CN113022372B - 车辆动力装置的快速装脱装置及快速装脱方法 - Google Patents

车辆动力装置的快速装脱装置及快速装脱方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆动力装置的快速装脱装置及快速装脱方法，快速装脱装置中，电池端连接器设置于电池的前端面，车辆安装托架包括车辆端连接器；电池箱与车辆安装托架还包括相适配的导向定位组件和锁定组件，导向定位组件分别设置于电池端连接器和车辆安装托架上，使得电池沿导向定位组件于车辆安装托架上按预设方向滑动，使得电池端连接器与车辆端连接器相连接，通过锁定组件进行相对位置锁止；电池箱在受到外力拖动时带动锁定组件解除锁定状态，从而快速解脱。通过本发明的技术方案，在保证电池端与车辆端的水电可靠连接的同时，实现了电池箱的快速安装和快速解脱，提高了更换电池的效率。

Description

车辆动力装置的快速装脱装置及快速装脱方法
技术领域
本发明涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种车辆动力装置的快速装脱装置和一种车辆动力装置的快速装脱方法。
背景技术
目前，电动汽车为解决电池续航问题，其中一种思路就是能够快速更换电池，为满足快速更换电池的需要，就必须有相应的结构系统。
而现有的电动汽车的安装和解脱并没有相应的配套装置结构，无法实现动力电池的快速安装和解脱，也无法实现应急状态下的远距离应急解脱功能。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种车辆动力装置的快速装脱装置及快速装脱方法，通过电池箱与车辆安装托架上设置的相适配的电池端连接器、车辆端连接器以及导向定位组件和锁定组件，在保证电池端与车辆端的水电可靠连接的基础上，实现电池箱的快速安装和快速解脱，提高更换电池的效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种车辆动力装置的快速装脱装置，包括：电池箱和车辆安装托架，所述电池箱包括电池和电池端连接器，所述电池端连接器设置于所述电池的前端面，所述车辆安装托架包括车辆端连接器；所述电池箱与所述车辆安装托架还包括相适配的导向定位组件和锁定组件，所述导向定位组件分别设置于所述电池端连接器和所述车辆安装托架上，使得所述电池沿所述导向定位组件于所述车辆安装托架上按预设方向滑动，使得所述电池端连接器与所述车辆端连接器相连接，通过所述锁定组件进行相对位置锁止；所述电池端连接器与所述电池箱上设置的所述导向定位组件形成L形结构，所述车辆端连接器与所述车辆安装托架上设置的所述导向定位组件形成L形结构，所述电池箱的L形结构叠加于所述车辆安装托架的L形结构上实现连接和锁止；所述电池箱在受到外力拖动时带动所述锁定组件解除锁定状态，从而快速解脱。
在上述技术方案中，优选地，所述导向定位组件包括上导轨、滑动导向锥度轮、电池定位轴、托架定位套、连接器定位轴和连接器定位套，所述上导轨固定于所述电池箱底部，所述电池端连接器与所述上导轨形成L形结构，所述滑动导向锥度轮固定于所述车辆安装托架上，所述滑动导向锥度轮与所述上导轨的梯形槽相适配；所述电池定位轴固定于所述电池箱后端面，所述托架定位套设置于所述车辆安装托架后端，所述电池端连接器与所述车辆端连接器相连接时所述电池定位轴插合入所述托架定位套中；所述连接器定位轴设置于所述电池端连接器上，所述连接器定位套设置于所述车辆端连接器上，所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中所述连接器定位轴插合入所述连接器定位套中。
在上述技术方案中，优选地，所述锁定组件包括锁块、锁定销、钢丝绳、转动块、把手、解锁舌和压紧杆，所述锁块设置于所述车辆安装托架上，所述锁定销设置于所述电池箱底部，所述钢丝绳一端连接所述锁块，另一端连接所述转动块；所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中所述锁定销插入所述锁块中实现锁止，所述压紧杆将所述电池箱与所述车辆安装托架压紧锁定；所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中所述解锁舌在两组相对设置的所述转动块的挤压下向内翻转，并在挤入所述转动块之间后所述解锁舌自动竖起；所述把手设置于所述电池箱上，对所述把手施加外力拖动所述电池箱，竖起状态的所述解锁舌带动所述转动块转动，与所述转动块相连的所述钢丝绳同时拖动实现对所述锁块解锁。
