CN113650490B - 用于电动汽车的柔性电池容纳装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其包括车身框架、护栏、锁止限位组件、电池箱和旋转锁止组件，护栏转动设于车身框架的两侧，且锁止限位组件对称设于护栏的两端，电池箱对称设于车身框架的两端。本发明通过在电池箱的两侧设置压紧组件，可以实现电池箱横向尺寸的变化，有利于在电池箱中容纳不同大小的蓄电池，同时在车身框架和护栏上分别设置旋转锁止组件以及锁止限位组件，当旋转锁止组件上的齿轮与锁杆轴上的轮齿啮合时，旋转锁止组件与锁止限位组件能实现自锁，进而实现了对电池箱的刚性自锁固定，有效防止了电池箱在振动环境下松动问题，此外方便电池箱的更换安装，具有操作简单，实用性强等优点。

Description

用于电动汽车的柔性电池容纳装置
技术领域
本发明属于电动汽车换电技术领域，具体涉及一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置。
背景技术
随着近年来电动汽车的发展，电动汽车已被越来越多人接受和认可。电动车替代燃油车不仅可以解决对石油的依赖，同时也可以解决以更加环保的方式进行动力供给。从用户使用层面来说，电动汽车驾驶体验感好，具有静音、加速快等特点。同时由于电动汽车没有复杂的机械传动机构，保养方面主要针对电池检测维护，因此便于维护保养。
当前阻碍电动汽车普及主要在于电池安全和补电效率，随着电池技术不断进步，电池安全性也不断提高。对于补电效率，针对车型规格相对统一的公共领域，换电模式具有先天优势。在换电模式中，如何解决电池箱体与车身的可靠固定，并能适应频繁拆卸使用工况要求，锁止机构的设计尤为重要。因此本发明提出一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，不仅电池箱能容纳不同大小的电池定，还可以有效防止电池箱在振动环境下松动。
发明内容
针对以上情况，本发明提供一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，通过在电池箱的两侧设置压紧组件，可以实现电池箱横向尺寸的变化，有利于容纳不同大小的蓄电池，同时在车身框架和护栏上分别设置旋转锁止组件以及锁止限位组件，当旋转锁止组件上的齿轮与锁杆轴上的轮齿啮合时，旋转锁止组件与锁止限位组件能实现自锁，可以实现对电池箱的刚性自锁固定，有效防止了电池箱在振动环境下松动问题。
本发明采用的技术方案是，一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其包括车身框架、护栏、锁止限位组件、电池箱和旋转锁止组件，所述车身框架包括车身前梁、车身后梁和多个车身支撑梁，所述车身前梁和车身后梁通过中间车体连接，且多个所述车身支撑梁均布设于所述车身前梁和车身后梁之间，所述车身前梁和车身后梁的侧面均设有导向导轨，且所述车身支撑梁上均设有支撑导轨，所述护栏设于所述车身框架的两侧，且所述护栏通过转轴与所述车身框架转动连接，所述护栏包括护栏横梁、护栏纵梁、护栏辅助梁和护栏支撑梁，所述护栏横梁和护栏纵梁两两固定连接组成矩形护栏主体，且所述护栏辅助梁对称设于所述护栏纵梁的一侧，所述护栏支撑梁均布设于所述护栏主体的内侧，且所述护栏纵梁和护栏辅助梁上分别设有纵梁导向孔和辅助梁导向孔；所述锁止限位组件对称设于所述护栏的两端，且所述锁止限位组件包括限位底座、导向滑块、限位垫片、锁杆轴和压缩弹簧，所述限位底座设于所述护栏纵梁的一侧，所述导向滑块设于所述限位底座中且与所述护栏纵梁固定连接，所述限位垫片设于所述护栏辅助梁的一侧，所述锁杆轴滑动设于所述导向滑块中，且所述锁杆轴的第一端穿过所述导向滑块的导向孔、纵梁导向孔以及限位垫片