CN112477677A - 电池快换机构及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车制造技术领域，涉及一种电池快换机构及汽车，包括车身固定座、电池固定座、锁止装置和弹性件；车身固定座用于与车身连接，车身固定座上设有第一避空孔；电池固定座用于与电池连接，电池固定座上设有容纳腔；锁止装置包括锁止轴和设于锁止轴上的锁止手柄，锁止轴活动穿设于电池固定座，锁止手柄转动至解锁位置时能够穿过第一避空孔，锁止手柄转动至闭锁位置时能抵接于车身固定座的背离电池固定座的一侧；弹性件设于容纳腔内，并用于为锁止装置提供弹力，在弹性件的弹力作用下锁止手柄抵紧于车身固定座的背离电池固定座的一侧。通过采用锁止手柄抵接的方式实现车身固定座与电池固定座之间的连接，使得连接可靠，并可重复利用。

Description

电池快换机构及汽车
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，特别是涉及一种电池快换机构及汽车。
背景技术
目前车载动力电池通常采用螺纹联接，受限于螺纹联接结构自身的特点，螺栓联接的实际有效利用次数有限，重复利用后螺栓的夹紧力将不可控；同时螺栓联接对环境要求较高，联接环境中的灰尘等物质对其连接的稳定性有比较大的影响；并且螺栓联接为保证联接可靠，通常需要使用拧紧工具进行拧紧，操作不便，同时也增加了成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有的动力电池拆卸不便，有效利用次数有限的问题，提供一种电池快换机构及汽车。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电池快换机构，包括车身固定座、电池固定座、锁止装置和弹性件；
所述车身固定座用于与车身连接，所述车身固定座设有第一避空孔；
所述电池固定座用于与电池连接，所述电池固定座设有容纳腔；
所述锁止装置包括锁止轴和设于所述锁止轴的锁止手柄，所述锁止轴活动穿设于所述电池固定座，所述锁止手柄转动至解锁位置时能够穿过所述第一避空孔，所述锁止手柄转动至闭锁位置时能抵接于所述车身固定座的背离所述电池固定座的一侧；
所述弹性件设于所述容纳腔内，并用于为所述锁止装置提供弹力，当所述锁止手柄转动至闭锁位置时，在所述弹性件的弹力作用下所述锁止手柄抵紧所述车身固定座的背离所述电池固定座的一侧以将所述车身固定座与所述电池固定座相对锁紧固定。
可选地，所述电池固定座上设有第一通孔，所述锁止轴滑设于所述第一通孔，所述锁止手柄设于所述锁止轴的位于所述电池固定座外的一端；或者，所述电池固定座上设有第二避空孔，在外力作用下所述锁止手柄穿过所述第二避空孔伸出所述电池固定座外，撤销外力时所述锁止手柄退回所述电池固定座内。
可选地，还包括推力组件；所述推力组件设于所述电池固定座上，并活动套设于所述锁止轴上；
所述锁止装置还包括设于所述锁止轴上的第一支撑部，所述第一支撑部位于所述电池固定座内；
所述推力组件位于所述第一支撑部的背离所述锁止手柄的一侧，所述推力组件通过推动所述第一支撑部带动所述锁止装置沿所述锁止装置的轴向移动。
可选地，所述推力组件包括驱动件和端板；
所述驱动件包括旋转轴和设于所述旋转轴上并用于推动所述第一支撑部的第二支撑部；所述旋转轴活动套设于所述锁止轴上并伸出所述电池固定座外；
所述端板套设于所述旋转轴上且位于所述第二支撑部的背离所述第一支撑部的一侧，所述端板固定连接于所述电池固定座。
可选地，所述推力组件还包括设于所述端板与所述第二支撑部之间的滚珠组件，所述端板的面向所述第二支撑部的一侧和所述第二支撑部的面向所述端板的一侧设有轨道，所述滚珠组件的滚珠位于所述轨道内；