在上述技术方案中，优选地，所述锁定组件还包括应急拉杆，所述应急拉杆为长度可伸缩拉杆，所述应急拉杆末端为折弯结构，所述应急拉杆的折弯结构与所述把手钩连，通过拖动所述应急拉杆实现对所述把手的拖动，进而实现所述锁块的解锁。
在上述技术方案中，优选地，所述车辆安装托架包括多个悬置结构，所述悬置结构布置于所述车辆安装托架上表面，所述悬置结构承托所述电池箱处于悬空支持状态。
在上述技术方案中，优选地，所述悬置结构的上下部为具有弹性的橡胶结构，所述悬置结构为所述电池箱提供上下方向±5毫米的弹性形变。
在上述技术方案中，优选地，所述电池端连接器上设置有电连接器和水路连接器的插座部分，所述车辆端连接器上设置有电连接器和水路连接器的插头部分，所述电池端连接器上的插座部分与所述车辆端连接器的插头部分的设置位置和形状规格相适配以对应连接。
本发明还提出一种车辆动力装置的快速装脱方法，应用于如上述技术方案中任一项提出的车辆动力装置的快速装脱装置，包括：将电池箱在车辆安装托架上沿导向定位组件的预设方向进行滑动；在电池端连接器连接至车辆端连接器时，通过锁定组件完成所述电池箱与所述车辆安装托架的相对位置锁止；在需要解脱时向外拖动所述电池箱，所述锁定组件在外力作用下同时解除锁定，继续拖动所述电池箱沿所述导向定位组件滑动，实现快速解脱。
在上述技术方案中，优选地，所述在电池端连接器连接至车辆端连接器时通过锁定组件完成所述电池箱与所述车辆安装托架的相对位置锁止具体包括：所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中，解锁舌挤入转动块过程中受到所述转动块的挤压向内翻转，同时所述转动块通过钢丝绳带动锁块张开、锁定销插入所述锁块；所述解锁舌挤入所述转动块后在扭簧的作用下自动竖起，同时所述锁定销插入所述锁块中、所述转动块通过所述钢丝绳带动所述锁块实现锁止；利用所述压紧杆将所述电池箱与所述车辆安装托架进行压紧锁定。
在上述技术方案中，优选地，所述在需要解脱时向外拖动所述电池箱，所述锁定组件在外力作用下同时解除锁定，继续拖动所述电池箱沿所述导向定位组件滑动，实现快速解脱的具体过程包括：通过把手施加外力向外拖动所述电池箱，或通过应急拉杆钩动所述把手向外拖动所述电池箱；所述解锁舌在受到向外施加外力时推动所述转动块转动，通过所述钢丝绳带动所述锁块张开；所述解锁舌退出所述转动块同时所述锁定销退出所述锁块，所述电池箱在所述把手的拖动下，所述电池箱底部的上导轨沿所述车辆安装托架上的滑动导向锥度轮向外滑动，完成所述电池箱相对于所述车辆安装托架的快速解脱。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过电池箱与车辆安装托架上设置的相适配的电池端连接器、车辆端连接器以及导向定位组件和锁定组件，在保证电池端与车辆端的水电可靠连接的基础上，实现电池箱的快速安装和快速解脱，提高更换电池的效率。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的车辆动力装置的快速装脱装置的装配结构示意图；
图2为图1所示实施例公开的快速装脱装置的另一方向装配结构示意图；
图3为本发明一种实施例公开的电池箱的立体结构示意图；
图4为图3所示实施例公开的电池箱的另一方向立体结构示意图；
图5为本发明一种实施例公开的车辆安装托架的俯视结构示意图；
图6为图5所示实施例公开的车辆安装托架的立体结构示意图。
图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：
