CN111688465A - 快换电池包安装装置、锁止方法、解锁方法和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快换电池包安装装置、锁止方法、解锁方法和电动汽车，所述装置包括：快换支架以及设置于快换支架上的锁止机构总成，快换支架包括相对设置的两个第一主板；锁止机构总成包括：连接部件，连接部件与第一主板可滑动连接；多个锁止机构本体，多个锁止机构本体固定安装于第一主板上，且与连接部件连接；至少一个二次锁止机构；二次锁止机构固定安装于第一主板上，且与连接部件连接；其中，在二次锁止机构处于锁止位置时，限制连接部件沿第一方向滑动。本发明通过滑动连接部件带动多个锁止机构本体与快换支架联动解锁的方案，结构简单、操作便捷、可靠性高，能够便捷动力电池包的安装和拆卸过程，提高了动力电池包的更换效率。

Description

快换电池包安装装置、锁止方法、解锁方法和电动汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种快换电池包安装装置、锁止方法、解锁方法和电动汽车。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，且符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在动力电池中的电来发动。目前市场上的电动汽车还有续航里程较短的普遍缺陷，续驶里程远远不及常规动力车型，使电动汽车的使用范围受到了很大的限制。

为了避免过长的充电时间，可以选择更换电动汽车动力电池的方法来解决以上问题，当动力电池的电量不足时，可到充电站直接更换一个充满电的电池包。目前，电动汽车的动力电池与车身一般为焊接或螺栓连接，存在快换动力电池包的安装和拆卸过程复杂，耗时较长的问题。因此，如何快速更换电池成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种快换电池包安装装置、锁止方法、解锁方法和电动汽车，以解决了存在快换动力电池包的安装和拆卸过程复杂，耗时较长的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种快换电池包安装装置，其包括快换支架以及设置于所述快换支架上的锁止机构总成，所述快换支架包括：至少相对设置的两个第一主板；

所述锁止机构总成包括：连接部件，所述连接部件与所述第一主板可滑动连接；

多个锁止机构本体，多个所述锁止机构本体固定安装于所述第一主板上，且与所述连接部件连接；

至少一个二次锁止机构；所述二次锁止机构固定安装于所述第一主板上，且与所述连接部件连接；其中，在二次锁止机构处于锁止位置时，限制所述连接部件沿所述第一方向滑动。

进一步地，所述二次锁止机构包括：与所述连接部件连接的第一运动组件以及在与所述第一运动组件对应设置的第二运动组件；

其中，所述第二运动组件处于第一锁止位置时，与所述第一运动组件在所述第一方向上抵靠；

所述第二运动组件枢转至第一解锁位置时，与所述第一运动组件分离，所述连接部件可沿所述第一方向滑动。

进一步地，所述第一运动组件包括：第一复位结构，通过所述第一复位结构，所述第一运动组件复位至与所述第二运动组件抵靠的位置；

所述第二运动组件包括：第二复位结构，通过所述第二复位结构所述第二运动组件由所述第一解锁位置复位至所述第一锁止位置。

进一步地，所述快换支架还包括：用于检测所述第一运动组件位置的第一传感器和用于检测所述第二运动组件位置的第二传感器。

进一步地，所述锁止机构本体包括：棘轮和棘爪；

所述棘轮的外缘设有供所述锁止部插入的豁口；

所述棘爪与所述连接部件连接；

其中，在所述棘轮转动至使所述豁口处于锁止状态时，所述棘爪转动至与所述棘轮卡接；

在所述棘爪转动至与所述棘轮非卡接时，所述棘轮处于解锁状态。

进一步地，所述锁止机构本体还包括：棘爪复位机构，其中棘爪复位机构用于使所述棘爪复位至与所述棘轮卡接时的位置；

微动开关，其中在所述锁止状态时，所述棘轮接触所述微动开关。

进一步地，所述锁止机构本体还包括：用于检测棘轮位置的第三传感器。

进一步地，所述锁止机构本体还包括：

解锁操纵杆，所述解锁操纵杆卡接在所述连接部件的连接杆的开口中；

其中，所述开口设置在所述连接杆的第一端，所述连接杆的远离所述第一端的第二端与所述连接部件固定连接。

进一步地，所述快换支架包括：相对设置的第一主板和至少一个第二主板；

所述第一主板具有向另一第一主板弯折的弯折部，所述第一主板位于所述弯折部两侧的部分平行。

进一步地，所述快换电池包安装装置还包括：与所述快换动力电池包上的电接插件对应设置的快换接插件，所述快换接插件设置于所述第二主板上。

进一步地，所述第一主板包括：面向另一所述第一主板的侧板，以及垂直于所述侧板设置的顶板和底板；

其中，所述锁止机构本体设置于所述侧板背向另一所述第一主板的一侧，所述连接部件设置于所述顶板背向所述底板的一侧，所述底板和所述侧板上设置有供所述锁止部穿设的开口。

进一步地，所述快换电池包安装装置还包括：

护罩，所述护罩扣设于所述顶板上，与所述顶板之间形成一容纳空间；

其中，所述连接部件置于所述容纳空间内。

进一步地，所述第一主板包括：

护板，所述护板设置于远离所述电池包的所述侧板的一侧，且与所述顶板和所述底板固定连接；

其中，所述护板与所述底板对应的下板上设有供所述锁止部通过的开口。

进一步地，所述快换电池包安装装置还包括：设置于所述第一主板或第二主板上的限位机构，所述限位机构在所述快换动力电池包安装后与所述快换动力电池包的侧壁抵靠，以限制所述快换动力电池包在垂直于所述第一方向的方向上运动。