插入所述辅助梁导向孔中，所述压缩弹簧设于所述锁杆轴上且位于所述限位垫片与所述锁杆轴的导向块之间，且所述压缩弹簧的第一端与所述限位垫片的第一端面固定连接，所述压缩弹簧的第二端与所述导向块的第一侧面固定连接；所述电池箱对称设于所述车身框架的两端，且所述电池箱包括箱体、支撑滑道和压紧组件，所述箱体呈矩形框架式结构，所述箱体的第一侧面和第二侧面均布设有多个箱体吸盘，且所述箱体底部均布设有所述支撑滑道，所述支撑滑道上均布设有支撑滚轮，且所述支撑滚轮滚动设于所述支撑导轨上，所述箱体的第一端面和第二端面对称设有导向滚轮，且所述导向滚轮与所述导向导轨滚动接触，所述压紧组件对称设于所述箱体的第一端面和第二端面，且所述压紧组件包括压紧气缸、压紧块和压紧吸盘，所述压紧气缸固定设于所述车体框架上，且所述压紧气缸的活塞杆与所述压紧块连接，所述压紧块的两侧设有压紧块滑块，且所述压紧块滑块滑动设于所述箱体两侧的箱体导轨上，所述压紧吸盘均布设于所述压紧块的第一端面；所述旋转锁止组件设于所述车身框架的一端，且所述旋转锁止组件包括轴套支座、旋转销轴、锥形锁止套筒和齿轮，所述轴套支座固定于所述车身框架上，所述旋转销轴转动设于所述轴套支座中，且所述旋转销轴的一端设有所述锥形锁止套筒，所述锥形锁止套筒上设有所述齿轮，且所述齿轮与所述锁杆轴中楔形块上的轮齿相啮合。
进一步地，所述锁杆轴包括锁杆圆杆、导向块和楔形块，所述锁杆圆杆的一端通过所述导向块与所述楔形块连接，且所述楔形块的第一端面呈弧面结构，所述楔形块的弧面上均布设有轮齿。
优选地，所述锁杆圆杆的端面呈圆形截面状，且所述导向块的端面呈矩形截面状。
进一步地，所述限位底座包括限位板、上加强板和下加强板，所述上加强板和下加强板分别设于所述限位板的两端，且所述限位板上设有开口朝上的锁止半圆孔。
优选地，所述纵梁导向孔的中心轴线和辅助梁导向孔的中心轴线重合，且所述纵梁导向孔的孔径大于所述辅助梁导向孔的孔径。
优选地，所述轴套支座的竖直方向和水平方向均开有圆形通孔，且所述轴套支座的第一侧面设有弧形侧面，所述轴套支座的前端设有水平凸台。
优选地，当所述旋转锁止组件上的齿轮与所述锁杆轴上的轮齿啮合时，所述旋转锁止组件与所述锁止限位组件能实现自锁。
优选地，所述电池箱两侧的箱体吸盘分别与所述中间车体的侧面以及所述护栏的侧面吸合。
优选地，当所述旋转锁止组件与所述锁止限位组件自锁时，所述旋转销轴卡合于所述锁止半圆孔中，且所述锥形锁止套筒的第一端面与所述限位板的第一端面重合。
本发明的特点和有益效果是：
1、本发明提供的一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，通过在电池箱的两侧设置压紧组件，可以实现电池箱横向尺寸的变化，有利于在电池箱中容纳不同大小的蓄电池。
2、本发明提供的一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，在车身框架和护栏上分别设置旋转锁止组件以及锁止限位组件，当旋转锁止组件上的齿轮与锁杆轴上的轮齿啮合时，旋转锁止组件与锁止限位组件能实现自锁，可以实现对电池箱的刚性自锁固定，有效防止了电池箱在振动环境下松动问题。
3、本发明提供的一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，在电池箱底部设置支撑滚轮，电池箱通过支撑滚轮滚动支撑于车身框架上，有利于电池箱的更换或安装，具有操作简单，实用性强等优点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明车身框架与护栏的安装示意图；
图3是本发明护栏的结构示意图；
图4是本发明的锁止限位组件与旋转锁止组件安装示意图；
图5是本发明锁杆轴的结构示意图；
图6是本发明电池箱的结构示意图；