1、电池箱；11、电池；12、电池端连接器；13、上导轨；14、电池定位轴；15、连接器定位轴；16、把手；17、解锁舌；18、压紧杆；19、应急拉杆；20、锁定销；2、车辆安装托架；21、车辆端连接器；22、滑动导向锥度轮；23、托架定位套；24、连接器定位套；25、锁块；26、钢丝绳；27、转动块；28、悬置结构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1至图6所示，根据本发明提供的一种车辆动力装置的快速装脱装置，包括：电池箱1和车辆安装托架2，电池箱1包括电池11和电池端连接器12，电池端连接器12设置于电池11的前端面，车辆安装托架2包括车辆端连接器21；电池箱1与车辆安装托架2还包括相适配的导向定位组件和锁定组件，导向定位组件分别设置于电池端连接器12和车辆安装托架2上，使得电池11沿导向定位组件于车辆安装托架2上按预设方向滑动，使得电池端连接器12与车辆端连接器21相连接，通过锁定组件进行相对位置锁止；电池端连接器12与电池箱1上设置的导向定位组件形成L形结构，车辆端连接器21与车辆安装托架2上设置的导向定位组件形成L形结构，电池箱1的L形结构叠加于车辆安装托架2的L形结构上实现连接和锁止，电池箱1在受到外力拖动时带动锁定组件解除锁定状态，从而快速解脱。
在该实施例中，通过电池箱1与车辆安装托架2上设置的相适配的电池端连接器12、车辆端连接器21以及导向定位组件和锁定组件，在保证电池端与车辆端的水电可靠连接的基础上，实现电池箱1的快速安装和快速解脱，提高更换电池11的效率。
具体地，水电一体快换连接器包括连接器车辆端和连接器电池端，两端连接器可以满足电池箱1所需的能量、信号传输和冷却系统连接，以及插合后始终保持可靠连接。通过该快速装脱装置，单人操作锁定和解脱时间不超过5s。其中，电池箱1的L形结构与车辆安装托架2的L形结构相配合起到导向定位作用，且L形结构能够满足精确定位要求，使其连接精度不受电池箱1或车辆安装托架2的精度影响，同时能够增强整个快速装脱装置的稳定性。
在上述实施例中，优选地，导向定位组件包括上导轨13、滑动导向锥度轮22、电池定位轴14、托架定位套23、连接器定位轴15和连接器定位套24，上导轨13固定于电池箱1底部，滑动导向锥度轮22固定于车辆安装托架2上，滑动导向锥度轮22与上导轨13的梯形槽相适配；电池定位轴14固定于电池箱1后端面，托架定位套23设置于车辆安装托架2后端，电池端连接器12与车辆端连接器21相连接时电池定位轴14插合入托架定位套23中；连接器定位轴15设置于电池端连接器12上，连接器定位套24设置于车辆端连接器21上，电池端连接器12与车辆端连接器21连接过程中连接器定位轴15插合入连接器定位套24中。
具体地，上导轨13采用与滑动导向锥度轮22相适配的梯形槽，使得上导轨13沿滑动导向锥度轮22滚动过程中，滑动导向锥度轮22与上导轨13之间的卡合作用对电池箱1相对于车辆安装托架2起到提高稳定性作用，同时根据滑动导向锥度轮22与上导轨13的位置设置，能够对电池箱1起到定位作用。
具体地，滑动导向锥度轮22与上导轨13的卡合作用，在电池箱1的重力作用下实现左右方向和高度方向的一级定位，电池箱1后端面的电池定位轴14与车辆安装托架2后端的托架定位套23的插合实现二级定位，电池端连接器12上的连接器定位轴15与车辆端连接器21上的连接器定位套24的插合实现三级定位。
在上述实施例中，优选地，锁定组件包括锁块25、锁定销20、钢丝绳26、转动块27、把手16、解锁舌17和压紧杆18，锁块25设置于车辆安装托架2上，锁定销20设置于电池箱1底部，钢丝绳26一端连接锁块25，另一端连接转动块27；电池端连接器12与车辆端连接器21连接过程中锁定销20插入锁块25中实现锁止，压紧杆18将电池箱1与车辆安装托架2压紧锁定；电池端连接器12与车辆端连接器21连接过程中解锁舌17在两组相对设置的转动块27的挤压下向内翻转，并在挤入转动块27之间后解锁舌17自动竖起；把手16设置于电池箱1上，对把手16施加外力拖动电池箱1，竖起状态的解锁舌17带动转动块27转动，与转动块27相连的钢丝绳26同时拖动实现对锁块25解锁。
具体地，在需要锁定时，在车辆安装托架2上推动电池箱1沿滑动导向锥度轮22滑动，使电池箱1底部的锁定销20插入锁块25，形成一级锁定，然后利用压紧杆18将电池箱1与车辆安装托架2压紧，形成二级锁定。同时，在该过程中，解锁舌17由于车辆安装托架2上的转动块27的挤压向内翻转，不阻碍解锁舌17的插合动作，待解锁舌17插入两组转动块27内后，解锁舌17在扭簧的作用下自动竖起。
在需要解锁时，直接用力向外拉动电池箱1上的把手16，即可完成解锁。在该过程中，解锁舌17由于处于竖起状态，因此，会向两侧推动转动块27使其转动，通过相连的钢丝绳26拉动锁块25张开，完成解锁过程。继续向外拉动电池箱1，使电池箱1沿车辆安装托架2滑出，实现电池箱1的解脱。