本发明实施例提供一种快换电池包的锁止方法，应用如上所述的快换电池包安装装置，所述锁止方法包括：

驱动所述二次锁止机构的第二运动组件由第一锁止位置枢转至第一解锁位置；

控制快换动力电池和所述锁止机构本体相对运动，以使得所述快换动力电池包上的锁止部对应锁入所述锁止机构本体；

控制所述第二运动组件恢复至所述第一锁止位置。

本发明实施例提供一种快换电池包的解锁方法，应用如上所述的快换电池包安装装置，所述解锁方法包括：

驱动所述二次锁止机构(5)的第二运动组件(52)由第一锁止位置枢转至第一解锁位置，控制第一运动组件(51)枢转，带动所述连接部件(3)沿第一方向运动，所述连接部件带动多个所述锁止机构本体(4)联动解锁。

本发明实施例提供一种电动汽车，包括如上所述的快换电池包安装装置。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种快换电池包安装装置、锁止方法、解锁方法和电动汽车，至少具有以下有益效果：

通过在快换电池包安装装置的快换支架上设置对应的锁止机构总成，锁止机构总成包括多个锁止机构本体、至少一个二次锁止机构以及连接锁止机构本体和二次锁止机构的连接部件，其中，二次锁止机构的设置提高了快换动力电池包的安装稳定性，且在二次锁止机构解锁后仅通过与锁止机构主体上锁，通过沿第一方向推动连接部件即可实现对应的多个锁止机构主体的解锁，实现联动解锁，使得本发明的结构简单、操作便捷、且可靠性较高，能够便捷进行快换动力电池包的安装和拆卸过程，有利于提高快换动力电池包的更换效率，便于实现换电站的标准化和通用化。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的快换电池包安装装置的轴测图；

图2表示本发明实施例提供的快换电池包安装装置的安装示意俯视图；

图3表示本发明实施例提供的快换电池包安装装置的安装示意正式图；

图4表示本发明实施例提供的锁止机构总成的轴测图；

图5表示图4中A处的放大图；

图6表示本发明实施例提供的二次锁止机构的轴测图；

图7表示本发明实施例提供的二次锁止机构的正视图；

图8表示本发明实施例提供的锁止机构本体的正视图；

图9表示本发明实施例提供的锁止机构本体的爆炸图；

图10表示本发明实施例提供的弯折部的放大图；

图11表示图1中B处的放大图；

图12表示本发明实施例提供的护罩的示意图；

图13表示本发明实施例提供的护板的示意图；

图14表示图1中C处的放大图；

图15表示图1中D处的放大图；

图16表示图1中E处的放大图。

附图标记说明：

1-快换支架；11-第一主板；111-侧板；112-顶板；113-底板；114-弯折部；12-第二主板；121-快换接插件；2-锁止机构总成；3-连接部件；31-自复位机构；32-连接杆；4-锁止机构本体；41-解锁操纵杆；42-棘轮；421-豁口；422-棘轮轴；43-棘爪；431-棘爪轴；44-棘爪复位机构；441-棘轮复位机构；45-微动开关；46上盖板；47-下盖板；48-缓冲机构；481-缓冲块；482-缓冲块固定板；49-棘轮限位块；5-二次锁止机构；51-第一运动组件；510-第一复位机构；511-活动部件；5111-锁板；5112-第一连接轴；5113推动部；51131-推动杆；51132-连接板；5114-第二连接轴；512-驱动杆；52-第二运动部件；520-第二复位机构；521-固定板；5211-限位凹槽；522-锁杆；5221-突出部；6-护罩；7-护板；71-第一面；72-第二面；721-第一U型开口；73-第三面；8-快换动力电池包；9-限位机构；91-凸起方块；911-限位座；92-凸台；93-加强筋；固定座931。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例提供一种快换电池包安装装置，其包括快换支架1以及设置于所述快换支架1上的锁止机构总成2，所述快换支架1包括：至少相对设置的两个第一主板11；

所述锁止机构总成2包括：连接部件3，所述连接部件3与所述第一主板11可滑动连接；

多个锁止机构本体4，多个所述锁止机构本体4固定安装于所述第一主板11上，且与所述连接部件3连接；

至少一个二次锁止机构5；所述二次锁止机构5固定安装于所述第一主板11上，且与所述连接部件3连接；其中，在二次锁止机构5处于锁止位置时，限制所述连接部件3沿所述第一方向滑动。

如图1至图6所示，在本发明的一具体实施例的快换电池包安装装置，用于快速安装快换动力电池包8，所述装置包括：快换支架1，所述快换支架1至少包括相对设置的两个第一主板11，两个第一主板11之间形成容纳快换动力电池包8的容置空间，便于快换动力电池包8的定位与放置；所述第一主板11上设置有锁止机构总成2，用于与所述锁止机构总成2连接的所述快换动力电池包8的侧壁上优选间隔设置有多个锁止部，通过锁止机构总成的锁止机构本体4与所述锁止部的配合连接，即可实现所述快换支架1与所述快换动力电池包8的可拆卸连接，即通过锁止机构总成2可以实现锁止安装和解锁拆卸，相较于螺栓连接等形式更加便捷，且有利于保证连接的稳定性。

优选的，多个锁止机构本体4均与连接部件3连接，所述连接部件3与所述第一主板11可滑动连接，在所述连接部件3沿第一方向运动时，所述连接部件3可以带动多个所述锁止机构本体4联动解锁，进而减少解锁时间，有利于提高解锁效率。

