CN109398327A - 一种快速换电装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速换电装置及汽车，包括所述锁止装置和驱动装置，所述锁止装置包括锁止销和自弹锁止块；所述自弹锁止块包括壳体、壳体堵盖、支撑件、自弹伸缩件和滚珠，所述壳体堵盖位于所述壳体底部，所述支撑件设置在所述壳体内，所述自弹伸缩件设置在所述支撑件下半部，所述滚珠设置在所述支撑件上半部；所述锁止销位于所述壳体顶部，所述锁止销具有凹槽结构，用于卡合所述滚珠；所述驱动装置用于控制所述自弹锁止块开启或关闭。本发明具有锁止装置，锁止效果好，可靠性高，结构简单，人工操作便捷，人工成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电池更换技术领域，特别涉及一种快速换电装置及汽车。
背景技术
随着社会的发展和进步，纯电动汽车作为一种环保交通工具，具有运行经济、清洁环保等优点，其应用的范围已经越来越广。但由于受电池容量低的限制，行驶里程较短，同时，由于电池充电时间长、电池成本高、维护难度大，从而限制了纯电动汽车的推广。为了延长纯电动汽车的续驶里程，可采用更换电池的方法，当电池电量不足时，可到充电站迅速更换一个充满电的电池包，电池更换时间控制在3分钟以内，与燃油车加油时间相近，从而既延长了续驶里程，又节省了时间。采用更换电池的方法，可实现电动汽车的“车-电分离”，电池及充电、维护由专业运营商运营，降低用户购车成本，推动纯电动汽车的产业化和市场应用。
目前，纯电动汽车的电池快换系统主要有螺母丝杆与四连杆机构或齿轮机构等几种方式来控制电池包的锁紧和解锁完成换电，费时费力，安装和拆解方式过于复杂，造成生产线和售后维修效率低下，严重影响电动车的产业化。
现有的电池快换方案虽然提出了一些构想，但是结合实际仔细分析还存在不少的问题。
中国专利CN200520052934.6公开了一种纯电动汽车侧边换电的方案，提出在电池包下面加滚轮，侧面加手推柄，通过拉动手柄使电池包下面的滚轮在车体内滚动，更换电池时将电池包拉出来，换好后再推进去。该方案的缺陷第一在于汽车上往往没有这么大的空间使得电池包可以灵活的滑动，电动车上的电池组体积大，要实现滚轮滚动安装必须在地板上有不小于两倍电池包长度的平地板空间；该方案的缺陷第二在于电池包只能安装于汽车地板上方，受座椅、备胎等的影响电池安装空间有限；该方案的缺陷第三在于电池包的下方有滚轮，上方有压杆，使得电池包的高度显著增加，导致汽车离地间隙减小，室内布置紧张。因此该方案只能适用于某些特种车型，不能大量推广，尤其在轿车上难以实现。
中国专利CN200910142368.0公开了一种纯电动汽车底部换电方案，提出一种吊环和锁钩链接的锁止结构，当电池包放置在安装板上与安装板一起被举升到车身下部时，举升上来的安装板上的吊环接触到锁钩的根部，引起锁钩绕其固定轴转动，从而穿过吊环，和电池包形成连接并锁定，将电池包固定在车身地板下，所述锁钩驱动电机用于张开和锁紧锁钩。这种锁止机构中间会产生间隙，造成整车在急加速、急减速、转弯等工况下，电池箱体没有向各个方向有位移的趋势，存在不安全隐患。
目前为了推动纯电动汽车的产业化和市场应用，急需提出一种纯电动汽车的电池包快速安装和拆卸的可靠方案。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种快速换电装置，包括简单的机械结构，具有可靠的锁止效果，便于快速安装和拆卸电池包，更换电池设备简单，人工成本低。
为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
本发明提供一种快速换电装置，包括所述锁止装置和驱动装置，所述锁止装置包括锁止销和自弹锁止块；
所述自弹锁止块包括壳体、壳体堵盖、支撑件、自弹伸缩件和滚珠，所述壳体堵盖位于所述壳体底部，所述支撑件设置在所述壳体内，所述自弹伸缩件设置在所述支撑件下半部，所述滚珠设置在所述支撑件上半部；
所述锁止销位于所述壳体顶部，所述锁止销具有凹槽结构，用于卡合所述滚珠；
所述驱动装置用于控制所述自弹锁止块开启或关闭。
进一步地，所述壳体具有梯形空腔结构，用于为所述滚珠提供空间。
进一步地，所述壳体堵盖具有凸台，用于限制所述自弹伸缩件位移。
进一步地，所述自弹伸缩件为弹簧。
进一步地，所述支撑件具有内腔，所述空腔内壁设有环形凸起，用于区分所述支撑件上下半部。
进一步地，所述锁止销靠近所述壳体一侧设有凸台。
进一步地，所述壳体顶部设有凹槽，用于与所述凸台相互切合。
进一步地，所述凹槽和所述凸台均为梯形。
进一步地，所述驱动装置为顶升机，所述顶升机具备电磁吸附功能。
进一步地，一种电动汽车，包括电池包和下车体，还包括所述电池更换装置，所述锁止销安装在所述下车体上，所述自弹锁止块安装在所述电池包上。
采用上述技术方案，本发明所述的一种快速换电装置，具有如下有益效果：
1.本发明所述的快速换电装置，具有锁止装置，其结构简单，人工操作便捷，人工成本低。
