CN113183741A

CN113183741A - 一种锁止装置、电池包总成及车辆

Info

Publication number: CN113183741A
Application number: CN202110681602.8A
Authority: CN
Inventors: 王磊
Original assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Current assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2021-07-30
Also published as: WO2022262617A1

Abstract

本发明提供了一种锁止装置、电池包总成和车辆，锁止装置包括连接轴、限位套、套筒和第一挡板；连接轴的周向设置有第一限位结构，限位套的内壁设置有第二限位结构，限位套的外壁设置有第一导向结构，套筒的内壁设置有第二导向结构；连接轴与限位套滑动连接且同轴装配，限位套与套筒滑动连接且同轴装配；在限位套相对套筒滑动至锁止位置时，第一限位结构与第二限位结构卡接；在限位套相对套筒滑动至解锁位置时，第一限位结构与第二限位结构分离；第一导向结构与第二导向结构滑动连接；第一挡板与所述套筒固定连接以限制所述限位套从所述套筒中分离。本发明的锁止装置在电池包频繁拆装和车辆颠簸的环境下可以长期可靠使用。

Description

一种锁止装置、电池包总成及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种锁止装置、电池包总成及车辆。

背景技术

近年来随着国内汽车工业的飞速发展，在能源和环境领域面临着严峻的挑战，国家将新能源和新能源汽车列入重点扶持的战略性新兴产业之一，纯电动汽车进入快速发展时期。作为动力来源和电动汽车最根本的构成，动力电池是影响电动汽车发展的关键因素，充电焦虑、成本焦虑和里程焦虑一直是新能源汽车用户出行的困扰。解决上述问题的最的有效方法为快速更换电池包，要求快速换电池包装置能在车辆振动和频繁装卸的环境下长期可靠使用。

电池包在车辆行驶过程中，电池包受到车辆颠簸所引起的振动影响，导致传统的连接件容易松动。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种锁止装置，以解决传统的连接件松动的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种锁止装置，包括：连接轴、限位套、套筒和第一挡板；

所述连接轴的周向设置有第一限位结构，所述限位套的内壁设置有第二限位结构，所述限位套的外壁设置有第一导向结构，所述套筒的内壁设置有第二导向结构；

所述连接轴与所述限位套滑动连接且同轴装配，所述限位套与所述套筒滑动连接且同轴装配；

在所述限位套相对所述套筒滑动至锁止位置时，所述第一限位结构与所述第二限位结构卡接；在所述限位套相对所述套筒滑动至解锁位置时，所述第一限位结构与所述第二限位结构分离；

所述第一导向结构与所述第二导向结构滑动连接；

所述第一挡板与所述套筒固定连接以限制所述限位套从所述套筒中分离。

进一步地，所述锁止装置还包括复位件；

沿所述连接轴的轴向，所述第二限位结构与所述套筒之间设置有所述复位件；

在所述限位套相对所述套筒滑动至解锁位置时，所述复位件处于压缩状态。

进一步地，所述复位件为弹簧，所述弹簧套装在所述连接轴上。

进一步地，所述连接轴为阶梯轴，所述连接轴包括依次接替相连的螺纹部、光轴部和加载部；

所述第一限位部设置于所述光轴部的表面，且所述第一限位部凸出于光轴部；

所述螺纹部从所述套筒中伸出，所述加载部位于所述限位套内。

进一步地，所述连接轴还包括导向部；

所述导向部连接于所述螺纹部远离所述光轴部的一端。

进一步地，所述导向部设置为曲面结构；或，所述导向部设置为倒角结构。

进一步地，所述第一限位结构设置为外花键，所述第二限位结构设置为内花键。

进一步地，所述第一导向结构设置为滑槽，所述第二导向结构设置为滑台；

所述滑槽的截面呈凹形，所述滑台的截面为凸形。

进一步地，所述锁止装置还包括第二挡板；

所述第二挡板与所述限位套固定连接以限制所述连接轴从所述限位套中分离。

进一步地，所述加载部设置有多边形沉孔。

一种电池包总成，所述电池包总成包括前述任一种锁止装置。

一种车辆，所述车辆包括前述的电池包总成。

相对于现有技术，本发明所述的锁止装置具有以下优势：

本发明实施例的锁止装置，利用限位套所设置有的滑台沿套筒所设置有的滑槽移动，实现了第一限位结构与第二限位结构的卡接或者脱离，在限位套相对套筒滑动至锁止位置，有效限制了连接轴的转动，可实现电池包与车身的快速拆卸与安装，在长期使用中，可提高连接轴在车辆颠簸和频繁装卸下的使用寿命和可靠性。

