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CN111204254A - 一种电池包锁紧机构、电池包解锁机构、电池包及车辆 - Google Patents

一种电池包锁紧机构、电池包解锁机构、电池包及车辆 Download PDF

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CN111204254A
CN111204254A CN202010066826.3A CN202010066826A CN111204254A CN 111204254 A CN111204254 A CN 111204254A CN 202010066826 A CN202010066826 A CN 202010066826A CN 111204254 A CN111204254 A CN 111204254A
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李科杰
沈靖靖
邬波
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Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Zhejiang Jizhi New Energy Automobile Technology Co Ltd
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Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Zhejiang Jizhi New Energy Automobile Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及电动汽车电池换电领域，特别涉及一种电池包锁紧机构、电池包解锁机构、电池包及车辆，包括：壳体、活动块和弹性件，所述壳体具有相对的第一侧壁和第二侧壁；所述活动块具有第一端和第二端，所述第一端穿过所述第一侧壁设置，所述第二端到所述第二侧壁的最大距离小于所述弹性件的自然长度；所述弹性件的一端与所述活动块的第二端连接，所述弹性件的另一端与所述第二侧壁连接；所述活动块上设有楔形凸起，所述楔形凸起沿竖直方向向下设置，所述楔形凸起远离所述活动块的一端具有楔形面。本申请实施例所述的电池包锁紧机构，结构设计简单巧妙，而且体积小，不占用空间，锁紧可靠，耐久性高。

Description

一种电池包锁紧机构、电池包解锁机构、电池包及车辆
技术领域
本发明涉及电动汽车电池换电领域，特别涉及一种电池包锁紧机构、电池包解锁机构、电池包及车辆。
背景技术
近几年来，纯电动汽车因其具有良好的环保性发展迅速。但是纯电动汽车的续航里程与燃油车相比，差距较大。为了解决纯电动汽车的续航问题，目前已有不少纯电动汽车厂家采用快速更换电池的方案，达到增加续航里程的目的。电动汽车快速更换电池的关键在于实现电池在车体上的快速锁紧与解锁，因此，锁紧与解锁装置必须设计的足够巧妙。而且电池的锁紧与解锁装置不仅要有很好的耐久性，还要有很好的稳定性，动力电池作为纯电动车的关键零件，车辆在高速行驶时一旦电池脱落或者与车体分离，都会导致严重的事故发生，因此，锁紧时装置必须与车体能够稳定连接。
现有的电池包锁止装置结构复杂，制造成本高，结构技术不够成熟，后期需要大量试验验证可行性以及耐久性。而且占用空间大，重量重，不利于整车的轻量化。更换电池时间长，后期可扩展性不高，仅能实现单一种类电池的快速更换。因此，需要提出一种新的电池包锁紧机构，来解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有电池包锁紧与解锁机构结构复杂，加工制造难度大的问题。