旋转所述旋转轴，所述第二支撑部相对于所述端板转动，所述滚珠沿所述轨道滚动并顶推所述第二支撑部。
可选地，所述推力组件还包括设于所述端板与所述第二支撑部之间的滚珠组件，所述端板的面向所述第二支撑部的一侧或所述第二支撑部的面向所述端板的一侧设有与所述滚珠组件的滚珠一一对应的定位槽，所述第二支撑部的面向所述端板的一侧或所述端板的面向所述第二支撑部的一侧设有与所述定位槽一一对应的轨道；
所述滚珠可转动地设于所述定位槽内；
旋转所述旋转轴，所述第二支撑部相对于所述端板转动，所述滚珠沿所述轨道滚动并顶推所述第二支撑部。
可选地，所述轨道的深度从其一端往另一端逐渐加深，或从其中段往两端逐渐变浅；所述轨道的宽度从其一端往另一端逐渐变窄，或从其中段往两端逐渐变窄。
可选地，所述滚珠组件还包括滚珠套，所述滚珠套上设有与所述滚珠一一对应的滚珠孔，各个所述滚珠可自转地设于对应的所述滚珠孔内。
可选地，还包括第一端面轴承；所述弹性件设于所述第一支撑部的面向所述锁止手柄的一侧与所述电池固定座的面向所述第一支撑部的内端面之间；所述第一端面轴承设于所述第一支撑部与所述弹性件之间。
可选地，还包括设于所述第一端面轴承与所述弹性件之间的垫圈。
可选地，还包括第二端面轴承；所述第二端面轴承设于所述第一支撑部与所述第二支撑部之间。
可选地，所述车身固定座上开设有若干个与车身安装孔一一对应的第一安装孔，所述车身固定座通过螺栓螺母固定连接于车身上；或者所述车身固定座焊接于车身上。
可选地，所述电池固定座上开设有若干个与电池包安装孔一一对应的第二安装孔，所述电池固定座通过螺栓螺母固定连接于电池包壳体上。
另一方面，本发明还提供了一种汽车，包括如上所述的电池快换机构。
本发明实施例提供的电池快换机构及汽车，与现有技术相比，通过采用锁止手柄抵接的方式实现车身固定座与电池固定座之间的连接，并通过在电池固定座内设置弹性件，提供轴向的弹性力，使得在锁止手柄在弹性力的作用下，更好的抵紧车身固定座，连接可靠，防止电池松动，可重复利用，不会因使用次数过多而影响连接的可靠性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的电池快换机构的剖面视图；
图2是本发明一实施例提供的车身固定座的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的驱动件的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的端板的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的推力组件部分的爆炸视图；
图6是本发明一实施例提供的滚珠组件的结构示意图。
说明书中的附图标记如下：
1、车身固定座；11、第一避空孔；
2、电池固定座；21、第一通孔；
3、推力组件；
31、端板；
32、驱动件；321、旋转轴；322、第二支撑部；324、轨道；
4、锁止装置；41、锁止手柄；411、沉头孔；42、第一支撑部；43、螺纹孔；44、锁止轴；
5、弹性件；
6、第一端面轴承；
7、第二端面轴承；
8、滚珠组件；81、滚珠；82、滚珠套；83、滚珠孔；84、卡扣；
9、螺纹圆柱销。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的电池快换机构，包括车身固定座1、电池固定座2、锁止装置4和弹性件5。
车身固定座1用于与车身连接，车身固定座1上设有第一避空孔11；具体地，车身固定座1上可以开设若干个与车身安装孔一一对应的第一安装孔(未图示)，并通过螺栓螺母固定连接于车身上，或者将车身固定座1焊接固定于车身上。