在上述实施例中，优选地，锁定组件还包括应急拉杆19，应急拉杆19为长度可伸缩拉杆，应急拉杆19末端为折弯结构，应急拉杆19的折弯结构与把手16钩连，通过拖动应急拉杆19实现对把手16的拖动，进而实现锁块25的解锁。在遇到应急状态时，通过可伸缩的应急拉杆19，在至少2米伸长距离的应急拉杆19对把手16的拉动下，实现远距离解脱电池箱1。
在上述实施例中，优选地，车辆安装托架2包括多个悬置结构28，优选采用6个，悬置结构28布置于车辆安装托架2上表面，悬置结构28承托电池箱1处于悬空支持状态。
在上述实施例中，优选地，悬置结构28的上下部为具有弹性的橡胶结构，悬置结构28为电池箱1提供上下方向±5毫米的弹性形变。当车辆安装托架2出现变形时，可以通过悬置结构28吸收变形，保证车辆安装托架2的平面度，保证电池箱1的稳定性，减小车辆运行震动对电池11系统的影响。
在上述实施例中，优选地，电池端连接器12上设置有电连接器和水路连接器的插座部分，车辆端连接器21上设置有电连接器和水路连接器的插头部分，电池端连接器12上的插座部分与车辆端连接器21的插头部分的设置位置和形状规格相适配以对应连接。
本发明还提出一种车辆动力装置的快速装脱方法，应用于如上述实施例中任一项提出的车辆动力装置的快速装脱装置，包括：将电池箱1在车辆安装托架2上沿导向定位组件的预设方向进行滑动；在电池端连接器12连接至车辆端连接器21时，通过锁定组件完成电池箱1与车辆安装托架2的相对位置锁止；在需要解脱时向外拖动电池箱1，锁定组件在外力作用下同时解除锁定，继续拖动电池箱1沿导向定位组件滑动，实现快速解脱。
在上述实施例中，优选地，在电池端连接器12连接至车辆端连接器21时通过锁定组件完成电池箱1与车辆安装托架2的相对位置锁止具体包括：电池端连接器12与车辆端连接器21连接过程中，解锁舌17挤入转动块27过程中受到转动块27的挤压向内翻转，同时转动块27通过钢丝绳26带动锁块25张开、锁定销20插入锁块25；解锁舌17挤入转动块27后在扭簧的作用下自动竖起，同时锁定销20插入锁块25中、转动块27通过钢丝绳26带动锁块25实现锁止；利用压紧杆18将电池箱1与车辆安装托架2进行压紧锁定。
在上述实施例中，优选地，在需要解脱时向外拖动电池箱1，锁定组件在外力作用下同时解除锁定，继续拖动电池箱1沿导向定位组件滑动，实现快速解脱的具体过程包括：通过把手16施加外力向外拖动电池箱1，或通过应急拉杆19钩动把手16向外拖动电池箱1；解锁舌17在受到向外施加外力时推动转动块27转动，通过钢丝绳26带动锁块25张开；解锁舌17退出转动块27同时锁定销20退出锁块25，电池箱1在把手16的拖动下，电池箱1底部的上导轨13沿车辆安装托架2上的滑动导向锥度轮22向外滑动，完成电池箱1相对于车辆安装托架2的快速解脱。
根据上述实施例公开的车辆动力装置的快速装脱方法，在车辆动力装置的快速装脱装置的基础上，能够在保证电池端与车辆端的水电可靠连接的同时，实现电池箱1的快速安装和快速解脱，提高了更换电池11的效率。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种车辆动力装置的快速装脱装置，其特征在于，包括：电池箱和车辆安装托架，
所述电池箱包括电池和电池端连接器，所述电池端连接器设置于所述电池的前端面，所述车辆安装托架包括车辆端连接器；
所述电池箱与所述车辆安装托架还包括相适配的导向定位组件和锁定组件，所述导向定位组件分别设置于所述电池端连接器和所述车辆安装托架上，使得所述电池沿所述导向定位组件于所述车辆安装托架上按预设方向滑动，使得所述电池端连接器与所述车辆端连接器相连接，通过所述锁定组件进行相对位置锁止；
所述电池端连接器与所述电池箱上设置的所述导向定位组件形成L形结构，所述车辆端连接器与所述车辆安装托架上设置的所述导向定位组件形成L形结构，所述电池箱的L形结构叠加于所述车辆安装托架的L形结构上实现连接和锁止；
所述电池箱在受到外力拖动时带动所述锁定组件解除锁定状态，从而快速解脱；
所述锁定组件包括锁块、锁定销、钢丝绳、转动块、把手、解锁舌和压紧杆，所述锁块设置于所述车辆安装托架上，所述锁定销设置于所述电池箱底部，所述钢丝绳一端连接所述锁块，另一端连接所述转动块；
