一種用于電動汽車的電池快換自鎖裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于電動汽車的電池快換自鎖裝置，包括安裝在車輛電池組上的鎖緊導向柱、以及安裝在車架上且與所述鎖緊導向柱配合的電池鎖緊機構；所述的電池鎖緊機包括：底座，具有容納所述鎖緊導向柱插入的鎖緊孔；設置在底座內并用于鎖定/解鎖所述鎖緊導向柱的鎖緊滑塊；置于鎖緊滑塊上方的滑動塊，鎖緊滑塊的頂面具有伸入滑動塊內的聯動銷；以及帶動滑動塊的驅動電機。本實用新型可以實現車輛電池組的快速更換，結構簡單，增加系統穩定性和可靠性。
【專利說明】
一種用于電動汽車的電池快換自鎖裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及車輛電池快換領域，尤其涉及一種用于電動汽車的電池快換自鎖
目.0
【背景技術】
[0002]隨著世界能源緊缺及環保的要求，以汽油及柴油為能源的汽車受到一定的限制及沖擊，環保節能的電動汽車成為汽車行業的一種重要的分支，電動汽車正好滿足能源和環保的雙重要求。電動汽車中關鍵的部件就是電池，電池的合理布局及安裝能給電動汽車提供更大的動力，在現有的電動汽車上，一般都是將電池裝配到電池框架內，電池框架固定到電動汽車底盤。
[0003]雖然電動汽車以其節能環保的優點得到了快速發展，但由于車載動力電池的能量密度尚不夠理想，電動汽車單次充電的續駛里程較短，而電池每次充電的時間又太長，讓電動汽車的使用和推廣受到嚴重限制，因此，應用在電動汽車上的動力電池快速更換技術也成為了新能源領域的研究熱點。
[0004]為實現電動汽車動力電池的快速更換，現有公開號為CN101890901A的專利文獻提供了一種電動汽車動力電池快換機構，包括固定在汽車底盤上的電池安裝框架及設于電池安裝框架內的電池組，該專利通過取出電池安裝框架內的電池組，以此提高更換速度，且無需拆解電池安裝框架；另外，公開號為CN104369652A的專利文獻也提供了一種電動汽車電池快換機構，包括與電池連接的電池連接塊、與車身連接的車身連接塊、用于對電池連接塊定位且作直線運動的固定桿和用于對固定桿提供驅動力的驅動器，電池連接塊設有讓固定桿插入的定位孔，電池連接塊與車身連接塊之間并通過定位銷和銷孔相配合進行定位;具體通過驅動器控制固定桿進行移動，可以很方便的控制電池固定塊的固定與移出。
[0005]因此，現有電動汽車電池快換裝置結構不一，主要分為機械式和電動機械式兩種，其中，機械式快換裝置的操作過程主要為人力，效率較低，更換速度慢，效率較低。
【實用新型內容】
[0006]為克服現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種用于電動汽車的電池快換自鎖裝置，利用電機驅動滑動塊，并帶動鎖緊滑塊，實現鎖定或解鎖電池組，更換速度快，效率高。
[0007]本實用新型的具體技術方案如下:
[0008]—種用于電動汽車的電池快換自鎖裝置，包括安裝在車輛電池組上的鎖緊導向柱、以及安裝在車架上且與所述鎖緊導向柱配合的電池鎖緊機構；
[0009]所述的電池鎖緊機包括:
[0010]底座，具有容納所述鎖緊導向柱插入的鎖緊孔；
[0011]設置在底座內并用于鎖定/解鎖所述鎖緊導向柱的鎖緊滑塊；
[0012]置于鎖緊滑塊上方的滑動塊，鎖緊滑塊的頂面具有深入滑動塊內的聯動銷；
[0013]以及帶動滑動塊的驅動電機。