所述电池包总成、所述车辆与上述锁止装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例所述的锁止装置的爆炸图。

图2是本发明实施例所述的连接轴的示意图。

图3是本发明实施例所述的加载部的示意图。

图4是本发明实施例所述的弹簧的示意图。

图5是本发明实施例所述的限位套的示意图。

图6是本发明实施例所述的限位套A向的示意图。

图7是本发明实施例所述的限位套B-B向的示意图。

图8是本发明实施例所述的套筒的示意图。

图9是本发明实施例所述的套筒C向的示意图。

图10是本发明实施例所述的第一挡板的示意图。

图11是本发明实施例所述的第二挡板的示意图。

图12是本发明实施例所述锁止装置连接示意图。

附图标记说明

10-锁止装置，11-螺栓，12-第一挡板，13-第二挡板，14-限位套，141-第一限位结构，142-第一导向结构，15-套筒，151-第二导向结构，16-连接轴，161-导向部，162-螺纹部，163-光轴部，164-第一限位结构，165-加载部，17-复位件，20-箱体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图1-图12并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1所示，本发明提供了一种锁止装置10，所述锁止装置包括连接轴16、限位套14、套筒15和第一挡板12；

所述连接轴16的周向设置有第一限位结构164，所述限位套14的内壁设置有第二限位结构141，所述限位套14的外壁设置有第一导向结构142，所述套筒15的内壁设置有第二导向结构151；

所述连接轴16与所述限位14套滑动连接且同轴装配，所述限位套14与所述套筒15滑动连接且同轴装配；

在所述限位套14相对所述套筒15滑动至锁止位置时，所述第一限位结构164与所述第二限位结构141卡接；在所述限位套14相对所述套筒15滑动至解锁位置时，所述第一限位结构164与所述第二限位结构141分离；

所述第一导向结构142与所述第二导向结构151滑动连接；

所述第一挡板12与所述套筒15固定连接以限制所述限位套14从所述套筒15中分离。

具体而言，如图1所示，本发明提供的一种锁止装置10，包括连接轴16、限位套14、套筒15和第一挡板11。连接轴16与车身连接，连接轴16的结构可以为阶梯轴，设置有第一限位结构164。限位套14可以为圆柱套筒状，也可以为方形筒，设置有第二限位结构141，第一导向结构142。套筒15相应限位套14选为圆柱套筒状，也可以为方形筒，设置有第二导向结构151。连接轴16与限位套14滑动连接且同轴装配，限位套14与套筒15滑动连接且同轴装配，在限位套14相对套筒15滑动至锁止位置时，第一限位结构164与第二限位结构141卡接，在限位套14相对套筒15滑动至解锁位置时，第一限位结构164与第二限位结构141分离；第一导向结构142与第二导向结构151滑动连接，第一挡板12可以为圆形垫片状，也可以为方形垫片状，第一挡板12与套筒15可以采用螺栓固定连接，也可以采用粘接或者焊接方式连接，以限制限位套14从套筒15中分离。

本发明所述的锁止装置，限位套可以沿套筒做往复移动，实现了第一限位结构与第二限位结构的卡接或者脱离，在限位套相对套筒滑动至锁止位置，有效限制了连接轴的转动，在长期使用中，可提高连接轴在车辆颠簸和频繁装卸下的使用寿命和可靠性。