为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例公开了一种电池包锁紧机构，包括：壳体、活动块和弹性件，
所述壳体具有相对的第一侧壁和第二侧壁；
所述活动块具有第一端和第二端，所述第一端穿过所述第一侧壁设置，所述第二端到所述第二侧壁的最大距离小于所述弹性件的自然长度；
所述弹性件的一端与所述活动块的第二端连接，所述弹性件的另一端与所述第二侧壁连接；
所述活动块上设有楔形凸起，所述楔形凸起沿竖直方向向下设置，所述楔形凸起远离所述活动块的一端具有楔形面。
进一步的，所述第二端设有弹性件安装结构；和/或；
所述第二侧壁上与所述活动块对应的位置设有弹性件安装结构。
进一步的，所述弹性件为复位弹簧或弹性片。
进一步的，所述楔形凸起设置在所述第二端。
进一步的，所述活动块上还设有限位凸起，所述限位凸起用于控制所述活动块穿过所述第一侧壁的长度。
第二方面，本申请实施例公开了一种电池包解锁机构，包括：底板、推杆和驱动电机，所述驱动电机设置在所述底板上，所述推杆与所述驱动电机连接，所述驱动电机用于驱动所述推杆沿竖直方向运动，所述推杆远离所述驱动电机的一端具有楔形面。
进一步的，所述电池包解锁机构还包括电池托盘，所述电池托盘设置在所述底板上。
进一步的，所述电池托盘上设置有通孔，所述推杆穿过所述通孔。
第三方面，本申请实施例公开了一种电池包，所述电池包上设有卡槽，所述卡槽能够穿设如上所述的电池包锁紧机构。
第四方面，本申请实施例公开了一种车辆，包括如上所述的电池包锁紧机构。
采用上述技术方案，本申请实施例所述的电池包锁紧机构、电池包解锁机构、电池包及车辆具有如下有益效果：
本申请实施例所述的电池包锁紧机构，活动块穿过壳体，通过压缩的弹性件将活动块推进壳体实现电池包锁紧，活动块上竖直设置楔形凸起便于解锁。结构设计简单巧妙，而且体积小，不占用空间，锁紧可靠，耐久性高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例的电池包锁紧机构结构示意图；
图2为本申请一个实施例的电池包锁紧机构和解锁机构的结构示意图；
以下对附图作补充说明：
11-第一侧壁；12-第二侧壁；13-活动块；14-弹性件；15-楔形凸起；16-限位凸起；21-底板；22-驱动电机；23-推杆；24-电池托盘；3-电池包。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
现有的电池包锁紧装置结构复杂，制造成本高，结构技术不够成熟，后期需要大量试验验证可行性以及耐久性，占用空间大，重量重，不利于整车的轻量化。而且更换电池时间长，后期可扩展性不高，仅能实现单一种类电池的快速更换。
如图1所示，本申请实施例公开了一种电池包锁紧机构，包括：壳体、活动块13和弹性件14，壳体具有相对的第一侧壁11和第二侧壁12；活动块13具有第一端和第二端，第一端穿过第一侧壁11设置，第二端到第二侧壁12的最大距离小于弹性件14的自然长度；弹性件14的一端与活动块13的第二端连接，弹性件14的另一端与第二侧壁12连接；活动块13上设有楔形凸起15，楔形凸起15沿竖直方向向下设置，楔形凸起15远离活动块13的一端具有楔形面。
本申请实施例中，第一侧壁11上设有孔，活动块13的第一端穿过孔来锁紧电池包3。可选的，活动块13的截面为圆柱形、矩形、三角形或者其他多边形的样式，活动块13的第二端与弹性件14连接，弹性件14处于压缩状态，因此弹性件14可以将活动块13顶到第一侧壁11内。活动块13上还设有用于解锁的楔形凸起15，楔形凸起15竖直向下设置，通过对楔形凸起15施加向第二侧壁12方向的力，可使活动块13移动，达到解锁的目的。
纯电动车快速更换电池的关键在于实现电池包3在车体上的快速锁紧与解锁，因此，锁紧与解锁装置必须设计的足够巧妙。电池的锁紧与解锁装置不仅要有很好的耐久性，还要有很好的稳定性。本申请实施例所述的电池包锁紧机构，主要包括壳体、活动块13和弹性件14，通过运用斜楔机构原理，设置楔形凸起15，结构设计简单巧妙，而且体积小，不占用空间，锁紧可靠，耐久性高。而且可实现标准化生产及应用。