电池固定座2用于与电池连接，电池固定座2上设有容纳腔；具体地，电池固定座2上可以开设若干个与电池包安装孔一一对应的第二安装孔(未图示)，并通过螺栓螺母固定连接于电池包壳体上。
锁止装置4包括锁止轴44和设于锁止轴44的锁止手柄41，锁止轴44活动穿设于电池固定座2，锁止手柄41转动至解锁位置时能够穿过第一避空孔11，锁止手柄41转动至闭锁位置时能抵接于车身固定座1的背离电池固定座2的一侧。
弹性件5设于容纳腔内，并用于为锁止装置4提供弹力，当所述锁止手柄转动至闭锁位置时，在弹性件5的弹力作用下锁止手柄41抵紧于车身固定座1的背离电池固定座2的一侧以将车身固定座与电池固定座相对锁紧固定。
使用时，施加外力推动锁止装置4沿其轴向移动，使得锁止手柄41穿过第一避空孔11，并且电池固定座2内的弹性件5发生形变并储能，转动锁止装置4，使得锁止手柄41避开第一避空孔11，撤消外力，弹性件5恢复弹性形变，锁止装置4在弹性件5的弹性力的作用下沿反方向移动，将锁止手柄41抵紧于车身固定座1上，使得车身固定座1与电池固定座2连接；
解锁时，施加外力推动锁止装置4沿其轴向移动，使得锁止手柄41与车身固定座1脱离接触，转动锁止装置4，使得锁止手柄41对准第一避空孔11，将锁止手柄41从第一避空孔11退出，从而解锁车身固定座1与电池固定座2之间的连接。
本发明实施例提供的电池快换机构，与现有技术相比，通过采用锁止手柄41抵接的方式实现车身固定座1与电池固定座2之间的连接，并通过在电池固定座2内设置弹性件5，提供轴向的弹性力，使得锁止手柄41在弹性力的作用下，能够抵紧车身固定座1，连接可靠，可有效防止电池松动，可重复利用，不会因使用次数过多而影响连接的可靠性。
在一实施例中，如图1所示，电池固定座2上设有第一通孔21，锁止轴44滑设于第一通孔21，锁止手柄41设于锁止轴44的位于电池固定座2外的一端。使用过程中锁止手柄41始终位于电池固定座2外，可以快速地将锁止手柄41穿过车身固定座1中的第一避空孔11，操作方便。先转动锁止装置4将锁止手柄41对准第一避空孔11后，将锁止手柄41插入第一避空孔11，再通过外力推动锁止装置4，使锁止手柄41穿过第一避空孔11，此时锁止手柄41位于避空孔的上方，并且电池固定座2内的弹性件5发生形变并储能，再转动锁止装置4，使锁止手柄41避开第一避空孔11，撤消外力，弹性件5弹性形变恢复，对锁止装置4施加压力，从而使得锁止手柄41抵紧车身固定座1，提高锁紧的可靠性，防止了电池的松动。
在一实施例中，未图示地，电池固定座上设有第二避空孔，在外力作用下锁止手柄41穿过第二避空孔伸出所述电池固定座2外，撤销外力时所述锁止手柄41退回所述电池固定座2内。需要实现电池固定座2与车身固定座1之间的连接时，锁止手柄41从电池固定座2中伸出，电池固定座2与车身固定座1解锁后，锁止手柄41可以收进电池固定座2内部，通过此种设计，可以防止锁止手柄41在不使用时受到损坏。
在一实施例中，如图1所示，锁止手柄41上设有沉头孔411，锁止轴44上设有螺纹孔43，螺纹圆柱销9穿过沉头孔411与螺纹孔43螺纹连接，将锁止手柄41固定在锁止轴44上。通过将锁止手柄41可拆卸地安装在锁止轴44上，可以随时更换损坏的锁止手柄41，增加了电池快拆机构整体的使用寿命。对于电池固定座2上设有第一通孔21的方案而言，锁止手柄41与锁止轴44可拆卸连接，还便于锁止装置4与电池固定座2的装配。当然，锁止手柄41也可以通过焊接的方式固定在锁止轴44上，还可以与锁止轴44做成一体结构，本发明在此不做限制。
