CN103600644A - 电池锁止机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池锁止机构，用于电动汽车底盘的换电系统。电池锁止机构包括挂扣、转锁保持盒、中心拉轴、顶销、卡销、驱动轴。驱动轴上驱动钥匙卡住卡槽，顶住顶销以带动设置在所述转锁保持盒中的中心拉轴转动，同时带动设置在中心拉轴上的卡销转动至转锁保持盒上的下盖上的第一限位槽中以锁止所述中心拉轴。此电池锁止机构可以快速、安全、可靠的更换电动汽车电池的电池锁止机构。

Description

电池锁止机构

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种用于电动汽车底盘换电系统的电池锁止机构。

背景技术

目前，环境、能源两大问题催促着电动汽车快速发展。但电池的问题始终解决不了，依然具有成本高，续航能力小，充电时间长等问题，换电模式的出现让当前局势下的电动汽车有了新的活力。换电模式要求必须有快速换电的技术，快速换电又与电池的锁止机构密切相关。对电池的安装和拆卸，锁止机构必须安全可靠、对电池锁止和解锁要求精度低、安装方便、模块化强，不同的车辆适用性强，使电池与电动汽车实现快捷、安全地锁止和开启。因此开发出一种快速、安全、可靠地换电锁止机构对于换电电动汽车的发展具有重要意义。

发明内容

基于此，有必要提供一种快速、安全、可靠的更换电动汽车电池的电池锁止机构。

一种电池锁止机构，用于电动汽车底盘的换电系统，包括：

挂扣，固定在电动汽车的底盘上，设有卡持槽；

转锁保持盒，固定在电池上，所述转锁保持盒包括上盖、与上盖配合的下盖，所述下盖上设有第一限位槽；

中心拉轴，可转动的设置在所述转锁保持盒中，所述中心拉轴的一端设有挂销，所述挂销可进入所述卡持槽并在转动后与所述挂扣彼此锁定，挂销反向转动后与所述挂扣解除锁定，所述中心拉轴的另一端设有中空的收容部，在所述收容部的侧壁上开设沿所述中心拉轴的轴线方向的长孔，在所述收容部的端部朝向内部开设卡槽；

顶销，收容于所述收容部内，所述顶销设有通孔；

卡销，贯穿所述通孔嵌在所述顶销内，所述卡销的两端收容于所述长孔内，并可沿所述长孔往返位移，所述卡销可在所述中心拉轴的带动下转动到所述第一限位槽内并锁止所述中心拉轴；

驱动轴，相对于所述转锁保持盒可升降设置，所述驱动轴设有与所述卡槽配合的驱动钥匙，所述驱动轴可以通过驱动钥匙带动所述中心拉轴转动。

在其中一个实施例中，所述挂扣沿所述卡持槽的周边设有上升斜面。

在其中一个实施例中，还包括锁止复位弹性件，收容在所述中心拉轴的收容部中，并与所述顶销的顶部相抵接。

在其中一个实施例中，所述中心拉轴的顶部开设有固定孔，固定螺钉穿过所述固定孔将所述挂销固定在所述中心拉轴上。

在其中一个实施例中，所述中心拉轴的沿圆周上上设置凸沿，所述凸沿可与所述上盖的相抵接限位所述中心拉轴。

在其中一个实施例中，所述卡持槽具有螺旋形的内表面，所述挂销具有与卡持槽螺旋形的内表面匹配的外形。

在其中一个实施例中，所述第一限位槽的个数为4个，其中两个可用于锁止限位，另两个可用于解锁限位，锁止时，所述卡销可落入到用于锁止的第一限位槽，解锁时，所述卡销可落入到用于解锁的第一限位槽。

在其中一个实施例中，所述驱动轴的上部开设具有台阶的收容孔，所述驱动钥匙收容在所述收容孔中。

在其中一个实施例中，还包括平衡弹性件，平衡弹性件装在收容孔内，与所述驱动钥匙相抵，所述平衡弹性件可。

在其中一个实施例中，在所述收容孔的台阶上开设第二限位槽，所述驱动钥匙通过限位销卡在所述第二限位槽内，所述限位销可限定所述驱动钥匙沿所述收容孔移动。

上述电池锁止机构的驱动轴上的驱动钥匙卡住卡槽，顶住顶销以带动设置在所述转锁保持盒中的中心拉轴转动，同时带动设置在中心拉轴上的卡销转动至转锁保持盒上的下盖上的第一限位槽中以锁止所述中心拉轴，同时，挂销卡在挂扣上。如此，中心拉轴的结构紧凑简单。并且可以快速、安全、可靠的更换电动汽车电池的电池锁止机构。

附图说明

图1为一实施例所述的电池锁止机构的结构示意图；

图2为一实施例所述的电池锁止机构的局部剖面图；

图3为一实施例所述的电池锁止机构的中心拉轴的结构示意图；

图4为一实施例所述的电池锁止机构的下盖的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种电池锁止机构10，用于电动汽车底盘的换电系统，包括挂扣100、转锁保持盒200、中心拉轴300、顶销400、卡销500、锁止复位弹性件600、驱动轴700。