图7是本发明的箱体结构示意图。
主要附图标记：
车身框架1；车身前梁11；车身后梁12；车身支撑梁13；导向导轨14；支撑导轨15；中间车体16；护栏2；护栏横梁21；护栏纵梁22；纵梁导向孔221；护栏辅助梁23；辅助梁导向孔231；护栏支撑梁24；护栏主体25；锁止限位组件3；限位底座31；限位板311；上加强板312；下加强板313；锁止半圆孔3111；导向滑块32；限位垫片33；锁杆轴34；锁杆圆杆341；导向块342；楔形块343；压缩弹簧35；电池箱4；箱体41；箱体吸盘411；导向滚轮412；箱体导轨413；支撑滑道42；支撑滚轮421；压紧组件43；压紧气缸431；压紧块432；压紧块滑块4321；压紧吸盘433；活塞杆434；旋转锁止组件5；轴套支座51；旋转销轴52；锥形锁止套筒53；齿轮54。
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
本发明提供一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，如图1和图2所示，其包括车身框架1、护栏2、锁止限位组件3、电池箱4和旋转锁止组件5，车身框架1包括车身前梁11、车身后梁12和多个车身支撑梁13，车身前梁11和车身后梁12通过中间车体16连接，且多个车身支撑梁13均布设于车身前梁11和车身后梁12之间，车身前梁11和车身后梁12的侧面均设有导向导轨14，且车身支撑梁13上均设有支撑导轨15。
如图3所示，护栏2设于车身框架1的两侧，且护栏1通过转轴与车身框架2转动连接，护栏2包括护栏横梁21、护栏纵梁22、护栏辅助梁23和护栏支撑梁24，护栏横梁21和护栏纵梁22两两固定连接组成矩形护栏主体25，且护栏辅助梁23对称设于护栏纵梁22的一侧，护栏支撑梁24均布设于护栏主体25的内侧，且护栏纵梁22和护栏辅助梁23上分别设有纵梁导向孔221和辅助梁导向孔231。
在一种优选方式中，纵梁导向孔221的中心轴线和辅助梁导向孔231的中心轴线重合，且纵梁导向孔221的孔径大于辅助梁导向孔231的孔径。
如图4所示，锁止限位组件3对称设于护栏2的两端，且锁止限位组件3包括限位底座31、导向滑块32、限位垫片33、锁杆轴34和压缩弹簧35，限位底座31设于护栏纵梁22的一侧，导向滑块32设于限位底座31中且与护栏纵梁22固定连接，限位垫片33设于护栏辅助梁23的一侧，锁杆轴34滑动设于导向滑块32中，且锁杆轴34的第一端穿过导向滑块32的导向孔、纵梁导向孔221以及限位垫片33插入辅助梁导向孔231中，压缩弹簧35设于锁杆轴34上且位于限位垫片33与锁杆轴34的导向块342之间，且压缩弹簧35的第一端与限位垫片33的第一端面固定连接，压缩弹簧35的第二端与导向块342的第一侧面固定连接。
在一种优选方式中，限位底座31包括限位板311、上加强板312和下加强板313，上加强板312和下加强板313分别设于限位板311的两端，且限位板311上设有开口朝上的锁止半圆孔3111。
如图5所示，锁杆轴34包括锁杆圆杆341、导向块342和楔形块343，锁杆圆杆341的一端通过导向块342与楔形块343连接，且楔形块343的第一端面呈弧面结构，楔形块343的弧面上均布设有轮齿。
在一种优选方式中，锁杆圆杆341的端面呈圆形截面状，且导向块342的端面呈矩形截面状。