[0014]本實用新型中，通過驅動電機帶動滑動塊，該滑動塊經聯動銷驅動鎖緊滑塊，從而實現電池組的自動解鎖與鎖;鎖緊滑塊限位設置在底座內，與鎖緊導向柱配合更加準確。
[0015]作為優選的，所述鎖緊導向柱的頂部設有一導向錐面，鎖緊孔內具有與導向錐面貼合的限位錐面。
[0016]導向錐面用于引導鎖緊導向柱進入鎖緊孔內，即使在鎖緊導向柱的對位稍有偏差時，也能通過導向錐面的引導使其準確滑入鎖緊孔內，降低電池安裝時的對位準確度，以提高更換速度。
[0017]另外，鎖緊導向柱是通過間隙配合插入鎖緊孔內的，兩者之間必然存在一定的間隙，該間隙的存在可能導致鎖緊導向柱的晃動，使得車輛在行駛過程中出現異響。本實用新型在孔內設置與導向錐面貼合的限位錐面，在鎖緊導向柱插入后，兩個錐面完全貼合，使鎖緊導向柱與鎖緊孔同軸，可以避免鎖緊導向柱在孔內的晃動。
[0018]作為優選的，所述鎖緊導向柱的外壁開設有鎖槽，鎖緊滑塊具有可插入鎖槽內的鎖緊板。
[0019]本實用新型中，鎖定狀態時通過鎖緊導向柱與鎖緊滑塊配合實現的，制約鎖緊導向柱難以從鎖緊孔內退出，如鎖緊導向柱的外壁開設鎖槽，鎖緊滑塊上的鎖緊板插入鎖槽內，該鎖槽也可以是相應的孔，鎖緊板也可以為相應的插銷;通過上述的描述，限制鎖緊導向柱在孔內的軸向移動，以實現鎖緊狀態，但不僅限于上述的實施方式，現有其他的軸向限位機構均可用于本實用新型，以達到鎖定或解鎖的目的。
[0020]進一步的優選，所述底座具有適應鎖緊滑塊的安裝槽，槽內設有感應鎖定/解鎖狀態的兩個位置傳感器。通過位置傳感器感應鎖緊滑塊的位置，以了解當前自鎖裝置的狀態，另外還可以通過位置傳感器的信號進行下一步控制，例如根據信號將電池組脫出，或根據信號的狀態安裝新電池組。
[0021]優選的，所述底座頂部設有安裝套筒，筒內設有可升降的自鎖滑塊，在鎖緊滑塊處于鎖定狀態時，具有與所述鎖緊滑塊端部頂壓的側面。
[0022]本實用新型中，自鎖滑塊相當于二道鎖裝置，鎖緊滑塊為一道鎖裝置，鎖緊滑塊用于鎖定鎖緊導向柱，自鎖滑塊用于鎖死所述的鎖緊滑塊。
[0023]進一步的，在處于自鎖狀態時，為限制鎖緊滑塊的自由度，保持鎖緊滑塊與鎖緊導向柱的緊貼，設置沿底座升降的自鎖滑塊，該自鎖滑塊的側面在鎖定時頂壓在鎖緊滑塊的頂部，保持鎖緊滑塊與鎖緊導向柱的緊密配合，避免出現意外解鎖，達到自動鎖緊功能，增加電池組在車輛運行時的穩定性。
[0024]作為進一步優選效果，更換電池時，首先通過移除頂壓鎖緊滑塊的自鎖滑塊，然后由滑動塊帶動鎖緊滑塊與鎖緊導向柱分離，即可使鎖緊導向柱從孔內退出；同理，在更換后的鎖定時，先由鎖緊滑塊鎖定鎖緊導向柱，再由自鎖滑塊頂住鎖緊滑塊，實現鎖定后的自鎖。
[0025]進一步優選的，所述自鎖滑塊具有延伸出筒外的導柱，所述滑動塊具有與導柱配合驅動斜面。
[0026]本實用新型中，自鎖滑塊與鎖緊滑塊均由滑動塊驅動，即一道鎖裝置和二道鎖裝置是由同一部件驅動來實現的，那么由該部件驅動的次序應該是:解鎖時，先打開二道鎖裝置，再打開一道鎖裝置;鎖定時，先鎖緊一道鎖裝置，再鎖緊二道鎖裝置。
[0027]本實用新型中，由于滑動塊上設有驅動斜面，滑動塊的移動軸與自鎖滑塊的移動軸垂直，導柱從側面收到驅動斜面的推力時，結合導向槽的作用，使得自鎖滑塊產生升降移動。
[0028]優選的，所述驅動電機的輸出軸連接有絲桿，滑動塊具有與絲桿螺紋配合的連接板。
[0029]優選的，所述安裝套筒的頂部設有向下延伸并插入所述自鎖滑塊內的導桿，導桿外套設對自鎖滑塊具有向下推力的彈簧。
