亟待解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可快速更换电池模组的电池包以及具有其的车辆，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可快速更换电池模组的电池包，包括：
6.结构承载件，所述结构承载件设置有容纳腔；
7.底部防护件，所述底部防护件设置有一个或多个电池安装口，所述底部防护件与所述结构承载件密封连接；
8.电池模组，所述电池模组包括电池模组主体和电池模组底座，所述电池模组底座具有第一密封翻边，所述电池模组主体穿过所述电池安装口，设置于容纳腔内，所述底部防护件远离所述容纳腔的外表面与所述第一密封翻边密封连接，所述底部防护件的外表面与地面相对设置，其中，所述电池模组的数量与所述电池安装口的数量相对应。
9.进一步地，所述第一密封翻边具有磁性，所述第一密封翻边通过相吸磁力吸附在所述底部防护件远离所述容纳腔的外表面，使所述底部防护件的外表面与所述第一密封翻边密封连接，其中，所述相吸磁力大于所述电池模组的重力。
10.进一步地，所述底部防护件具有磁力发生层，所述磁力发生层在所述电池模组安装口周围设置有第一线圈，所述电池模组底座设置有第一铁心部，所述第一铁心部穿设在所述电池安装口内，所述第一线圈通电后，所述第一铁心受到与所述相吸磁力相反的相斥磁力，其中，当所述电池模组的重力和所述相斥磁力的合力大于所述相吸磁力时，所述电池模组与所述底部防护件脱离。
11.进一步地，所述底部防护件还包括：非金属层和钢板层，所述非金属层与所述磁力层连接，所述磁力层与所述钢板层连接；所述钢板层与所述结构承载件通过结构胶粘接。
12.进一步地，还包括：电池管理系统、电磁控制器，检测模块和警报模块；电池模组发生故障时，电池管理系统可以锁定故障电池；电磁控制器向电池管理系统发送更换故障电池模组的电磁控制指令；电池管理系统接收到电磁控制指令后向检测模块发送检测命令，所述检测模块检测电池主回路是否断开，检测到所述电池主回路断开，所述检测模块向所述电池管理系统输出检测合格信号，所述电池管理系统向电磁控制器发送执行信号，所述执行信号指示所述电磁控制器向所述故障电池模组相应的第一线圈发送通电动作指令，所述通电动作指令用于指示所述第一线圈执行通电动作，所述通电动作用于指示闭合所述第一线圈的导通开关，使得所述第一线圈有电流通过；如果检测模块检测到所述电池主回路未断开，则所述检测模块向所述电池管理系统输出检测不合格信号，所述电池管理系统向报警模块发送报警信号，所述报警信号指示所述报警模块发出报警动作，用以提醒驾驶员并终止更换故障电池模组的程序。
13.进一步地，还包括电气控制盒；所述底部防护件设置有控制盒安装口，所述电气控制盒包括控制盒主体和控制盒底座，所述控制盒底座具有第二密封翻边和第二铁心部，所述控制盒主体穿过所述控制盒安装口，设置于容纳腔内，所述第二密封翻边具有磁性，与所述底部防护件相吸，且所述相吸磁力大于所述电气控制盒的重力，从而密封连接，所述磁力发生层在所述控制盒安装口周围设置有第二线圈，所述第二铁心部穿设在所述控制盒安装口内，所述第二线圈通电后，所述第二铁心受到与所述相吸磁力相反的相斥磁力，其中，当所述电气控制盒的重力和所述相斥磁力的合力大于所述相吸磁力时，所述电气控制盒与所述底部防护件脱离。
14.进一步地，还包括底部托板，所述底部托板一端与所述底部防护件铰接，相对的另一端与所述底部防护件可拆卸连接。
15.进一步地，每一块所述电池模组的电池容量对应相应的行驶里程。
16.进一步地，还包括前组件和后组件，所述结构承载件分别与所述前组件和后组件连接；所述结构承载件还包括纵梁，所述纵梁间隔设置在所述结构承载件的两侧，所述为纵梁为铝型材结构。
17.另一方面，一种车辆，包括上述的一种可快速更换电池模组的电池包。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过提高电池系统级别的成组效率，增加电动车的续驶里程，同时电池系统能量密度的提升，也可以为整车级别的减重贡献力量，故障电池快速更换可为用户节约维修时间。
附图说明
19.图1为本发明实施例的可快速更换电池模组的电池包结构爆炸示意图；