2.本发明所述的快速换电装置，具有锁止装置，锁止效果好，保证水平方向和垂直方向均处于锁死状态，全面进行锁止状态，可靠性高。
3.本发明所述的快速换电装置，具有锁止装置和驱动装置，安装和拆卸快捷，更换电池包设备简单，便于电池汽车产业化和商业化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。
图1本发明实施例1所述的锁止装置结构示意图；
图2本发明实施例2所述电动汽车结构示意图；
图中：1-锁止装置，11-锁止销，111-梯形凸台，12-自弹锁止块，121-壳体，122-壳体堵盖，123-支撑杆，124-弹簧，125-滚珠，1211-梯形凹槽，1231-环形凸起，2-顶升装置，3-电池包，4-下车体。
具体实施方式
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的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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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，以便这里描述的本发明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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
如图1所示，本发明实施例1提供了一种快速换电装置，包括锁止装置1和顶升装置2，所述锁止装置1包括锁止销11和自弹锁止块12，
如图1所示，所述自弹锁止块12包括壳体121、壳体堵盖122、支撑杆123、弹簧124和滚珠15。
如图1所示，所述壳堵盖122位于所述所述壳体121底部，用于封闭所述壳体11，所述壳体堵盖122中间位置设有凸台，所述凸台用于限定所述弹簧124位移。
如图1所示，所述壳体121具有梯形空腔结构，用于为所述滚珠125提供空间，所述壳体121内部设有所述支撑杆123，所述支撑杆123具有支撑杆内腔，所述支撑杆内腔的内壁具有环形凸起1231，所述环形凸起1231将所述支撑杆123分为上半部和下半部，所述上半部靠近壳体121顶部，所述下半部靠近所述壳体121底部，所述滚珠125设置在所述上半部，所述弹簧124设置在所述下半部，所述锁止销11具有凹槽，所述凹槽用于与所述滚珠125相互卡合。
如图1所示，所述锁止销11靠近所述壳体121一侧设有梯形凸台111，在所述壳体121顶部，与所述梯形凸台111相对应位置设有梯形凹槽1211，所述梯形凸台111与所述梯形凹槽1211相互切合。
具体地，所述顶升机构2具有顶升功能，同时具有电磁功能，用于推动所述自弹锁止块12向上移动。
具体地，电池安装时，所述顶升机构2推动所述自弹锁止块12向上运动，所述锁止销11插入所述壳体121内，所述滚珠125与所述锁止销11凹槽相互卡合，限制了电池在垂直方向上的移动，电池在垂直方向上处于锁死状态；
具体地，所述锁止销11插入所述自弹锁止块12时，所述梯形凸台111插入所述梯形凹槽1211内，所述梯形凸台111与所述梯形凹槽1211相互切合，限制了电池在水平方向上的移动，电池在水平方向上处于锁死状态。
具体地，电池在水平方向和垂直方向电池均处于锁死状态，形成一种强制锁止状态；
具体地，电池拆卸时，所述顶升机构2将自弹锁止块12向上顶起，所述滚珠125脱离所述锁止销11凹槽，所述滚珠125处于解除锁止状态，电池在水平方向和垂直方向处于解锁，所述顶升机构2具有电磁功能，所述支撑杆123受到向下的电磁引力，压缩所述弹簧124向下运动，随着所述弹簧124向下运动，使所述支撑杆123也向下运动，所述支撑杆123向下运动使所述滚珠125移出所述锁止销11凹槽，所述自弹锁止块12脱落在所述顶升机构2上，将电池解锁。
具体地，重复电池安装过程，能够完成电池的更换。
本发明实施例1中所述一种电池更换装置，具有锁止装置和顶升机，能够在垂直方向和水平方向锁止电池，使电池处于强制锁止状态，可靠性更高，锁止效果好，结构简单，人工操作便捷，便于快速拆卸和安装电池，减少人工成本。
实施例2
本发明实施例2提供了一种电动汽车包括上述实施例1所述的快速换电装置。
如图1所示，本发明实施例1提供了一种快速换电装置，包括锁止装置1和顶升装置2，所述锁止装置1包括锁止销11和自弹锁止块12，
如图1所示，所述自弹锁止块12包括壳体121、壳体堵盖122、支撑杆123、弹簧124和滚珠15。
如图1所示，所述壳堵盖122位于所述所述壳体121底部，用于封闭所述壳体11，所述壳体堵盖122中间位置设有凸台，所述凸台用于限定所述弹簧124位移。
如图1所示，所述壳体121具有梯形空腔结构，用于为所述滚珠125提供空间，所述壳体121内部设有所述支撑杆123，所述支撑杆123具有支撑杆内腔，所述支撑杆内腔的内壁具有环形凸起1231，所述环形凸起1231将所述支撑杆123分为上半部和下半部，所述上半部靠近壳体121顶部，所述下半部靠近所述壳体121底部，所述滚珠125设置在所述上半部，所述弹簧124设置在所述下半部，所述锁止销11具有凹槽，所述凹槽用于与所述滚珠125相互卡合。