进一步地，参照图1，所述锁止装置10还包括复位件17；

沿所述连接轴16的轴向，所述第二限位结构141与所述套筒15之间设置有所述复位件17；

在所述限位套14相对所述套筒15滑动至解锁位置时，所述复位件17处于压缩状态。

具体而言，复位件17具有伸缩性，在受到外力作用时，可以适应地进行伸缩量调整；施加力使得限位套14相对套筒15滑动，施加力矩使连接轴16与车身紧固安装，此时，复位件17处于压缩状态，当施加力为零时，复位件17提供恢复力使限位套14相对所述套筒15滑动至锁止位置；当限位套14相对所述套筒15滑动至解锁位置，复位件17处于压缩状态，施加力矩使连接轴16与车身脱离，当施加力为零，复位件17提供恢复力使限位套14相对套筒15滑动，限位套14复位。

进一步地，参照图1、图2、图3、和图4，所述复位件17为弹簧；

所述弹簧套装在所述连接轴上。

具体而言，弹簧的内径为d11，外径为d12，为使弹簧位于套筒15与限位套14之间，弹簧外径d12比第二限位结构141的内径d6小2mm～4mm；为使弹簧可套装在连接轴16上，弹簧的内径d11较连接轴16套装区域的直径d2大2mm～4mm。

弹簧是一种具有很好弹性的零件，具有易变形、弹性大等特性，在弹簧极限的范围内，弹簧的弹力大小跟弹簧伸长量成正比关系，在施加力压缩弹簧或者弹簧恢复自然状态时，弹簧的伸缩长度直接可以确定，在不采用行程开关或者其他位置传感器时，限位套14的移动位置也可以直接确定，使得结构更简单，操作方便。

进一步地，参照图2和图3，所述连接轴16为阶梯轴，所述连接轴16依次包括螺纹部162、光轴部163和加载部165；

所述第一限位部164设置于所述光轴部163的表面，且所述第一限位部164凸出于光轴部163；

所述螺纹部162从所述套筒15中伸出，所述加载部165位于所述限位套14内。

具体而言，光轴部163为光滑圆柱面，直径为d2，第一限位部164的直径为d3，尺寸d3＞d2，加载部165外径为d4，加载部165与第一限位部164的尺寸关系为d3＞d4。螺纹部162和光轴部163的过渡部位形成台阶结构，为了对连接轴16起到轴向定位的作用，套筒15的端部设置有盘盖形状的止挡结构，当连接轴16穿设在套筒15中时，台阶结构与止挡结构抵压接触在一起，从而止挡结构可以限制连接轴16的轴向移动。连接轴16上设置有与车身紧固安装的螺纹部162、光轴部163和加载部165，阶梯轴方式可实现连接轴16逐个部位加工，以利用连接轴16与其它零配件配合，例如，复位件17选用弹簧，弹簧套装在光轴部163区域，可使得弹簧与螺纹部162分离。第一限位结构164设置于光轴部163的表面，其位置凸出于光轴部163，第一限位结构164加工工艺简单，降低制造难度，并使得连接轴16与限位套14配合，施加力使得限位套14移动不受限制。螺纹部162从所述套筒15中伸出，以使连接轴16与车身连接，可防止锁止装置与车身发生干涉。

进一步地，参照图2和图3，所述连接轴16还包括导向部161；

所述导向部161连接于所述螺纹部162远离所述光轴部163的一端。

具体而言，连接轴16设置有导向部161，导向部161外径为d1；在连接轴16拧紧或者松开时，可引导螺纹部162的方向，防止螺纹部162损伤，设置在远离光轴部163的一端，结构合理简单、连接可靠、使用方便、同时具备防松和导向作用，实用性好。

进一步地，参照图2，所述导向部161设置为曲面结构；或，所述导向部161设置为倒角结构。

具体而言，螺纹部162的直径为d1，与光轴部163和第一限位结构164的尺寸关系为d3＞d2＞d1。第一限位结构164的尺寸关系为d3＞d2＞d1。导向部与161设置为曲面结构，在施加力矩紧固安装连接轴16时，导向部161的曲面结构与车身装置孔内壁相抵触，可降低螺纹部162与车身孔内壁的摩擦。或，导向部161设置为倒角结构，在加工螺纹部162之前可以先加工，加工工艺简单，连接轴16安装紧固时，可以减小应力集中，可加强连接轴16的强度。若车身安装孔为圆孔且端面加工成45°左右的倒角，导向部161与车身安装孔配合容易。