所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中所述锁定销插入所述锁块中实现锁止，所述压紧杆将所述电池箱与所述车辆安装托架压紧锁定；
所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中所述解锁舌在两组相对设置的所述转动块的挤压下向内翻转，并在挤入所述转动块之间后所述解锁舌自动竖起；
所述把手设置于所述电池箱上，对所述把手施加外力拖动所述电池箱，竖起状态的所述解锁舌带动所述转动块转动，与所述转动块相连的所述钢丝绳同时拖动实现对所述锁块解锁。
2.根据权利要求1所述的车辆动力装置的快速装脱装置，其特征在于，所述导向定位组件包括上导轨、滑动导向锥度轮、电池定位轴、托架定位套、连接器定位轴和连接器定位套，所述上导轨固定于所述电池箱底部，所述电池端连接器与所述上导轨形成L形结构，所述滑动导向锥度轮固定于所述车辆安装托架上，所述滑动导向锥度轮与所述上导轨的梯形槽相适配；
所述电池定位轴固定于所述电池箱后端面，所述托架定位套设置于所述车辆安装托架后端，所述电池端连接器与所述车辆端连接器相连接时所述电池定位轴插合入所述托架定位套中；
所述连接器定位轴设置于所述电池端连接器上，所述连接器定位套设置于所述车辆端连接器上，所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中所述连接器定位轴插合入所述连接器定位套中。
3.根据权利要求1所述的车辆动力装置的快速装脱装置，其特征在于，所述锁定组件还包括应急拉杆，所述应急拉杆为长度可伸缩拉杆，所述应急拉杆末端为折弯结构，所述应急拉杆的折弯结构与所述把手钩连，通过拖动所述应急拉杆实现对所述把手的拖动，进而实现所述锁块的解锁。
4.根据权利要求1所述的车辆动力装置的快速装脱装置，其特征在于，所述车辆安装托架包括多个悬置结构，所述悬置结构布置于所述车辆安装托架上表面，所述悬置结构承托所述电池箱处于悬空支持状态。
5.根据权利要求4所述的车辆动力装置的快速装脱装置，其特征在于，所述悬置结构的上下部为具有弹性的橡胶结构，所述悬置结构为所述电池箱提供上下方向±5毫米的弹性形变。
6.根据权利要求1所述的车辆动力装置的快速装脱装置，其特征在于，所述电池端连接器上设置有电连接器和水路连接器的插座部分，所述车辆端连接器上设置有电连接器和水路连接器的插头部分，所述电池端连接器上的插座部分与所述车辆端连接器的插头部分的设置位置和形状规格相适配以对应连接。
7.一种车辆动力装置的快速装脱方法，应用于如权利要求1至6中任一项所述的车辆动力装置的快速装脱装置，其特征在于，包括：
将电池箱在车辆安装托架上沿导向定位组件的预设方向进行滑动；
在电池端连接器连接至车辆端连接器时，通过锁定组件完成所述电池箱与所述车辆安装托架的相对位置锁止；
在需要解脱时向外拖动所述电池箱，所述锁定组件在外力作用下同时解除锁定，继续拖动所述电池箱沿所述导向定位组件滑动，实现快速解脱。
8.根据权利要求7所述的车辆动力装置的快速装脱方法，其特征在于，所述在电池端连接器连接至车辆端连接器时通过锁定组件完成所述电池箱与所述车辆安装托架的相对位置锁止具体包括：
所述电池端连接器与所述车辆端连接器连接过程中，解锁舌挤入转动块过程中受到所述转动块的挤压向内翻转，同时所述转动块通过钢丝绳带动锁块张开、锁定销插入所述锁块；
所述解锁舌挤入所述转动块后在扭簧的作用下自动竖起，同时所述锁定销插入所述锁块中、所述转动块通过所述钢丝绳带动所述锁块实现锁止；
利用所述压紧杆将所述电池箱与所述车辆安装托架进行压紧锁定。
9.根据权利要求8所述的车辆动力装置的快速装脱方法，其特征在于，所述在需要解脱时向外拖动所述电池箱，所述锁定组件在外力作用下同时解除锁定，继续拖动所述电池箱沿所述导向定位组件滑动，实现快速解脱的具体过程包括：
通过把手施加外力向外拖动所述电池箱，或通过应急拉杆钩动所述把手向外拖动所述电池箱；
所述解锁舌在受到向外施加外力时推动所述转动块转动，通过所述钢丝绳带动所述锁块张开；
所述解锁舌退出所述转动块同时所述锁定销退出所述锁块，所述电池箱在所述把手的拖动下，所述电池箱底部的上导轨沿所述车辆安装托架上的滑动导向锥度轮向外滑动，完成所述电池箱相对于所述车辆安装托架的快速解脱。
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