所述锁止机构总成2还包括：至少一个二次锁止机构5，所述二次锁止机构5包括第一运动组件51和第二运动部件52，所述第一运动组件51与所述第一主板11转动连接，且与所述连接部件3连接，在二次锁止机构5处于锁止位置时，即所述第一运动组件51和所述第二运动部件52在第一方向上相抵靠时，阻止所述连接部件3沿第一方向运动，通过所述二次锁止机构5所述快换电池包安装装置实现了双重锁止的功能，进一步保证安装快换动力电池包8的稳定性。

综上所述，本发明提供的快换电池包安装装置结构简单、操作便捷、且可靠性较高，能够便捷进行快换动力电池包的安装和拆卸过程，有利于提高快换动力电池包的更换效率。

具体地，如图5所示，所述连接部件3由一与所述第一主板11形状相适应的连接杆32和自复位结构31构成，通过所述自复位结构31，所述连接部件3可恢复至所述锁止机构本体4锁止时所在的位置。具体地，所述自复位结构31为至少一个拉伸弹簧，其中拉伸弹簧的两端分别与连接部件3和第一主板11连接。

在本发明一优选实施例中，所述二次锁止机构5包括：与所述连接部件3连接的第一运动组件51以及在与所述第一运动组件51对应设置的第二运动组件52；

其中，所述第二运动组件52处于第一锁止位置时，与所述第一运动组件51在所述第一方向上抵靠；

所述第二运动组件52枢转至第一解锁位置时，与所述第一运动组件51分离，所述连接部件3可沿所述第一方向滑动。

如图6和图7所示，该实施例中，所述第一运动组件51包括：活动部件511、与所述活动部件511接触连接的驱动杆512。其中所述活动部件511用于与所述第一主板11转动连接，所述驱动杆512用于与所述连接部件3连接，将所述活动部件3的转动转化为连接部件3的滑动。更具体地，活动部件511包括：用于与所述第一主板11固定的锁板5111、设置于所述锁板5111上的第一连接轴5112、通过第一连接轴5112与锁板5111转动连接的推动部5113以及设置于推动部5113上且与驱动杆512连接的第二连接轴5114，其中，所述推动部5113用于承受外力且与第二运动组件52抵靠或分离，驱动杆512与第二连接轴5114的连接处形成为U型叉或长圆孔，将第二连接轴5114在推动部5113收到的外力作用下，将第一运动组件51的转动转化为连接部件的滑动。

进一步的，所述推动部5113包括连接板51131以及设置于连接板51131上的推动杆51132，通过推动杆51132与第二运动组件52抵靠或分离。可选地，上述的活动部件511可不包括锁板5111，直接通过第一连接轴5112与所述第一主板11固定连接；可选地，上述的推动部5113可以为一体式结构。

在本发明的一优选实施例中，所述第二运动组件52包括：与第一主板11固定的连接的固定板521、固定连接于固定板521上的第三连接轴523以及一端与第三连接轴523转动连接的锁杆522，其中，当第二运动组件52处于第一锁止位置时，锁杆522与第一运动组件51抵靠，为增加抵靠的面积并提高锁杆522的强度，锁杆522的外缘上设置有翻边结构。可选地，上述的第二运动组件52可不包括固定板521，直接通过第三连接轴523与第一主板11固定连接。优选地，固定板521上设有限位凹槽5211，锁杆522上设有与限位凹槽5211对应的突出部5221，突出部5221设置于限位凹槽5211内，第二运动组件52处于第一锁止位置时，突出部5221与限位凹槽5211的内壁抵靠，有利于限制锁杆的活动范围。

在本发明的一具体实施例中，所述第一运动组件51包括：第一复位结构510，通过所述第一复位结构510，所述第一运动组件51复位至与所述第二运动组件52抵靠的位置；

所述第二运动组件52包括：第二复位结构520，通过所述第二复位结构520所述第二运动组件52由所述第一解锁位置复位至所述第一锁止位置。

该实施例中，通过第一复位结构510，可使第一运动组件51复位至与第二运动组件52相抵靠的位置(第二锁止位置)，使得解锁完成后，第一复位结构510可带动第一运动组件51复位，进而可带动连接部件3以及锁止机构本体4复位，便于再次实现锁止机构本体4的锁止。通过第二复位结构520，可使第二运动组件52有第一解锁位置复位至与第一锁止位置，使得解锁完成后，第二复位结构520可带动第二运动组件52复位，进而再次对第一运动组件51进行限制，便于再次实现二次锁止机构5的锁止。

优选地，所述第一复位结构510和所述第二复位结构520具体为弹簧，包括但不限于拉伸弹簧和扭转弹簧。

优选的，所述快换支架1还包括：用于检测所述第一运动组件51位置的第一传感器和用于检测所述第二运动组件52位置的第二传感器。

需要说明的是，通过第一传感器可检测第一运动组件的位置，判断二次锁止机构是否解锁，其中当检测到第一运动组件不为第二锁止位置时，确定二次锁止机构解锁；通过第二传感器可检测第二运动组件的位置，判断二次锁止机构是否解锁，其中当检测到第二运动组件不为第一锁止位置时，确定二次锁止机构解锁。当同时具有第一传感器和第二传感器时，能通过冗余判断提高判断的准确度。

这里，所述第一传感器和所述第二传感器的整体可分别设置于所述第一运动组件51和所述第二运动组件52上，也可部分设置于所述第一运动组件5152，另外一部分可设置于其他结构上，以检测到所述第一运动组件51和所述第二运动组件52的解锁信号或锁止信号为准，供车端或换电站端的控制装置检测到所述锁止机构的状态信号，辅助监测快换动力电池包的安装情况，保证安装可靠性，提高安全性。所述第一传感器和所述第二传感器可选为霍尔传感器，还可为其他类型的传感器，例如，所述第一传感器和所述第二传感器为霍尔传感器，其磁钢部分设置于所述驱动杆512和所述锁杆522上，其感应并发送信号的部分可设置于其他附近结构上。