在一实施例中，如图1所示，还包括推力组件3；推力组件3设于电池固定座2上，并活动套设于锁止轴44上；锁止装置4还包括设于锁止轴44上的第一支撑部42，第一支撑部42位于电池固定座2内；推力组件3位于第一支撑部42的背离锁止手柄41的一侧，推力组件3通过推动第一支撑部42带动锁止装置4沿其轴向移动。本实施例通过推力组件3控制锁止手柄41的锁紧与解锁，无需特定的解锁工具，节约成本，操作方便快捷，实现快速装拆。
在一实施例中，如图1、图3和图4所示，推力组件3包括驱动件32和端板31；
驱动件32包括旋转轴321和设于旋转轴321上并用于推动第一支撑部42的第二支撑部322；旋转轴321活动套设于锁止轴44上并伸出电池固定座2外；
端板31套设于旋转轴321上且位于第二支撑部322的背离第一支撑部42的一侧，端板31固定连接于电池固定座2。具体地，端板31的边缘与电池固定座2接触的部分可以开设若干个第三安装孔(未图示)，电池固定座2上对应的位置可以开设与第三安装孔一一对应的第四安装孔(未图示)，并通过螺栓螺母将端板31与电池固定座2可拆卸地连接，方便设置于电池固定座2上的相关结构的拆装，便于根据需要更换损坏结构。通过设置驱动件32方便进行解锁和锁紧的操作，通过对旋转轴321施加一个向上的推力，第二支撑部322推动第一支撑部42上升，使得锁止装置4能实现上升的动作。
在一实施例中，如图1、图3-5所示，推力组件3还包括设于端板31与第二支撑部322之间的滚珠组件8，端板31的面向第二支撑部322的一侧和第二支撑部322的面向端板31的一侧均可设置轨道324，滚珠组件8的滚珠81位于轨道324内；
旋转旋转轴321，第二支撑部322相对于端板31转动，滚珠81沿轨道324滚动并顶推驱动件32。通过设置滚珠组件8，滚珠81在沿轨道324滚动的过程中，对第二支撑部322产生推力，使得驱动件32上升，将旋转力转变为向上的推力，方便操作，同时达到了省力的效果。
具体地，滚珠81可设为一个，优选设为多个，以提高升降锁止装置4的稳定性。
在一实施例中，如图3-5所示，端板31的面向第二支撑部322的一侧和第二支撑部322的面向端板31的一侧均设有与滚珠81一一对应的轨道324；
轨道324的深度从其一端往另一端逐渐加深。在转动旋转轴321的过程中，滚珠81可以相对轨道324滚动，从轨道324的最低点滚到最高点，或者从轨道324的最高点滚到最低点，因为端板31固定在电池固定座2上，驱动件32活动设置在端板31上，当滚珠81从轨道324的最低点滚到最高点时，推动驱动件32逐渐上升，从而使得驱动件32推动锁止装置4上升，实现锁止手柄41的上升；当滚珠81从轨道324的最高点滚到最低点时，驱动件32逐渐下降，锁止装置4失去持续上顶的推力，在弹性件5的弹力作用下锁止装置4下降，从而实现锁止手柄41的下降。
较优地，轨道324的中段往两端逐渐平滑变浅，可以缩短滚珠81滚动的位移，使得锁止装置4能更快上升到最高点或下降到最低点，提高效率。
或者，轨道324的宽度从轨道的一端向另一端逐渐变窄。在转动旋转轴321的过程中，滚珠81可以相对轨道324滚动，从轨道324的最宽的一端滚到最窄的一端，或者从轨道324的最窄的一端滚到最宽的一端，因为端板31固定在电池固定座2上，驱动件32活动设置在端板31上，当滚珠81从轨道324的最宽的一端滚到最窄的一端时，推动驱动件32逐渐上升，从而使得驱动件32推动锁止装置4上升，实现锁止手柄41的上升；当滚珠81从轨道324的最窄的一端滚到最宽的一端时，驱动件32逐渐下降，锁止装置4失去持续上顶的推力，在弹性件5的弹力作用下锁止装置4下降，当滚珠81处于最宽的一端时，锁止装置4刚好下降到最低点，从而实现锁止手柄41的下降。
较优地，为了提高上升或下降的效率，轨道的中段往两端逐渐变窄。