第二端设有弹性件14安装结构；和/或；第二侧壁12上与活动块13对应的位置设有弹性件14安装结构。
本申请实施例中，为保证弹性件14的连接可靠性，可设置弹性件14安装结构，可选的，活动块13的第二端及第二侧壁12设有卡接结构或者钩挂结构来安装弹性件14。在一些实施例中，弹性件14也可通过铆接或螺钉连接的方式安装。
弹性件14为复位弹簧或弹性片。
本申请实施例中，弹性件14可选为在压缩状态具有弹力的部件，常见的如复位弹簧、弹簧片等，可节约成本。
如图1所示，楔形凸起15设置在第二端。
本申请实施例中，楔形凸起15可设置在活动块13上第一侧壁11与第二侧壁12之间，可选的，楔形凸起15设置在活动块13的第二端，为活动块13提供更大的锁紧及解锁行程。
如图1所示，活动块13上还设有限位凸起16，限位凸起16用于控制活动块13穿过第一侧壁11的长度。
本申请实施例中，活动块13上壳设置限位凸起16可控制第一端伸入第一侧壁11的长度，避免活动块13整体穿过第一侧壁11，也可以缩短弹性件14的长度。限位凸起16设置在活动块13上第一侧壁11与第二侧壁12之间的任意位置，优选的，限位凸起16设置在楔形凸起15与第一侧壁11之间，且使活动块13能够伸入第一侧壁11合适长度。
如图2所示，本申请实施例还公开了一种电池包解锁机构，包括：底板21、推杆23和驱动电机22，驱动电机22设置在底板21上，推杆23与驱动电机22连接，驱动电机22用于驱动推杆23沿竖直方向运动，推杆23远离驱动电机22的一端具有楔形面。
本申请实施例中，底板21为解锁机构的承重板，驱动电机22设在其上，驱动电机22可推动推杆23向上运动，推杆23的顶端设有楔形斜面，能够与楔形凸起15配合。电池包3解锁时，驱动电机22推动推杆23向上运动，推杆23的楔形斜面首先接触电池包锁紧机构上的楔形凸起15，随着驱动电机22推动推杆23的持续上升，两个楔形斜面错开，弹性件14被压缩，活动块13向第二侧壁12运动，实现电池包3的解锁。
本申请所述的电池包解锁机构，将推杆23的竖直方向运动转化为电池包锁紧机构活动块13的水平运动，纯机械结构能够保证锁体的稳定性，锁紧机构与解锁机构简单巧妙，生产制造成本低，可运用空间广，而且体积小，无须占用太大空间。
如图2所示，电池包解锁机构还包括电池托盘24，电池托盘24设置在底板21上。
本申请实施例中，电池包解锁机构还包括电池托盘24，电池包解锁机构将电池解锁后，电池包3落在电池托盘24上，可选的，电池托盘24的表面设有具有缓冲作用的缓冲层，以免电池包3落下过程中硬接触收到损坏。在一些实施例中，电池托盘24整体为柔性材料制成，如橡胶、塑料等。
如图2所示，电池托盘24上设置有通孔，推杆23穿过通孔。
本申请实施例中，底板21上设置有多个解锁机构，电池托盘24可以设置在多个推杆23所围成的区域内。优选的，电池托盘24覆盖推杆23所围成的区域，推杆23穿过电池托盘24设置，这样电池托盘24可以遮挡驱动电机22，可以起到保护驱动电机22的作用，同时使结构美观简洁。在一些实施例中，在底板21或电池托盘24上还可以设置定位机构，来实现不同规格电池的快速更换。在另一些实施例中，底板21可设置在换电站的换电平台上，来实现电动汽车的快速解锁换电。
本申请实施例还公开了一种电池包3，电池包3上设有卡槽，卡槽能够穿设如上所述的电池包锁紧机构。
本申请实施例中，电池包3的侧壁上设有多个锁定卡槽，与电池包锁紧机构的活动块13配合，活动块13的第一端穿入卡槽中，从而实现电池包3的锁紧。
本申请实施例还公开了一种车辆，包括如上所述的电池包锁紧机构。