如图6和图7所示，电池箱4对称设于车身框架1的两端，且电池箱4包括箱体41、支撑滑道42和压紧组件43，箱体41呈矩形框架式结构，箱体41的第一侧面和第二侧面均布设有多个箱体吸盘411，且箱体41底部均布设有支撑滑道42，支撑滑道42上均布设有支撑滚轮421，且支撑滚轮421滚动设于支撑导轨15上，箱体41的第一端面和第二端面对称设有导向滚轮412，且导向滚轮412与导向导轨14滚动接触，压紧组件43对称设于箱体41的第一端面和第二端面，且压紧组件包43括压紧气缸431、压紧块432和压紧吸盘433，压紧气缸431固定设于车体框架1上，且压紧气缸431的活塞杆434与压紧块432连接，压紧块432的两侧设有压紧块滑块4321，且压紧块432滑块滑动设于箱体41两侧的箱体导轨413上，压紧吸盘433均布设于压紧块432的第一端面。
优选地，电池箱4两侧的箱体吸盘411分别与中间车体16的侧面以及护栏2的侧面吸合。
如图4～图7所示，旋转锁止组件5设于车身框架1的一端，且旋转锁止组件5包括轴套支座51、旋转销轴52、锥形锁止套筒53和齿轮54，轴套支座51固定于车身框架1上，旋转销轴52转动设于轴套支座51中，且旋转销轴52的一端设有锥形锁止套筒53，锥形锁止套筒53上设有齿轮54，且齿轮54与锁杆轴34中楔形块343上的轮齿相啮合。
优选地，轴套支座51的竖直方向和水平方向均开有圆形通孔，且轴套支座51的第一侧面设有弧形侧面，轴套支座51的前端设有水平凸台。
在一种优选方式中，当旋转锁止组件5上的齿轮54与锁杆轴34上的轮齿啮合时，旋转锁止组件5与锁止限位组件3能实现自锁。
优选地，当旋转锁止组件5与锁止限位组件3自锁时，旋转销轴52卡合于锁止半圆孔3111中，且锥形锁止套筒53的第一端面与限位板311的第一端面重合。
本发明的具体操作步骤如下：
如图1所示，本发明的一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其包括车身框架1、护栏2、锁止限位组件3、电池箱4和旋转锁止组件5，护栏2设于车身框架1的两侧，锁止限位组件3对称设于护栏2的两端，电池箱4对称设于车身框架1上，且旋转锁止组件5设于车身框架1的一端，当旋转锁止组件5上的齿轮54与锁杆轴34上的轮齿啮合时，旋转锁止组件5与锁止限位组件3能实现自锁。
在车体上放置电池箱4时，首先推动锁杆轴34在导向滑块32中移动，使得锁杆轴34的第一端挤压压缩弹簧35并深入辅助梁导向孔231中，此时锁杆轴34上的轮齿与旋转锁止组件5上的齿轮54脱离啮合，实现旋转锁止组件5与锁止限位组件3的解锁，并将旋转销轴52绕轴套支座51旋转90度，使得旋转销轴52的圆弧面与轴套支座51第一侧面的弧形侧面贴合，此时旋转护栏2，进而实现护栏2的打开。其次将多块蓄电池摆放至电池箱4中，使用叉车等装置将电池箱4放置于车身框架1上，此时箱体41底部的支撑滚轮421支撑于支撑导轨15上，箱体41侧面的导向滚轮412与导向导轨14滚动接触，用于实现对箱体41的支撑和导向作用，此时将护栏2旋转至竖直状态，而锁杆轴34在压缩弹簧35的作用下恢复至初始位置，同步将旋转销轴52绕轴套支座51旋转90度，使得旋转销轴52的圆弧面与轴套支座51前端的水平凸台贴合，实现旋转锁止组件5上的齿轮54与锁杆轴34上的轮齿啮合，进而使得护栏2固定在车身框架1上，而箱体41的第一侧面和第二侧面均布的多个箱体吸盘411分别与中间车体16的侧面以及护栏2的侧面吸合，可以实现电池箱4的固定并可以在振动环境下增加缓冲。同时启动压紧气缸431，压紧气缸431带动压紧块432沿箱体导轨413直线移动，进而实现将电池箱4多块蓄电池固定，压紧吸盘433有利于增加压紧块432与蓄电池之间的摩擦力，能使蓄电池固定更为牢靠。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，其包括车身框架、锁止限位组件、电池箱和旋转锁止组件，