下面结合图5、图8和图9说明所述锁止机构本体4。在本发明一具体实施例中，所述锁止机构本体4包括：棘轮42和棘爪43；

所述棘轮42的外缘设有供快换动力电池包上的锁止部插入的豁口；

所述棘爪43与所述连接部件3连接；

其中，在所述棘轮42转动至使所述豁口处于锁止状态时，所述棘爪43转动至与所述棘轮42卡接；

在所述棘爪43转动至与所述棘轮42非卡接时，所述棘轮42处于解锁状态。

该实施例中，在所述棘轮42的外缘上设置有与所述快换动力电池包8的锁止部相对应的豁口421，使得在沿竖直向上的方向相对抬升快换动力电池包时，锁止部会逐渐插入所述豁口421内并与豁口421的内壁抵接，使锁止部顶推棘轮42绕棘轮轴422转动，进而使豁口421的朝向由斜向下向斜向上转动，当豁口421的朝向转动至水平方向时，锁止部被锁在豁口421内，棘爪43在棘轮42的推动下绕棘爪轴431转动至与棘轮42卡接的状态，防止棘轮42回转，此时即便失去抬升力，也不会在重力作用下产生位移，使锁止机构本体4进入锁止状态，完成对快换动力电池包的固定安装。

进一步地，所述锁止机构本体4还包括：

解锁操纵杆41，所述解锁操纵杆41卡接在所述连接部件3的连接杆32的开口中；

其中，所述开口设置在所述连接杆32的第一端。

该实施例中，在棘爪上设置有解锁操纵杆41，且解锁操纵杆41通过连接杆与连接部件3连接，在推动连接部件3沿第一方向滑动时，连接部件3通过连接杆32推动解锁操纵杆41沿第一方向运动，实现在解锁操纵杆41的转动与连接部件3的滑动之间进行转换，进而带动棘爪43绕棘爪轴431转动，当所述棘爪431转动至与所述棘轮42分离的状态时，所述棘轮42因没有了棘爪43的卡接，会带动所述棘轮42绕棘轮轴432转动，使所述锁止部从豁口431中释放，完成对快换动力电池包的解锁和拆卸。具体地，所述连接杆32与解锁操纵杆41相接触的接触部形成为长圆孔或U型叉。

进一步的，所述锁止机构本体4还包括：

棘爪复位机构44，其中所述棘爪复位机构44用于使所述棘爪43复位至与所述棘轮42卡接时的位置；

需要说明的是，所述棘爪复位机构44使得当棘轮42转动至与棘爪43卡接的第三锁止位置时，此时，棘爪43在棘爪复位结构44的作用下向与棘轮42卡接时的第四锁止位置复位，使棘爪与棘轮卡接，完成锁止。同理，优选的，所述棘轮处设有棘轮复位机构441。优选地，棘爪复位结构44或棘轮复位机构具体为弹簧，包括但不限于拉伸弹簧和扭转弹簧，以扭转弹簧为例，在棘轮42向第三锁止位置转动时，推动棘爪43以及扭转弹簧沿第一时针方向转动，使扭转弹簧产生形变力，当棘轮转动至锁舌与锁孔相对应的第三锁止位置，因棘爪43只受到扭转弹簧的形变力，因此使得棘爪43沿与第一时针方向相反的方向转动，将锁舌插入锁孔中，实现棘爪与棘轮的卡接。

具体地，所述锁止机构本体4还包括：

微动开关45，其中在所述锁止状态时，所述棘轮42接触所述微动开关45。

需要说明的是，当棘轮42与所述棘爪43卡接时，棘轮42上对应的凸起与微动开关45接触，使得微动开关45处于连通。所述锁止机构本体4处于锁止状态时，所述微动开关45处于连通，所述锁止机构本体4处于解锁状态时，所述微动开关45处于断路，通过检测微动开关45的状态便于用户获知已锁止到位，避免继续推动锁止部对棘轮造成冲击。

优选地，微动开关设置于棘轮42背向棘爪43的一侧，有利于减少锁止机构在沿锁止部插入豁口的进入方向上的长度，进而便于将锁止机构安装在其他结构上。

进一步地，所述锁止机构本体4还包括：用于检测棘轮42位置的第三传感器。

需要说明的是，通过第三传感器可检测锁止机构本体4的棘轮的位置，判断所述锁止机构本体4是否解锁，其中当检测到棘轮42和棘爪43处于非卡接状态时，确定锁止机构本体4解锁。例如：棘轮42上设置于与第三传感器对应的凸起或凹槽，当棘轮42与棘爪43处于卡接状态时，与第三传感器对应的凸起或凹槽会转动至预设固定位置，通过第三传感器检测预设固定位置处是否有对应的凸起或凹槽，即可确定所述锁止机构本体4是否处于锁止状态。可选地，根据第三传感器的种类不同，将第三传感器的部分设置于该凸起或凹槽处，也属于本发明的保护范围。

这里，所述第三传感器可以设置所述棘轮上，也可以一部分设置所述棘轮上，另外一部分可设置于其他结构上，以检测到所述锁止机构本体4的解锁信号或锁止信号为准，供车端或换电站端的控制装置检测到所述锁止机构本体4的状态信号，辅助监测快换动力电池包的安装情况，保证安装可靠性，提高安全性。所述第三传感器可选为霍尔传感器，还可为其他类型的传感器，例如，所述第三传感器为霍尔传感器，其磁钢部分设置于所述棘轮上，其感应并发送信号的部分可设置于其他附近结构上。