在一实施例中，未图示地，端板的面向第二支撑部的一侧设有与滚珠一一对应的定位槽，第二支撑部的面向端板的一侧设有与定位槽一一对应的轨道，轨道的深度从其一端往另一端逐渐加深，或从其中段往两端逐渐变浅；滚珠可转动地设于定位槽内。在转动旋转轴的过程中，滚珠在定位槽限位作用下不会沿端板的周向转动，并可以相对轨道滚动，因为端板固定在电池固定座上，驱动件活动设置在端板上，当滚珠从轨道的最低点滚到最高点时或者从轨道的最宽的一端滚到最窄的一端时，推动驱动件逐渐上升，从而使得驱动件推动锁止装置上升，实现锁止手柄的上升；当滚珠从轨道的最高点滚到最低点或者从轨道的最窄的一端滚到最宽的一端时，驱动件逐渐下降，锁止装置失去持续上顶的推力，在弹性件的弹力作用下，锁止装置下降，从而实现锁止手柄的下降。
同理，也可在第二支撑部的面向端板的一侧设有与滚珠一一对应的定位槽，端板的面向第二支撑部的一侧设有与定位槽一一对应的轨道，轨道的深度从其一端往另一端逐渐加深，或从其中段往两端逐渐变浅；滚珠可转动地设于定位槽内。
较优地，滚珠81和轨道324的数量均设为3个，每一滚珠81对应一条轨道324，使得驱动件32在旋转上升的时候更加平稳。
在一实施例中，如图6所示，滚珠组件8还包括滚珠套82，滚珠套82上设有与滚珠81一一对应的滚珠孔83，各个滚珠81可自转地设于对应的滚珠孔83内。通过设置滚珠套82，可以提高滚珠81在滚动过程中的稳定性，避免滚珠81脱离轨道324。
较优地，每一滚珠孔83上均设有扣住滚珠81的卡扣84，以提高滚珠81与滚珠套82的结合度，避免滚珠81从滚珠套82中掉出。应注意的是，卡扣84并不妨碍滚珠81在滚珠孔83中的自转。
在一实施例中，如图1所示，还包括第一端面轴承6；弹性件5设于第一支撑部42的面向锁止手柄41的一侧与电池固定座2的面向第一支撑部42的内端面之间；第一端面轴承6设于第一支撑部42与弹性件5之间。通过设置第一端面轴承6，可以减小弹性件5与第一支撑部42之间的摩擦力，从而减小了第一支撑部42在转动过程中的阻力，便于操作。
在一实施例中，还包括设于第一端面轴承6与弹性件5之间的垫圈，垫圈为弹性件5提供一个支撑面，以将弹性件5与第一端面轴承6隔开，避免弹性件5影响第一支撑部42的转动顺畅性。具体地，弹性件5的一端与垫圈抵接，弹性件5的另一端与电池固定座2的内壁抵接，便于装配。
在一实施例中，如图1所示，还包括第二端面轴承7；第二端面轴承7设于第一支撑部42与第二支撑部322之间，通过设置第二端面轴承7，可以减小锁止装置4与驱动件32之间的摩擦力，使得锁止装置4和驱动件32在转动的过程中更加顺畅。优选同时设置第一端面轴承6和第二端面轴承7。
另一方面，本发明还提供了一种汽车，包括如上的电池快换机构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电池快换机构，其特征在于，包括车身固定座、电池固定座、锁止装置和弹性件；
所述车身固定座用于与车身连接，所述车身固定座设有第一避空孔；
所述电池固定座用于与电池连接，所述电池固定座设有容纳腔；
所述锁止装置包括锁止轴和设于所述锁止轴的锁止手柄，所述锁止轴活动穿设于所述电池固定座，所述锁止手柄转动至解锁位置时能够穿过所述第一避空孔，所述锁止手柄转动至闭锁位置时能抵接于所述车身固定座的背离所述电池固定座的一侧；
所述弹性件设于所述容纳腔内，并用于为所述锁止装置提供弹力，当所述锁止手柄转动至闭锁位置时，在所述弹性件的弹力作用下所述锁止手柄抵紧所述车身固定座的背离所述电池固定座的一侧以将所述车身固定座与所述电池固定座相对锁紧固定。