本申请实施例中，车辆上设有用于安装电池包3的电池仓，电池仓具有第一侧壁11和第二侧壁12，活动块13穿过第一侧壁11与电池包3上的卡槽配合。电池包锁紧机构包括活动块13和弹性件14，电池包解锁机构包括底板21、驱动电机22、推杆23以及电池托板，可选的，电池包解锁机构每三个为一组，一组电池固定在电池仓侧壁的一侧，电池的四侧共固定12个锁体，电池框架与车身连接。
当电动汽车的电池包3电量即将耗尽时，车辆驶入换电站内，换电平台升起，电池包解锁机构定位车辆上的电池包3，驱动电机22驱动推杆23沿车身向上运动，推杆23上的楔形斜面与活动块13上的楔形凸起15配合，推动活动块13水平移动，活动块13运动到一定程度时，电池脱离活动块13第一端的约束，电池由于重力作用掉落在电池托盘24上，电池解锁完成，换电平台向下运动，电池转运装置将电量耗尽的电池转运至充电处。
电池转运装置将一块电量充足的电池包3转运至电池托盘24上，换电平台升起，将电池包3送入电池仓，驱动电机22驱动推杆23下降，弹性件14推动活动块13水平运动到一定程度时，电池包3进入活动块13的倒扣约束，电池由于活动块13的倒扣约束作用而不掉落，电池锁紧完成，电动车驶离换电站，换电平台向下运动，完成换电。
如图2所示，本申请实施例中，活动块13是倒扣机构，倒扣住电池防止电池下落，电池仓与车身通过紧固元件连接，弹性件14呈压缩状态，当推杆23沿车身向上运动时，带动活动块13向车身水平向运动，电池包3落在电池托盘24上，从而实现电池解锁，反之，则可以实现电池的锁紧。电池包锁紧机构与电池包解锁机构配合，实现纯电动车电池包3的快速更换。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包锁紧机构，其特征在于，包括：壳体、活动块(13)和弹性件(14)，
所述壳体具有相对的第一侧壁(11)和第二侧壁(12)；
所述活动块(13)具有第一端和第二端，所述第一端穿过所述第一侧壁(11)设置，所述第二端到所述第二侧壁(12)的最大距离小于所述弹性件(14)的自然长度；
所述弹性件(14)的一端与所述活动块(13)的第二端连接，所述弹性件(14)的另一端与所述第二侧壁(12)连接；
所述活动块(13)上设有楔形凸起(15)，所述楔形凸起(15)沿竖直方向向下设置，所述楔形凸起(15)远离所述活动块(13)的一端具有楔形面。
2.根据权利要求1所述的电池包锁紧机构，其特征在于，所述第二端设有弹性件(14)安装结构；和/或；
所述第二侧壁(12)上与所述活动块(13)对应的位置设有弹性件(14)安装结构。
3.根据权利要求2所述的电池包锁紧机构，其特征在于，所述弹性件(14)为复位弹簧或弹性片。
4.根据权利要求3所述的电池包锁紧机构，其特征在于，所述楔形凸起(15)设置在所述第二端。
5.根据权利要求3所述的电池包锁紧机构，其特征在于，所述活动块(13)上还设有限位凸起(16)，所述限位凸起(16)用于控制所述活动块(13)穿过所述第一侧壁(11)的长度。
6.一种电池包解锁机构，其特征在于，包括：底板(21)、推杆(23)和驱动电机(22)，所述驱动电机(22)设置在所述底板(21)上，所述推杆(23)与所述驱动电机(22)连接，所述驱动电机(22)用于驱动所述推杆(23)沿竖直方向运动，所述推杆(23)远离所述驱动电机(22)的一端具有楔形面。
7.根据权利要求6所述的电池包解锁机构，其特征在于，所述电池包解锁机构还包括电池托盘(24)，所述电池托盘(24)设置在所述底板(21)上。
8.根据权利要求7所述的电池包解锁机构，其特征在于，所述电池托盘(24)上设置有通孔，所述推杆(23)穿过所述通孔。
9.一种电池包(3)，其特征在于，所述电池包(3)上设有卡槽，所述卡槽能够穿设如权利要求1-5中任意一项所述的电池包锁紧机构。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一项所述的电池包锁紧机构。
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