[0030]自鎖滑塊為楔形塊，側面為自鎖斜面，鎖緊滑塊端部也具有與該斜面配合的受力斜面，自鎖斜面為施力斜面，保持自鎖滑塊對鎖緊滑塊的壓緊。
[0031]另外，由于滑動塊上存在驅動斜面，彈簧對自鎖滑塊具有向下推力，保持導柱貼住驅動斜面滑行，同時也進一步用于保持自鎖滑塊對鎖緊滑塊的壓緊。
[0032]由于二道鎖裝置的存在，且一道鎖和二道鎖是由同一部件實現解鎖的，則解鎖次序為二道-一道鎖;優選的，所述滑動塊底部設有條形孔，聯動銷頂部伸入所述條形孔內。
[0033]本實用新型中，設置的條形孔可避免滑動塊和鎖緊滑塊的同時運動，條形孔為滑動塊的單獨運行提供可行性。解鎖時，滑動塊首先單獨運動，聯動銷在條形孔內的位置改變，其上的驅動斜面帶動自鎖滑塊上升以解除二道鎖，當聯動銷頂住條形孔的端部時，繼續移動的滑動塊帶動鎖緊滑塊以解除鎖定；同理，在鎖定時，自鎖滑塊沿驅動斜面下降一定幅度后抵住鎖緊滑塊上表面，使得鎖緊滑塊在滑動塊帶動下鎖定鎖緊導向柱，在鎖緊滑塊到位后，自鎖滑塊壓住其側面實現自鎖。
[0034]進一步的，為保持鎖緊滑塊先鎖定和自鎖滑塊后鎖緊的順序，所述底座的底板側面設有限位槽，聯動銷穿過該限位槽進入滑動塊底部的導向槽內，該限位槽用于控制解鎖后鎖緊滑塊的移動位置，防止鎖緊滑塊在解鎖后完全移出自鎖滑塊的正下方，即在鎖定時可以阻擋自鎖滑塊的下落，實現鎖定次序為先鎖緊后自鎖。
[0035]本實用新型可以實現車輛電池組的快速更換，可以在保證電池更換的高效工作，結構簡單，增加系統穩定性和可靠性。
【附圖說明】
[0036]圖1為本實用新型中電池快換自鎖裝置的外部結構圖；
[0037]圖2為本實用新型中電池快換自鎖裝置的剖視圖；
[0038]圖3為本實用新型中電池快換自鎖裝置的鎖定狀態圖；
[0039]圖4為本實用新型中電池快換自鎖裝置的解鎖狀態圖；
[0040]圖5為滑動塊的結構圖；
[0041 ]圖6為鎖緊滑塊的結構圖；
[0042]圖7為本實用新型中電池快換自鎖裝置的側視圖；
[0043]圖8為圖7中A-A的剖面圖；
[0044]圖9為圖7中B-B的剖面圖。
【具體實施方式】
[0045]如圖1所示的電池快換自鎖裝置，包括固定在車架上的外殼1、安裝在車輛電池組上的鎖緊導向柱2和位于外殼內且與鎖緊導向柱2配合的電池鎖緊機構4。
[0046]外殼I的兩側設有與車架固定配合用的螺栓孔3，電池鎖緊機構4安裝在外殼I的內腔中，外殼底部設有通孔，鎖緊導向柱2穿過通孔后進入電池鎖緊機構4內。
[0047]如圖2、圖3和圖4所示，電池鎖緊機4包括通過螺栓固定在外殼I中的底座19，其具有容納鎖緊導向柱2插入的鎖緊孔8。
[0048]底座19內設有鎖緊滑塊11，該鎖緊滑塊11與鎖緊導向柱2配合，用于實施電池組的鎖定或解鎖。鎖緊導向柱2的外周設有環形的鎖槽28，鎖緊滑塊11的結構如圖6所示，鎖緊滑塊11的鎖緊板112設有U形槽，U形槽設有導向用的擴口部111，通過U形槽底部邊沿進入鎖槽28內，限制鎖緊導向柱2在鎖緊孔8內的軸向移動，實現電池組的鎖定。
[0049]鎖緊導向柱2的頂部設有一導向錐面26，用于引導鎖緊導向柱2進入鎖緊孔8內，SP使在鎖緊導向柱2的對位稍有偏差時，也能通過導向錐面26的引導使其準確滑入鎖緊孔8內，降低電池安裝時的對位準確度，以提高更換速度。另外，鎖緊導向柱2是通過間隙配合插入鎖緊孔內的，兩者之間必然存在一定的間隙，該間隙的存在可能導致鎖緊導向柱2的晃動，使得車輛在行駛過程中出現異響;進一步在孔內設置與導向錐面26貼合的限位錐面27，限位錐面27設置在底座的頂部25上，在鎖緊導向柱26插入后，兩個錐面完全貼合，可以避免鎖緊導向柱在孔內的晃動。