20.图2为本发明实施例的另一可快速更换电池模组的电池包结构爆炸示意图；
21.图3为本发明实施例的结构承载件结构示意图；
22.图4为本发明实施例的电池模组结构示意图；
23.图5为本发明实施例的底部防护件结构示意图；
24.图6为本发明实施例的另一个电池模组结构示意图；
25.图7为本发明实施例的电池模组、底部防护件以及底部托板结构连接示意图；
26.图8为本发明实施例的电气控制部件的结构连接示意图。
27.图中：100、结构承载件；200、底部防护件；300、电池模组；400、电池管理系统；500、电气控制盒；600、底部托板；700、液冷板；800、前组件；900、后组件；110、纵梁；210、电池安装口；220、磁力发生层；230、非金属层；240、钢板层；250、控制盒安装口；310、电池模组主体；320、电池模组底座；410、电磁控制器；420、检测模块；430、警报模块；221、第一线圈；321、第一密封翻边；322、电池防爆阀；323、第一铁心；324、输出极。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
29.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种可快速更换电池模组的电池包，包括：
32.结构承载件100，所述结构承载件100设置有容纳腔；
33.底部防护件200，所述底部防护件200设置有一个或多个电池安装口210，所述底部防护件200与所述结构承载件100密封连接；
34.电池模组300，所述电池模组300包括电池模组主体310和电池模组底座320，所述电池模组底座320具有第一密封翻边321，所述电池模组主体310穿过所述电池安装口210，设置于容纳腔内，所述底部防护件200远离所述容纳腔的外表面与所述第一密封翻边321密封连接，所述底部防护件200的外表面与地面相对设置，其中，所述电池模组300的数量与所述电池安装口210的数量相对应。
35.上述实施例中，由于底部防护件200的外表面与地面相对设置，外部环境的雨水都会对电池包造成影响，因此底部防护件200与结构承载件密封连接，同样的，电池模组底座320的第一密封翻边321与电池安装口210也需要密封连接，从而使容纳腔形成密封结构，当电池发生故障时，本发明这种单独的电池模组300拔插式的设计，通过电池管理系统快速锁定故障的电池模组300，并快速更换，无需把电池包整体拆卸进行修理，大大降低了电池包维护的速度，节约了维修时间，提高了用户体验，本发明还可以一次性更换所有模组，实现
快速换电动作；优选地，可以在电池模组底座320设置电池防爆阀322，上述电池防爆阀322与电池模组的输出极324朝向相反，在发生热失控时，电池防爆阀322朝向地面方向，与乘员舱方向相反，这样可以延长乘员舱首次出现明火的时间点，提高了安全性。
36.可选地，所述第一密封翻边321具有磁性，所述第一密封翻边321通过相吸磁力吸附在所述底部防护件200远离所述容纳腔的外表面，使所述底部防护件200的外表面与所述第一密封翻边321密封连接，其中，所述相吸磁力大于所述电池模组300的重力。
37.上述实施例中，第一密封翻边321具有磁性，底部防护件200外表面设置有能够与第一密封翻边321磁性相吸合的结构，使得电池模组300与底部防护件200密封连接，这种连接方式结构简单，不易出现连接部件的故障，提高了连接部件的稳定性，简单适用，更加提高了电池模组300的更换速度。
38.可选地，所述底部防护件200具有磁力发生层220，所述磁力发生层220在所述电池安装口210周围设置有第一线圈221，所述电池模组底座320设置有第一铁心部323，所述第一铁心部323穿设在所述电池安装口210内，所述第一线圈221通电后，所述第一铁心323受到与所述相吸磁力相反的相斥磁力，其中，当所述电池模组300的重力和所述相斥磁力的合力大于所述相吸磁力时，所述电池模组300与所述底部防护件200脱离。
39.上述实施例中，增加了线圈和铁心结构，当第一线圈221通电时，在第一铁心323上施加一个电磁力，电磁力与第一密封翻边321的吸合力相反，电磁力与电池模组重力的合力与第一密封翻边321的吸合力相互抵消，使得维修更换故障的电池模组300更加省力，进一步提高了电池模组300的更换速度。