挂扣100固定在电动汽车的底盘上，设有卡持槽101。所述挂扣100沿所述卡持槽101的周边设有上升斜面103。

请结合图2、4，转锁保持盒200固定在电池上，所述转锁保持盒200包括上盖201、与上盖201配合的下盖203，所述下盖203上设有第一限位槽205。上盖201设有一抵持面。在图示中，开设有四个对称的第一限位槽205。其中两个用于锁止限位，另两个用于解锁限位。而且在第一限位槽205周围都有斜凸起207，能够实现可靠的限位锁止，防止卡销500卡死现象出现。斜凸起207的设置大大简化了锁止零件，使得结构非常简单，而且安全可靠。

中心拉轴300可转动的设置在所述转锁保持盒200中。所述中心拉轴300的一端设有挂销301。所述挂销301可进入所述卡持槽101并在转动后与所述挂扣100彼此锁定，挂销301反向转动后与所述挂扣100解除锁定。所述卡持槽101的形状与所述挂销301的形状匹配且贯穿所述挂扣100。具体在图示实施例中，所述中心拉轴300的顶部设有固定孔303，固定螺钉305穿过固定孔303将所述挂销301固定在所述中心拉轴300上。

所述中心拉轴300的另一端设有中空的收容部310，在所述收容部310上开设沿所述中心拉轴300的长度方向的长孔311，在所述收容部310的端部朝向内部开设卡槽313。中心拉轴300如此设计使得该锁止机构在垂直方向的长度大大减小，提高了电动汽车的通过性能。

所述中心拉轴300的沿圆周上设置凸沿330，凸沿330可与所述上盖201的抵持面相抵接限位。同时，所述转锁保持盒200的高度大于所述挂扣100的厚度。以使得凸沿330与抵持面相抵的时候，挂销301位于所述挂扣100的上方。

顶销400收容于所述收容部310中，所述顶销400设有通孔401。

卡销500，贯穿顶销400的通孔401嵌在所述顶销400内，所述卡销500可沿所述长孔311往返位移，所述卡销500可在所述中心拉轴300的带动下转动到第一限位槽205内锁止所述中心拉轴300。当锁止时，卡销500的两端卡在第一限位槽205内，防止中心拉轴300转动，避免自动脱锁。解锁时，卡销500从第一限位槽205转出。如图示，当开设有四个对称的第一限位槽205，则其中两个可用于锁止限位，另两个可用于解锁限位。锁止时，卡销500落入到用于锁止的第一限位槽205，解锁时，卡销500落入到用于解锁的第一限位槽205。

锁止复位弹性件600，收容在所述中心拉轴300的中空状的收容部310中，并与所述顶销400的顶部相抵接。图示实施例中，锁止复位弹性件600为一弹簧。当顶销400上顶时，锁止复位弹性件600受压。当顶销400不受上顶的力时，在锁止复位弹性件600的复位力下，顶销400复位，带着卡销500卡到第一限位槽205中，以限制中心转轴转动，避免脱锁。

驱动轴700，相对于所述转锁保持盒200可升降设置，设有与所述卡槽313配合的驱动钥匙701。具体的，驱动轴700由电机带动，提供旋转上升的动力。驱动轴700的上部中空形成一收容孔703，驱动钥匙701收容在收容孔703内。收容孔703的内壁呈阶梯状，在阶梯处有一台阶710，在台阶710上开设第二限位槽713，驱动钥匙701通过限位销730卡在所述第二限位槽713内。限位销730可以限定驱动钥匙701仅在竖直方向上驱动钥匙701。

所述驱动钥匙701，装在驱动轴700的收容孔703中，并通过一限位销730限定在第二限位槽713内，限制转动，只能实现竖直移动。锁止解锁时与中心转轴下部卡槽313配合，当升降平台上升时，驱动钥匙701插入到卡槽313内，上顶顶销400，上顶一段距离，卡销500移出用于解锁的第一限位槽205，然后驱动钥匙701带动中心转轴旋转直至落入用于限位的第一限位槽205，以实现锁止解锁。

电池锁止机构10还包括平衡弹性件800，平衡弹性件800装在收容孔703内，与驱动钥匙701相抵。支撑着驱动钥匙701。平衡弹性件800的设计使电池安装可靠地又以保障。由于电池非常重，长时间后车架肯定有一定变形，导致所有锁止点不在同一平面上，安装时可能出现某个变形大的锁止点的顶销400已经顶到位，但其他锁止点的顶销400没有顶到位而不能解锁的状态，设计平衡弹性件800使得这一问题得到解决。当车架有变形时，升降平台带动驱动钥匙上顶顶销400，即使某个锁止点变形过大，当某个驱动钥匙701把顶销400顶到位时，为了所有顶销400都能到位继续上升升降平台，驱动钥匙下的平衡弹性件800就会压缩，为其他锁止点的上升提供便利。在图示实施例中，平衡弹性件800为一弹簧。