2.根据权利要求1所述的电池快换机构，其特征在于，所述电池固定座设有第一通孔，所述锁止轴滑设于所述第一通孔，所述锁止手柄设于所述锁止轴位于所述电池固定座外的一端；或者，
所述电池固定座上设有第二避空孔，在外力作用下所述锁止手柄穿过所述第二避空孔伸出所述电池固定座外，撤销外力时所述锁止手柄退回所述电池固定座内。
3.根据权利要求1所述的电池快换机构，其特征在于，还包括推力组件；所述推力组件设于所述电池固定座上，并活动套设于所述锁止轴上；
所述锁止装置还包括设于所述锁止轴上的第一支撑部，所述第一支撑部位于所述电池固定座内；
所述推力组件位于所述第一支撑部的背离所述锁止手柄的一侧，所述推力组件通过推动所述第一支撑部带动所述锁止装置沿所述锁止轴的轴向移动。
4.根据权利要求3所述的电池快换机构，其特征在于，所述推力组件包括驱动件和端板；
所述驱动件包括旋转轴和设于所述旋转轴上并用于推动所述第一支撑部的第二支撑部；所述旋转轴活动套设于所述锁止轴上并伸出所述电池固定座外；
所述端板套设于所述旋转轴上且位于所述第二支撑部的背离所述第一支撑部的一侧，所述端板固定连接于所述电池固定座。
5.根据权利要求4所述的电池快换机构，其特征在于，所述推力组件还包括设于所述端板与所述第二支撑部之间的滚珠组件，所述端板的面向所述第二支撑部的一侧和所述第二支撑部的面向所述端板的一侧设有轨道，所述滚珠组件的滚珠位于所述轨道内；
旋转所述旋转轴，所述第二支撑部相对于所述端板转动，所述滚珠沿所述轨道滚动并顶推所述第二支撑部。
6.根据权利要求4所述的电池快换机构，其特征在于，所述推力组件还包括设于所述端板与所述第二支撑部之间的滚珠组件，所述端板的面向所述第二支撑部的一侧或所述第二支撑部的面向所述端板的一侧设有与所述滚珠组件的滚珠一一对应的定位槽，所述第二支撑部的面向所述端板的一侧或所述端板的面向所述第二支撑部的一侧设有与所述定位槽一一对应的轨道；
所述滚珠可转动地设于所述定位槽内；
旋转所述旋转轴，所述第二支撑部相对于所述端板转动，所述滚珠沿所述轨道滚动并顶推所述第二支撑部。
7.根据权利要求5或6所述的电池快换机构，其特征在于，所述轨道的深度从其一端往另一端逐渐加深，或从其中段往两端逐渐变浅；所述轨道的宽度从其一端往另一端逐渐变窄，或从其中段往两端逐渐变窄。
8.根据权利要求7所述的电池快换机构，其特征在于，所述滚珠组件还包括滚珠套，所述滚珠套上设有与所述滚珠一一对应的滚珠孔，各个所述滚珠可自转地设于对应的所述滚珠孔内。
9.根据权利要求3所述的电池快换机构，其特征在于，还包括第一端面轴承；所述弹性件设于所述第一支撑部的面向所述锁止手柄的一侧与所述电池固定座的面向所述第一支撑部的内端面之间；所述第一端面轴承设于所述第一支撑部与所述弹性件之间。
10.根据权利要求9所述的电池快换机构，其特征在于，还包括设于所述第一端面轴承与所述弹性件之间的垫圈。
11.根据权利要求4所述的电池快换机构，其特征在于，还包括第二端面轴承；所述第二端面轴承设于所述第一支撑部与所述第二支撑部之间。
12.根据权利要求1所述的电池快换机构，其特征在于，所述车身固定座上开设有若干个与车身安装孔一一对应的第一安装孔，所述车身固定座通过螺栓螺母固定连接于车身上；或者所述车身固定座焊接于车身上。
13.根据权利要求1所述的电池快换机构，其特征在于，所述电池固定座上开设有若干个与电池包安装孔一一对应的第二安装孔，所述电池固定座通过螺栓螺母固定连接于电池包壳体上。
14.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的电池快换机构。
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