如图1所示，所述锁止销11靠近所述壳体121一侧设有梯形凸台111，在所述壳体121顶部，与所述梯形凸台111相对应位置设有梯形凹槽1211，所述梯形凸台111与所述梯形凹槽1211相互切合。
图2所示，所述电动汽车包括电池包3和下车体4，所述自弹锁止块12固定在所述电池包3上，所述锁止销11固定在所述下车体4上。
具体地，所述顶升机构2具有顶升功能，同时具有电磁功能，用于推动所述自弹锁止块12向上移动。
具体地，所述电池包3安装时，所述顶升机构2推动所述电池包3向上运动至所述下车体4的位置，所述锁止销11插入所述自弹锁止块12内，所述限位滚珠125与所述自弹锁止块12凹槽相互卡合，限制了所述电池包3在垂直方向上的移动，所述电池包3在垂直方向上处于锁死状态；
具体地，所述锁止销11插入所述自弹锁止块12时，所述梯形凸台111插入所述梯形凹槽1211内，所述梯形凸台111与所述梯形凹槽1211相互切合，限制了所述电池包3在水平方向上的移动，所述电池包3在水平方向上处于锁死状态。
具体地，所述电池包3在水平方向和垂直方向电池均处于锁死状态，形成一种强制锁止状态；
具体地，所述电池包3拆卸时，所述顶升机构2将所述电池包3向上顶起，所述滚珠125脱离所述锁止销11凹槽，所述滚珠125处于解除锁止状态，电池在水平方向和垂直方向处于解锁，所述顶升机构2具有电磁功能，所述支撑杆123受到向下的电磁引力，压缩所述弹簧124向下运动，随着所述弹簧124向下运动，使所述支撑杆123也向下运动，所述支撑杆123向下运动使所述滚珠125移出所述锁止销11凹槽，所述电池包3脱落在所述顶升机构2上，将所述电池包3解锁。
具体地，重复所述电池包3安装过程，能够完成所述电池包3的更换。
本发明实施例2中所述一种电动汽车包括包括所述电池更换装置，具有锁止装置和顶升机，能够在垂直方向和水平方向锁止电池，使电池处于强制锁止状态，可靠性更高，锁止效果好，结构简单，人工操作便捷，便于快速拆卸和安装电池，减少人工成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种快速换电装置，其特征在于，包括所述锁止装置(1)和驱动装置(2)，所述锁止装置(1)包括锁止销(11)和自弹锁止块(12)；
所述自弹锁止块(12)包括壳体(121)、壳体堵盖(122)、支撑件(123)、自弹伸缩件(124)和滚珠(125)，所述壳体堵盖(122)位于所述壳体(121)底部，所述支撑件(123)设置在所述壳体(121)内，所述自弹伸缩件(124)设置在所述支撑件(123)下半部，所述滚珠(125)设置在所述支撑件(123)上半部；
所述锁止销(11)位于所述壳体(121)顶部，所述锁止销(11)具有凹槽结构，用于卡合所述滚珠(125)；
所述驱动装置(2)用于控制所述自弹锁止块(12)开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述壳体(121)具有梯形空腔结构，用于为所述滚珠(125)提供空间。
3.根据权利要求1所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述壳体堵盖(122)具有凸台，用于限制所述自弹伸缩件(124)位移。
4.根据权利要求3所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述自弹伸缩件(124)为弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述支撑件(123)具有内腔，所述空腔内壁设有环形凸起(1231)，用于区分所述支撑件(123)上下半部。
6.根据权利要求1所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述锁止销(11)靠近所述壳体(121)一侧设有凸台(111)。
7.根据权利要求6所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述壳体(121)顶部设有凹槽(1211)，用于与所述凸台(111)相互切合。
8.根据权利要求7所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述凹槽(1211)和所述凸台(111)均为梯形。
9.根据权利要求1所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述驱动装置(2)为顶升机，所述顶升机具备电磁吸附功能。
10.一种汽车，包括电池包(3)和下车体(4)，其特征在于，还包括上述1-9任意一项所述的快速换电装置，所述锁止销(11)安装在所述下车体(4)上，所述自弹锁止块(12)安装在所述电池包(3)上。
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