[0050]底座19設有適應鎖緊滑塊11的安裝槽，槽內設有感應鎖定/解鎖狀態的位置傳感器12和位置傳感器13。通過兩個位置傳感器感應鎖緊滑塊11的位置，以了解當前自鎖裝置的狀態。
[0051 ]底座19的中部設有可升降滑動的自鎖滑塊9，在鎖緊滑塊處于鎖定狀態時，自鎖滑塊9位于鎖緊滑塊11的一側，且自鎖滑塊9的側面壓緊鎖緊滑塊11的端部，用于鎖定鎖緊滑塊11，形成對快換裝置的自鎖。
[0052]本實施例中，自鎖滑塊9相當于二道鎖裝置，鎖緊滑塊11為一道鎖裝置，鎖緊滑塊11用于鎖定鎖緊導向柱2，自鎖滑塊9用于鎖死鎖緊滑塊11的鎖定狀態。
[0053]本實施例中，底座上設有自鎖滑塊驅動部件和鎖緊滑塊驅動部件，更換電池時，首先通過自鎖滑塊驅動部件移除頂壓鎖緊滑塊11的自鎖滑塊9，然后由鎖緊滑塊驅動部件帶動鎖緊滑塊11與鎖緊導向柱2分離，即可使鎖緊導向柱2從孔內退出；同理，在更換后的鎖定時，先由鎖緊滑塊11鎖定鎖緊導向柱2，再由自鎖滑塊9頂住鎖緊滑塊11，實現鎖定后的自鎖。
[0054]如圖5和圖6所示，鎖緊滑塊驅動部件包括滑動塊14和滑動塊驅動部件，鎖緊滑塊11的頂部設有伸入滑動塊14內的聯動銷20，由滑動塊驅動部件帶動滑動塊11，滑動塊14通過聯動銷20同步帶動鎖緊滑塊11，實現鎖定或解鎖。
[0055]本實施例中，滑動塊驅動部件包括驅動電機5，由驅動電機5帶動的絲桿15，以及固定在滑動塊14上并與絲桿15螺紋配合的連接板143。驅動電機5通過定位環6固定在底座19上，連接板143中部設有螺紋孔。
[0056]如圖7、圖8和圖9所示，底座19頂部設有安裝套筒7，自鎖滑塊9置于安裝套筒7內且側面具有延伸出筒外的導柱24，也可在導柱24上套裝導向輪21，自鎖滑塊驅動部件通過導柱24驅動自鎖滑塊升降。安裝套筒7通過固定板18與底座19連接，側面設有導向槽23，導柱24經導向槽23穿出，自鎖滑塊驅動部件作用于導柱24后，驅動自鎖滑塊9沿導向槽運動，向下使自鎖滑塊9頂壓鎖緊滑塊11自鎖，向上解除對鎖緊滑塊11的作用，可以實現電池的更換。
[0057]自鎖滑塊驅動部件為設置在滑動塊14上的驅動斜面141，導柱24從側面收到驅動斜面141的推力時，結合導向槽23的作用，使得自鎖滑塊9產生升降移動。本實施例中，自鎖滑塊驅動部件與鎖緊滑塊驅動部件位于同一部件上，即一道鎖裝置和二道鎖裝置是由同一部件驅動來實現的，那么由該部件驅動的次序應該是:解鎖時，先打開二道鎖裝置，再打開一道鎖裝置;鎖定時，先鎖緊一道鎖裝置，再鎖緊二道鎖裝置。
[0058]安裝套筒7的頂部設有向下延伸并插入自鎖滑塊9內的導桿16，導桿16外套設對自鎖滑塊9具有向下推力的彈簧17，導桿16設有由兩根，絲桿15由兩導桿見穿過。
[0059]本實施例中，自鎖滑塊9為楔形塊，側面為自鎖斜面10，鎖緊滑塊11端部也具有與該斜面配合的受力斜面，保持自鎖滑塊對鎖緊滑塊的壓緊。