进一步地，参照图1、图2、图3、图5、图6和图7，所述第一限位结构164设置为外花键，所述第二限位结构141设置为内花键。

具体而言，第一限位结构161设置为外齿轮，第二限位结构141设置为内齿轮，或第一限位结构164设置为外花键，第二限位结构141设置为内花键。

限位套14选用内齿轮或者内花键的大径为d7，齿轮或着花键上部高度为L2，上部内径为d6，L2不为零，d6大于内齿轮或者内花键的根部直径d7，内齿轮或者内花键下部的内径为d8，d8小于d6，高度为L3，L3大于L2，并且L3大于加载部165的长度。

第一限位结构161设置为外花键，第二限位结构141设置为内花键；花键限位利用内外花键相互啮合卡位，花键齿数多，齿端和齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加连接轴的刚度。渐开线花键便于采用冷搓、冷打、冷挤等无切屑加工工艺方法，生产效率高，精度高，并且节约材料。

进一步地，参照图5、图6、图7、图8和图9，所述第一导向结构142设置为滑台，所述第二导向结构151设置为滑槽；

所述滑台的截面为凸形，所述滑槽的截面呈凹形。

具体而言，沿限位套14周向，第一导向结构142设置为对称分布的滑台，滑台的宽度为L1，直径为d5；沿套筒15周向，第二导向结构151设置为对称分布的滑槽，滑台的宽度为L4，直径为d13，为使第一导向结构142沿第二导向结构151滑动，约束关系为L1比L4小0.5mm～1mm，d5比d13小0.5mm～1mm。

滑台沿滑槽滑动，实现限位套14的直线往复运动，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动，同时可以承担一定的扭矩，高效耐用。

进一步地，参照图10和图11，所述锁止装置10还包括第二挡板13；

所述第二挡板13与所述限位套14固定连接以限制所述连接轴16从所述限位套中分离。

具体而言，第二挡板13可以选用圆形垫片状，其内径为d9，外径为d10，第二挡板13的内径小于光轴部163直径d3，外径小于限位套直径。第二挡板13与限位套14可以采用QIS-5011强力AB胶或者其它相同功能的胶水粘接固定，以限制所述连接轴16从所述限位套中分离，对连接轴16进行限位，并且可以增大连接轴的接触面积，减小其所受压力，防止连接轴16松动。

进一步地，参照图3，所述加载部设置有多边形沉孔。

具体而言，加载部165设置有多边形沉孔，可以为内六角沉孔，也可以为内六角梅花沉孔，紧固力较大，可使用相应拆装工具提供较大的力矩，减小施加力，并且拆装方便，可提高拆装效率。

本发明实施例还提供了一种电池包总成，该电池包总成包括前述的任一种锁止装置10。

本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括的电池包总成。

具体而言，本实施例的锁止装置10可以适用于任何新能源电动汽车的电池包与车身安装，提高了车辆的换电效率，减少了用户的等待时间。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种锁止装置，其特征在于，包括：连接轴、限位套、套筒和第一挡板；

所述第一导向结构与所述第二导向结构滑动连接；

2.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述锁止装置还包括复位件；

3.根据权利要求2所述的锁止装置，其特征在于，所述复位件为弹簧，所述弹簧套装在所述连接轴上。

4.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述连接轴为阶梯轴，所述连接轴依次包括相连的螺纹部、光轴部和加载部；

5.根据权利要求4所述的锁止装置，其特征在于，所述连接轴还包括导向部；

所述导向部连接于所述螺纹部远离所述光轴部的一端。

6.根据权利要求5所述的锁止装置，其特征在于，所述导向部设置为曲面结构；或，所述导向部设置为倒角结构。

7.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述第一限位结构设置为外花键，所述第二限位结构设置为内花键。

8.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述第一导向结构设置为滑台，所述第二导向结构设置为滑槽；

所述滑槽的截面呈凹形，所述滑台的截面为凸形。

9.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述锁止装置还包括第二挡板；

10.根据权利要求4所述的锁止装置，其特征在于，所述加载部设置有多变形沉孔。

11.一种电池包总成，其特征在于，所述电池包总成包括权利要求1至10任一项所述的锁止装置。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求12所述的电池包总成。