本发明一优选实施例中，所述锁止机构本体4还包括：下盖板47；

所述棘轮42通过所述棘轮轴422设置于所述下盖板47上，所述棘爪43通过所述棘爪轴431设置于所述下盖板47与所述第一主板11之间，所述棘轮轴422和所述棘爪轴431与所述第一主板11均为转动连接。使得所述棘轮轴422和所述棘爪轴431的相对位置固定，避免在单独安装所述棘轮轴422和所述棘爪轴431时因安装误差导致棘轮42和棘爪43无法实现锁止。可选地，下盖板47上还设置有棘轮限位块49，用于限制所述棘轮42的活动空间，避免棘轮沿顺时针方向或逆时针方向转动幅度过大。

在本发明的另一优选实施例中，锁止机构本体4还包括：上盖板46，所述上盖板46形成为一盖体，且扣设与下盖板47上，与下盖板47固定连接，使得上盖,46与下盖板47之间形成容纳棘轮42和棘爪43的容置空间，对棘轮42和棘爪43进行保护，避免受到外界物质的冲击。

在本发明的一优选实施例中，所述锁止机构本体4还包括：至少一个缓冲结构48，其中缓冲结构48与棘爪轴431和棘轮轴422的一端固定连接，其可以设置在棘轮42沿棘轮轴422的两侧中的至少一侧。优选地，为便于缓冲结构与棘轮轴和棘爪轴的固定连接，棘轮轴和棘爪轴可设置为空心管，通过螺栓穿设棘轮轴和棘爪轴实现缓冲结构与棘轮轴和棘爪轴的固定连接。

进一步的，缓冲结构48包括缓冲块481和缓冲块固定板482，其中所述缓冲块481采用弹性材料制作，起到了缓冲作用，有效降低因撞击力和摩擦力，延长了锁止机构本体的使用寿命。缓冲块固定板设置有安装凹槽，通过安装凹槽安装缓冲块，并对缓冲块481的自由度进行限制，同时便于在缓冲块481磨损严重时对缓冲块481进行更换，有利于节省维修成本。缓冲块固定板482采用金属材料或其他硬性材料，有利于对缓冲块481进行保护。

再结合图1至图2以及图10所示，所述快换支架1包括：相对设置的第一主板11和至少一个第二主板12；

所述第一主板11具有向另一第一主板11弯折的弯折部114，所述第一主板11位于所述弯折部114两侧的部分平行。

需要说明的是，快换支架1包括至少一个垂直所述第一主板11设置的所述第二主板12，优选地采用两个第二主板12与两个第一主板11构成一框架，有利于提高快换支架1的稳定性。

该实施例中，所述快换支架1形成为凸字型，且第一主板1上设置有与快换动力电池包8相匹配的弯折部114。通过弯折部114可对所述快换动力电池包8进行定位，保证所述快换动力电池包8安装时方向的正确性，且能对所述待固定件在第一方向上进行限位。优选的，所述弯折部114还设有翻边1141，所述翻边上设有连接组件1142，所述连接组件1142上设有多个与车身连接的第一安装孔。这里，通过螺栓穿设于所述第一安装孔，所述快换支架1与所述车身连接。

进一步地，所述快换电池包安装装置还包括：与所述快换动力电池包8上的电接插件对应设置的快换接插件121，所述快换接插件121设置于所述第二主板12上。

需要说明的是，所述快换支架1上还设置有快换接插件121，所述快换接插件121就是连接器，包括接头和插座，一般是指电器接插件，用于传输电流或信号。通过设置接插件可以与待固定件进行电流和信号传输，增大了快换支架的使用的范围。当所述待固定件为快换动力电池包8时，在所述第二主板12上设置有与所述快换动力电池包的电接插件对应的快换插接件121，使得快换动力电池包的电接插件可与车辆的用电系统连接，同时所述快换接插件121的设置还可对到快换动力电池包8的电连接方向进行改变，进而便于得到适合车身的连接方式。

具体地如图1和图11所示，图11为图1中B处的放大图，所述第一主板11包括：面向另一所述第一主板11的侧板111，以及垂直于所述侧板111设置的顶板112和底板113；

其中，所述锁止机构本体4设置于所述侧板111背向另一所述第一主板11的一侧，所述连接部件3设置于所述顶板112背向所述底板113的一侧，所述底板113和所述侧板111上设置有供所述锁止部穿设的开口。

该实施例中，所述第一主板11包括面向所述快换动力电池包8的侧壁设置的侧板111，以及垂直所述侧板111且沿背离所述快换动力电池包的一侧延伸的顶板112和底板113，其中，侧板111面对所述快换动力电池包8的侧壁设置，便于为所述快换动力电池包8提供安装位置，保证所述快换动力电池包8在快换支架上的安装。顶板112的延伸长度大于底板113的延伸长度，使得在保证快换支架1与所述快换动力电池包8安装的同时，保证快换支架1具有足够的空间与车身固定连接，且尽量减少快换支架1的成本。

在一优选实施例中，如图1和图12所示，所述快换电池包安装装置还包括：

护罩6，所述护罩6扣设于所述顶板112上，与所述顶板112之间形成一容纳空间；

其中，所述连接部件3置于所述容纳空间内。

在本发明的一具体实施例中，连接部件3上还扣设有护罩6，通过将连接部件3设置于防护罩6与顶板之间，有利于避免连接部件3受到冲击且避免外界泥土等累积在连接部件3处，对连接部件3的正常滑动造成影响。