[0060]滑動塊14底部設有條形孔142，聯動銷20頂部伸入該條形孔142內。設置的條形孔142用于鎖緊滑塊11的延時驅動，避免滑動塊14和鎖緊滑塊11的同時運動，條形孔為滑動塊的單獨運行提供可行性。解鎖時，滑動塊首先單獨運動，聯動銷20在條形孔內的移動，驅動斜面141帶動自鎖滑塊9上升以解除二道鎖，當聯動銷20頂住條形孔142的端部時，繼續移動的滑動塊帶動鎖緊滑塊11鎖定；同理，在鎖定時，自鎖滑塊9沿驅動斜面141下降一定幅度后抵住鎖緊滑塊11上表面，使得鎖緊滑塊11在滑動塊14帶動下鎖定鎖緊導向柱，在鎖緊滑塊到位后，自鎖滑塊壓住其側面實現自鎖。
[0061 ]本實施例中，為保持鎖緊滑塊11先鎖定和自鎖滑塊9后鎖緊的順序，底座19的底板側面設有限位槽22，聯動銷20穿過該限位槽22進入滑動塊14底部的導向槽142內，該限位槽22用于控制解鎖后鎖緊滑塊11的移動位置，防止鎖緊滑塊11在解鎖后完全移出自鎖滑塊9的正下方，即在鎖定時可以阻擋自鎖滑塊的下落，實現鎖定次序為先鎖緊后自鎖。
[0062]以上所述僅為本實用新型的較佳實施舉例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于電動汽車的電池快換自鎖裝置，其特征在于，包括安裝在車輛電池組上的鎖緊導向柱、以及安裝在車架上且與所述鎖緊導向柱配合的電池鎖緊機構； 所述的電池鎖緊機包括: 底座，具有容納所述鎖緊導向柱插入的鎖緊孔； 設置在底座內并用于鎖定/解鎖所述鎖緊導向柱的鎖緊滑塊； 置于鎖緊滑塊上方的滑動塊，鎖緊滑塊的頂面具有伸入滑動塊內的聯動銷； 以及帶動滑動塊的驅動電機。2.如權利要求1所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述鎖緊導向柱的頂部設有一導向錐面，鎖緊孔內具有與導向錐面貼合的限位錐面。3.如權利要求2所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述鎖緊導向柱的外壁開設有鎖槽，鎖緊滑塊具有可插入鎖槽內的鎖緊板。4.如權利要求1所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述底座具有適應鎖緊滑塊的安裝槽，槽內設有感應鎖定/解鎖狀態的兩個位置傳感器。5.如權利要求4所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述底座頂部設有安裝套筒，筒內設有可升降的自鎖滑塊，在鎖緊滑塊處于鎖定狀態時，具有與所述鎖緊滑塊端部頂壓的側面。6.如權利要求5所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述自鎖滑塊具有延伸出筒外的導柱，所述滑動塊具有與導柱配合驅動斜面。7.如權利要求6所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述安裝套筒的頂部設有向下延伸并插入所述自鎖滑塊內的導桿，導桿外套設對自鎖滑塊具有向下推力的彈簧。8.如權利要求7所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述驅動電機的輸出軸連接有絲桿，滑動塊具有與絲桿螺紋配合的連接板。9.如權利要求8所述的電池快換自鎖裝置，其特征在于，所述滑動塊底部設有條形孔，聯動銷頂部伸入所述條形孔內。
【文檔編號】B60K1/04GK205553891SQ201620202328
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月16日
【發明人】郭曉亮, 鄧向斌, 丁文兵
【申請人】杭州萊本科技有限公司