在另一实施例中，所述卡持槽101具有螺旋形的内表面，所述挂销301具有与卡持槽101螺旋形的内表面匹配的外形。螺旋形的设计可以增强自锁功能。

以下结合具体的装配过程及使用方法对电池锁止机构10做进一步的说明。

挂扣100固定在汽车底盘车架上，转锁保持盒200与电池连接在一起。驱动轴700由升降平台的电机带动。中心拉轴300装在转锁保持盒200中，挂销301通过紧固螺钉固定在中心拉轴300的固定孔303内，以防止挂销301相对中心拉轴300移动。锁止复位弹性件600装入收容部310内，顶销400装入收容部310，同时卡销500依次贯穿长孔311，顶销400的通孔401。驱动钥匙701装在驱动轴700中并由限位销730定位。

电池的自由状态下，挂销301与挂扣100是分离的，驱动钥匙701与中心拉轴300是分离的。顶销400自由垂下，同时卡销500自由卡在转锁保持盒200下盖203的第一限位槽205里。当要锁止时，如图，托电池的升降平台的每个升降电机同时使每个驱动轴700带动每个驱动钥匙701上升。驱动钥匙701插入卡槽313，驱动钥匙701顶住顶销400继续上升。顶销400带动卡销500退出转锁保持盒200下盖203的第一限位槽205，继续顶着中心拉轴300上移，同时锁止复位弹性件600受压，凸沿330顶住转锁保持盒200上盖201，带动电池上移，挂销301上移通过卡持槽101。如图，接下来旋转电机工作，带动驱动轴700旋转，驱动钥匙701驱动中心拉轴300转动，挂销301沿具有上升斜面103的卡持槽101转动上升，并最终旋转90度，有感应开关（未标）感应，上升到挂扣100顶面，同时卡销500也随着转了90度，正好转到下一第一限位槽205的上方，如图，第三步，升降平台带动驱动钥匙下降，顶销400在锁止复位弹性件600的回复力下下垂到原位置，卡销500跟着下落正好落入第一限位槽205内，从而限制了中心拉轴300的转动，避免了挂销301自动脱挂。

解锁时，分为四步，第一步。升降平台移动到电动汽车底盘下自动对位后，驱动轴700带动驱动钥匙上升，驱动钥匙插入卡槽313，上顶顶销400，卡销500退出用于锁止的第一限位槽205，中心拉轴300的转动不再受限。第二步，驱动轴700反向旋转带动中心拉轴300反向转动，挂销301随着反向转动，转动90度，正好完全转入卡持槽101挂销301脱挂。第三步，升降台带动电池下降，完成解锁。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池锁止机构，用于电动汽车底盘的换电系统，其特征在于，包括：

挂扣，固定在电动汽车的底盘上，设有卡持槽；

转锁保持盒，固定在电池上，所述转锁保持盒包括上盖、与上盖配合的下盖，所述下盖上设有第一限位槽；

中心拉轴，可转动的设置在所述转锁保持盒中，所述中心拉轴的一端设有挂销，所述挂销可进入所述卡持槽并在转动后与所述挂扣彼此锁定，挂销反向转动后与所述挂扣解除锁定，所述中心拉轴的另一端设有中空的收容部，在所述收容部的侧壁上开设沿所述中心拉轴的轴线方向的长孔，在所述收容部的端部朝向内部开设卡槽；

顶销，收容于所述收容部内，所述顶销设有通孔；

卡销，贯穿所述通孔嵌在所述顶销内，所述卡销的两端收容于所述长孔内，并可沿所述长孔往返位移，所述卡销可在所述中心拉轴的带动下转动到所述第一限位槽内并锁止所述中心拉轴；

驱动轴，相对于所述转锁保持盒可升降设置，所述驱动轴设有与所述卡槽配合的驱动钥匙，所述驱动轴可以通过驱动钥匙带动所述中心拉轴转动。

2.如权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述挂扣沿所述卡持槽的周边设有上升斜面。

3.如权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，还包括锁止复位弹性件，收容在所述中心拉轴的收容部中，并与所述顶销的顶部相抵接。

4.如权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述中心拉轴的顶部开设有固定孔，固定螺钉穿过所述固定孔将所述挂销固定在所述中心拉轴上。

5.如权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述中心拉轴的沿圆周上设置凸沿，所述凸沿可与所述上盖的相抵接限位所述中心拉轴。

6.根据权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述卡持槽具有螺旋形的内表面，所述挂销具有与卡持槽螺旋形的内表面匹配的外形。

7.根据权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述第一限位槽的个数为4个，其中两个可用于锁止限位，另两个可用于解锁限位，锁止时，所述卡销可落入到用于锁止的第一限位槽，解锁时，所述卡销可落入到用于解锁的第一限位槽。

8.根据权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述驱动轴的上部开设具有台阶的收容孔，所述驱动钥匙收容在所述收容孔中。

9.根据权利要求8所述的电池锁止机构，其特征在于，还包括平衡弹性件，平衡弹性件装在收容孔内，与所述驱动钥匙相抵。

10.根据权利要求8所述的电池锁止机构，其特征在于，在所述收容孔的台阶上开设第二限位槽，所述驱动钥匙通过限位销卡在所述第二限位槽内，所述限位销可限定所述驱动钥匙沿所述收容孔移动。

Images