可选的，所述护罩6扣设于所述连接部件3上，且与所述侧板111的上表面固定连接；所述护罩6呈“几”字型结构；

其中，所述护罩6的两侧分别设有与所述侧板111固定连接的连接孔。

该实施例中，所述护罩6与所述侧板111的上表面之间形成容纳所述连接部件的容置空间，所述护罩6呈“几”字型结构，其中，通过护罩6的两侧分别设有与所述侧板111固定，所述护罩6的目的为了保护连接部件3，防止运动过程中有异物落入。

可选的，所述护罩6上还设置有加强筋。

需要说明的是，在在不加大制品壁厚的条件下，增强所述护罩5的强度和刚性，以节约材料用量，减轻重量，降低成本。

可选的，所述护罩6具有多段，相邻两段之间通过搭接头搭接，且通过所述搭接头与所述快换支架固定连接。

需要说明的是，所述护罩6设计为多段，方便了后续加工，所述搭接头可以采用对接接头，可以采用焊接结构，具有受力好、强度大和节省金属材料的特点，也可以采用其他接头通过螺栓固定连接至所述快换支架上。

在一优选实施例中，如图13所示，所述第一主板11包括：

护板7，所述护板7设置于远离所述电池包的所述侧板111的一侧，且与所述顶板112和所述底板113固定连接；

其中，所述护板7与所述底板113对应的下板上设有供所述锁止部通过的开口。

需要明的是，通过所述护板7与快换支架1的连接形成容纳锁止机构本体4的容置空间，进而对所述容置空间内的所述锁止机构本体4形成全方位的保护，避免与快换支架1安装的待固定件收到外界的冲击或在所述待固定件处因泥土等的累积影响所述待固定件的正常运行。

具体的，护板呈“Z”字型，所述护板的第一面71、第二面72和第三面73，分别与快换支架1的底板113、侧板111和顶板112对应设置并固定连接，保证连接的稳固性。优选的，所述第二面72还设置有第一U型开口721，便于凸起加强筋结构配合连接。这里，所述第一面71和所述第三面73可以设有多个连接孔，通过螺栓穿设连接孔，与所述第一主板1固定连接。进一步地，第一面71上还设置有第二U形开口，便于所述待固定件的锁止部插入与锁止机构本体4配合连接。

在一具体实施例中，如图1、图13至15所示，所述快换电池包安装装置还包括：

设置于所述第一主板11或第二主板12上的限位机构9，所述限位机构9在所述快换动力电池包安装后与所述快换动力电池包的侧壁抵靠，以限制所述快换动力电池包在垂直于所述第一方向的方向上运动。

可选的，如图13所示，图13为图1的C处放大图，本发明提供了一种限位机构，所述限位机构为一凸起方块91，所述凸起方块91的外部设有“U”型向下的半包围限位座911；

所述限位座911与所述凸起方块91形成具有预设距离的滑道结构。

该实施例中，所述凸起方块91与所述“U”型向下的半包围限位座911构成限位体，通过所述限位座911与所述凸起方块91形成的滑道结构，可以在所述凸起方块21的三个方向进行限位，限制所述待固定件在垂直和平行于所述待固定件的侧壁的方向上运动。

可选的，所述限位座911与所述侧板111通过螺栓连接，或所述限位座911与所述侧板111呈一体结构。

可选的，如图14所示，图14为图1的D处放大图，本发明提供了一种限位机构，所述限位机构为具有多个台阶状的凸台92；其中靠近中心位置的凸台横截面面积依次减小。

该实施例中，所述凸台92为阶梯状结构，一方面设计成阶梯状结构是有一个定位作用，将所述待固定件的待定位部与所述阶梯状结构的凸台92相配合，起到对所述待固定件的稳定作用，另一方面，所述凸台92为多个台阶状的结构，不仅能与所述待固定件具有良好的接触，达到限位作用，还能起到所述待固定件运动过程中的缓冲作用。

可选的，如图15所示，图15为图1的E处放大图，本发明提供了一种限位机构，所述限位机构为凸起加强筋结构93，所述凸起加强筋结构93形成一围设空间，与待固定件配合卡接后，限制所述待固定件在垂直和平行于所述待固定件的侧壁的方向上运动。

该实施例中，在所述待固定件为快换动力电池包时，所述快换动力电池包的侧壁上的凸起结构，所述凸起加强筋结构93具有供所述凸起结构插入的开口的框体，所述凸起结构插入所述凸起加强筋结构93时，配合完成卡接后，限制所述快换动力电池包在垂直和平行于所述快换动力电池包的侧壁的方向上运动。可选地，所述凸起加强筋结构93的框体内可设置一与所述凸起结构对应的另一凸起结构，有利于减少所述凸起结构的凸出长度。

其中，所述凸起加强筋结构通过一固定座931分别与所述侧板111和所述底板113连接，或所述凸起加强筋结构93与所述侧板111呈一体结构。

当然，本发明实施例还可以提供一种卡接限位机构(图示未给出)，包括：固定安装于待固定件的侧壁上的限位组件，以及对应安装于第一主板或第二主板上的第二限位组件，其中所述限位组件与待固定件的侧壁形成为“h”形结构，第二限位组件与第一主板或第二主板形成为倒“h”形结构，在待固定件安装于快换支架上时，所述限位组件和第二限位组件组成“互”字结构，限制待固定件在竖直方向和水平方向上的移动。

需要说明的是，通过锁止机构总成4对快换动力电池包在Z向和X向上进行限制；进而通过限位机构9对快换动力电池包至少在Y向进行限制，有利于保证快换动力电池包的稳固安装。其中，以快换动力电池包由物理层面上的从下向上的竖直方向和水平方向的安装为参考标准，即竖直方向为Z向，水平方向包括X向和Y向。X向也为上述的第一方向。