40.可选地，所述底部防护件200还包括：非金属层230和钢板层240，所述非金属层230与所述磁力发生层220连接，所述磁力发生层220与所述钢板层240连接；所述钢板层240与所述结构承载件100通过结构胶粘接。
41.上述实施例中，非金属层230处于底部防护件200的外表面层，实现防腐降噪的作用，内表面的钢板层240起到承重作用。
42.可选地，包括：电池管理系统400、电磁控制器410，检测模块420和警报模块430；电池模组300发生故障时，电池管理系统400可以锁定故障的电池模组300；电磁控制器410向电池管理系统400发送更换故障电池模组300的电磁控制指令；电池管理系统400接收到电磁控制指令后向检测模块420发送检测命令，所述检测模块420检测电池主回路是否断开，检测到所述电池主回路断开，所述检测模块420向所述电池管理系统400输出检测合格信号，所述电池管理系统400向电磁控制器410发送执行信号，所述执行信号指示所述电磁控制器410向所述故障电池模组300相应的第一线圈221发送通电动作指令，所述通电动作指令用于指示所述第一线圈221执行通电动作，所述通电动作用于指示闭合所述第一线圈221的导通开关，使得所述第一线圈221有电流通过；如果检测模块420检测到所述电池主回路未断开，则所述检测模块420向所述电池管理系统400输出检测不合格信号，所述电池管理系统400向报警模块430发送报警信号，所述报警信号指示所述报警模块430发出报警动作，用以提醒驾驶员并终止更换故障电池模组300的工作程序。
43.可选地，还包括电气控制盒500；所述底部防护件200设置有控制盒安装口250，所述电气控制盒500包括控制盒主体和控制盒底座，所述控制盒底座具有第二密封翻边和第二铁心部，所述控制盒主体穿过所述控制盒安装口250，设置于容纳腔内，所述第二密封翻
边具有磁性，与所述底部防护件相吸，且所述相吸磁力大于所述电气控制盒的重力，从而密封连接，所述磁力发生层在所述控制盒安装口250周围设置有第二线圈，所述第二铁心部穿设在所述控制盒安装口250内，所述第二线圈通电后，所述第二铁心受到与所述相吸磁力相反的相斥磁力，其中，当所述电气控制盒500的重力和所述相斥磁力的合力大于所述相吸磁力时，所述电气控制盒500与所述底部防护件脱离。
44.上述实施例中，电气控制盒500与电池模组300具有相同的密封连接方式，使得电气控制盒500在出现故障的时候也可以实现快速更换。
45.可选地，还包括底部托板600，所述底部托板600一端与所述底部防护件200铰接，相对的另一端与所述底部防护件200可拆卸连接。
46.上述实施例中，在底部防护件200与地面之间增加了底部托板600，即防止地面灰尘以及泥水对电池包的飞溅腐蚀，又可以对电池模组300底座起到支撑作用，使得本发明的结构更加安全可靠，同时底部托板600与电池模组300底座抵接，能够帮助电池模300组散热。
47.可选地，还包括液冷板700，所述冷夜板700为双层柔性结构，一层粘接在结构承载件200底部，一层与电池模组300充分接触。
48.可选地，还包括前组件800和后组件900，所述结构承载件100分别与所述前组件800和后组件900连接；所述结构承载件100还包括纵梁110，所述纵梁110间隔设置在所述结构承载件100的两侧，所述为纵梁110为铝型材结构。
49.上述实施例中，所述前组件800和后组件900为高压铸铝结构，与结构承载件100通过焊接实现连接组合，可替代部分车架结构，可满足电池包防撞要求；纵梁110可以根据实际需要裁切成规定的长度，因此针对不同轴距的车型只需要更改两侧纵梁110的长度即可调整结构承载件100的尺寸，满足不同电量的配置，可满足模块化开发的需求。
50.可选地，每一块所述电池模组300的电池容量对应相应的行驶里程。
51.上述实施例中，每一块所述电池模组300的电池容量对应相应的行驶里程，用户可以根据出行距离，进行相应数量电池的快速安装与卸载。
52.另一方面，一种车辆，包括上述实施例中的一种可快速更换电池模组的电池包。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。