本发明的又一优选实施例还提供了一种快换电池包的锁止方法，应用于如上所述的快换电池包安装装置，包括：

驱动所述二次锁止机构5的第二运动组件52由第一锁止位置枢转至第一解锁位置；

控制所述快换动力电池和所述锁止机构本体4相对运动，以使得所述快换动力电池包上的锁止部对应锁入所述锁止机构本体4；

控制所述第二运动组件52恢复至所述第一锁止位置。

该实施例中，当快换电池包安装装置需要安装快换动力电池包8时，可根据用户触发的安装信号，确定需要对快换电池包安装装置进行解锁。具体地，通过驱动所述二次锁止机构5的第二运动组件52向第一解锁位置枢转，使第一运动组件与第二运动组件分离，避免因第二运动组件阻止连接部件和第一运动组件沿第一方向运动；当检测到第二运动组件枢转至第一解锁位置时，确定第二运动组件不会对第一运动组件形成阻挡，此时可安装快换动力电池包。

进一步地，通过控制所述快换动力电池和所述锁止机构本体4相对运动，这里的相对运动可以为以下三种方式其中任意一种，第一种方式为：所述快换动力电池朝向所述锁止机构本体4运动，所述锁止机构本体4相对所述快换动力电池处于静止状态；第二种方式为：所述快换动力电池相对所述锁止机构本体4处于静止状态，所述锁止机构本体4朝向所述快换动力电池运动；第三种方式为：所述快换动力电池和所述锁止机构本体4朝向相互靠近的方向运动。

需要说明的是，所述第一种方式具体为控制所述快换动力电池包8抬升，利用上升力使快换动力电池包上的锁止部向锁止机构本体4插入，当检测到所述锁止机构本体4的第三传感器发送的锁止完成信号，或者，检测到微动开关闭合时，可确定锁止机构本体4与所述快换动力电池包锁止，此时，停止对快换动力电池包8的相对抬升。

进一步地，所述锁止机构本体4安装于所述快换电池包安装装置上，所述快换电池包安装装置与电动汽车的车身固定连接，所述第二种方式具体为抬升电动汽车，所述快换动力电池相对所述锁止机构本体4处于静止状态，再通过降低车身的高度，以使得所述快换动力电池包上的锁止部对应锁入所述锁止机构本体4，当检测到所述锁止机构本体4的第三传感器发送的锁止完成信号，或者，检测到微动开关闭合时，可确定锁止机构本体4与所述快换动力电池包锁止。所述第三种方式结合前两种方式实施，这里不做具体解释。

具体地，将所述第二运动组件52恢复至所述第一锁止位置，即可再次实现二次锁止机构的锁止。本发明通过双重锁止有利于提高快换动力电池包安装的稳定性。

可选地，当第二运动组件上设置有复位结构时，控制第二运动组件恢复至第一锁止位置的步骤仅为撤销对第二运动组件的控制。

本发明的又一优选实施例还提供了一种快换电池包的解锁方法，应用于如上所述的快换电池包安装装置，包括：

当接收到快换动力电池包拆卸信号时，驱动所述二次锁止机构5的第二运动组件52由第一锁止位置枢转至第一解锁位置，并控制第一运动组件51枢转，带动所述连接部件3沿第一方向运动，所述连接部件带动多个所述锁止机构本体4联动解锁。此时可进一步控制第二运动组件恢复至第一锁止位置，使快换动力电池安装系统处于未安装快换动力电池包时的空闲状态，并避免第一运动组件和连接部件晃动。

该实施例中，当电动汽车进行快换动力电池包的解锁时，接收到用户触发的快换动力电池包拆卸信号，具体为控制第二运动组件向第一解锁位置枢转使第一运动组件与第二运动组件分离，避免因第二运动组件阻止连接部件和第一运动组件沿第一方向运动，同时控制第一运动组件沿第一方向枢转，带动连接部件沿第一方向运动，连接部件沿第一方向运动时，会进一步带动多个锁止机构本体联动解锁，使锁止机构本体与快换动力电池包的锁止部分离，使得快换动力电池包可在重力作用下与电动汽车分离，完成对快换动力电池包的解锁。采用上述方法拆卸快换动力电池包时，其操作简单，提高了快换动力电池包的安装效率，进而有利于提高快换动力电池包的更换效率。

可选地，当第二运动组件52上设置有复位结构时，控制第二运动组件52恢复至第一锁止位置的步骤仅为撤销对第二运动组件的控制。

本发明的另一优选实施例还提供了一种电动汽车，包括如上所述的快换电池包安装装置。

本发明的一优选实施例中的电动汽车包括上述的快换电池包安装装置，与现有的快换电池包安装装置相比，具有以下优势：

1、电池包的容纳空间更大了，纵向方向上的尺寸可以增加，上锁解锁灵活，有较大容错性。

2、解锁和锁止过程中不需要再车辆前后方向上进行运动，快换动力电池包仅仅相对于电动汽车做上升或者下降的运动方式进行安装和拆卸，减少了换电时间。

3、不受电池形状约束，锁止结构尺寸小，不占电池箱体空间；

4、拆卸方式简单可靠，便于任何形状外观电池包进行推广应用，利于换电站接口统一。而且解锁与锁止方式简单，可靠。

此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

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地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种快换电池包安装装置，其包括快换支架(1)以及设置于所述快换支架(1)上的锁止机构总成(2)，其特征在于，所述快换支架(1)包括：至少相对设置的两个第一主板(11)；

所述锁止机构总成(2)包括：连接部件(3)，所述连接部件(3)与所述第一主板(11)可滑动连接；

多个锁止机构本体(4)，多个所述锁止机构本体(4)固定安装于所述第一主板(11)上，且与所述连接部件(3)连接，并通过连接部件联动解锁；

至少一个二次锁止机构(5)；所述二次锁止机构(5)固定安装于所述第一主板(11)上，且与所述连接部件(3)连接；其中，在二次锁止机构(5)处于锁止位置时，限制所述连接部件(3)沿第一方向滑动。

2.根据权利要求1所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述二次锁止机构(5)包括：与所述连接部件(3)连接的第一运动组件(51)以及在与所述第一运动组件(51)对应设置的第二运动组件(52)；

其中，所述第二运动组件(52)处于第一锁止位置时，与所述第一运动组件(51)在所述第一方向上抵靠；

所述第二运动组件(52)枢转至第一解锁位置时，与所述第一运动组件(51)分离，所述连接部件(3)可沿所述第一方向滑动。

3.根据权利要求2所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述第一运动组件(51)包括：第一复位结构(510)，通过所述第一复位结构(510)，所述第一运动组件(51)复位至与所述第二运动组件(52)抵靠的位置；

所述第二运动组件(52)包括：第二复位结构(520)，通过所述第二复位结构(520)所述第二运动组件(52)由所述第一解锁位置复位至所述第一锁止位置。

4.根据权利要求3所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述快换支架(1)还包括：用于检测所述第一运动组件(51)位置的第一传感器和用于检测所述第二运动组件(52)位置的第二传感器。

5.根据权利要求1所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述锁止机构本体(4)包括：棘轮(42)和棘爪(43)；

所述棘轮(42)的外缘设有供快换动力电池包上的锁止部插入的豁口；

所述棘爪(43)与所述连接部件(3)连接；

其中，在所述棘轮(42)转动至使所述豁口处于锁止状态时，所述棘爪(43)转动至与所述棘轮(42)卡接；

在所述棘爪(43)转动至与所述棘轮(42)非卡接时，所述棘轮(42)处于解锁状态。

6.根据权利要求5所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述锁止机构本体(4)还包括：棘爪复位机构(44)，其中棘爪复位机构(44)用于使所述棘爪复位至与所述棘轮(42)卡接时的位置；

微动开关(45)，其中在所述锁止状态时，所述棘轮(42)接触所述微动开关(45)。

7.根据权利要求6所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述锁止机构本体(4)还包括：用于检测棘轮(42)位置的第三传感器。

8.根据权利要求6所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述锁止机构本体(4)还包括：

解锁操纵杆(41)，所述解锁操纵杆(41)卡接在所述连接部件(3)的连接杆的开口中；

其中，所述开口设置在所述连接杆的第一端。

9.根据权利要求1所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述快换支架(1)包括：相对设置的第一主板(11)和至少一个第二主板(12)；

所述第一主板(11)具有向另一第一主板(11)弯折的弯折部，所述第一主板(11)位于所述弯折部两侧的部分平行。

10.根据权利要求9所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述快换电池包安装装置还包括：与快换动力电池包上的电接插件对应设置的快换接插件，所述快换接插件设置于所述第二主板(12)上。

11.根据权利要求10所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述第一主板(11)包括：面向另一所述第一主板(11)的侧板(111)，以及垂直于所述侧板(111)设置的顶板(112)和底板(113)；

其中，所述锁止机构本体(4)设置于所述侧板背向另一所述第一主板(11)的一侧，所述连接部件(3)设置于所述顶板(112)背向所述底板(113)的一侧，所述底板(113)和所述侧板(111)上设置有供所述快换动力电池包上的锁止部穿设的开口。

12.根据权利要求11所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述快换电池包安装装置还包括：

护罩(6)，所述护罩(6)扣设于所述顶板(112)上，与所述顶板(112)之间形成一容纳空间；

其中，所述连接部件(3)置于所述容纳空间内。

13.根据权利要求11所述的快换电池包安装装置，其特征在于，所述第一主板(11)包括：

护板(7)，所述护板(7)设置于远离所述电池包的所述侧板(111)的一侧，且与所述顶板(112)和所述底板(113)固定连接；

其中，所述护板(7)与所述底板(113)对应的下板上设有供所述锁止部通过的开口。

14.根据权利要求11所述的快换电池包安装装置，其特征在于，还包括：设置于所述第一主板(11)或第二主板(12)上的限位机构(9)，所述限位机构(9)在所述快换动力电池包安装后与所述快换动力电池包的侧壁抵靠，以限制所述快换动力电池包在垂直于所述第一方向的方向上运动。

15.一种快换电池包的锁止方法，其特征在于，应用如权利要求1至14任一项所述的快换电池包安装装置，所述锁止方法包括：

驱动所述二次锁止机构(5)的第二运动组件(52)由第一锁止位置枢转至第一解锁位置；

控制快换动力电池包和所述锁止机构本体(4)相对运动，以使得所述快换动力电池包上的锁止部对应锁入所述锁止机构本体(4)；

控制所述第二运动组件(52)恢复至所述第一锁止位置。

16.一种快换电池包的解锁方法，其特征在于，应用如权利要求1至14任一项所述的快换电池包安装装置，所述解锁方法包括：

驱动所述二次锁止机构(5)的第二运动组件(52)由第一锁止位置枢转至第一解锁位置，控制第一运动组件(51)枢转，带动所述连接部件(3)沿第一方向运动，所述连接部件带动多个所述锁止机构本体(4)联动解锁。

17.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至14任一项所述的快换电池包安装装置。

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