所述车身框架包括车身前梁、车身后梁和多个车身支撑梁，所述车身前梁和车身后梁通过中间车体连接，且多个所述车身支撑梁均布设于所述车身前梁和车身后梁之间，所述车身前梁和车身后梁的侧面均设有导向导轨，且所述车身支撑梁上均设有支撑导轨，护栏设于所述车身框架的两侧，且所述护栏通过转轴与所述车身框架转动连接，所述护栏包括护栏横梁、护栏纵梁、护栏辅助梁和护栏支撑梁，所述护栏横梁和护栏纵梁两两固定连接组成矩形护栏主体，且所述护栏辅助梁对称设于所述护栏纵梁的一侧，所述护栏支撑梁均布设于所述护栏主体的内侧，且所述护栏纵梁和护栏辅助梁上分别设有纵梁导向孔和辅助梁导向孔；
所述锁止限位组件对称设于所述护栏的两端，且所述锁止限位组件包括限位底座、导向滑块、限位垫片、锁杆轴和压缩弹簧，所述限位底座设于所述护栏纵梁的一侧，所述导向滑块设于所述限位底座中且与所述护栏纵梁固定连接，所述限位垫片设于所述护栏辅助梁的一侧，所述锁杆轴滑动设于所述导向滑块中，且所述锁杆轴的第一端穿过所述导向滑块的导向孔、纵梁导向孔以及限位垫片插入所述辅助梁导向孔中，所述压缩弹簧设于所述锁杆轴上且位于所述限位垫片与所述锁杆轴的导向块之间，且所述压缩弹簧的第一端与所述限位垫片的第一端面固定连接，所述压缩弹簧的第二端与所述导向块的第一侧面固定连接；
所述电池箱对称设于所述车身框架的两端，且所述电池箱包括箱体、支撑滑道和压紧组件，所述箱体呈矩形框架式结构，所述箱体的第一侧面和第二侧面均布设有多个箱体吸盘，且所述箱体底部均布设有所述支撑滑道，所述支撑滑道上均布设有支撑滚轮，且所述支撑滚轮滚动设于所述支撑导轨上，所述箱体的第一端面和第二端面对称设有导向滚轮，且所述导向滚轮与所述导向导轨滚动接触，所述压紧组件对称设于所述箱体的第一端面和第二端面，且所述压紧组件包括压紧气缸、压紧块和压紧吸盘，所述压紧气缸固定设于所述车身框架上，且所述压紧气缸的活塞杆与所述压紧块连接，所述压紧块的两侧设有压紧块滑块，且所述压紧块滑块滑动设于所述箱体两侧的箱体导轨上，所述压紧吸盘均布设于所述压紧块的第一端面；
所述旋转锁止组件设于所述车身框架的一端，且所述旋转锁止组件包括轴套支座、旋转销轴、锥形锁止套筒和齿轮，所述轴套支座固定于所述车身框架上，所述旋转销轴转动设于所述轴套支座中，且所述旋转销轴的一端设有所述锥形锁止套筒，所述锥形锁止套筒上设有所述齿轮，且所述齿轮与所述锁杆轴中楔形块上的轮齿相啮合。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，所述锁杆轴包括锁杆圆杆、导向块和楔形块，所述锁杆圆杆的一端通过所述导向块与所述楔形块连接，且所述楔形块的第一端面呈弧面结构，所述楔形块的弧面上均布设有轮齿。
3.根据权利要求2所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，所述锁杆圆杆的端面呈圆形截面状，且所述导向块的端面呈矩形截面状。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，所述限位底座包括限位板、上加强板和下加强板，所述上加强板和下加强板分别设于所述限位板的两端，且所述限位板上设有开口朝上的锁止半圆孔。
5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，所述纵梁导向孔的中心轴线和辅助梁导向孔的中心轴线重合，且所述纵梁导向孔的孔径大于所述辅助梁导向孔的孔径。
6.根据权利要求1所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，所述轴套支座的竖直方向和水平方向均开有圆形通孔，且所述轴套支座的第一侧面设有弧形侧面，所述轴套支座的前端设有水平凸台。
7.根据权利要求4所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，当所述旋转锁止组件上的齿轮与所述锁杆轴上的轮齿啮合时，所述旋转锁止组件与所述锁止限位组件能实现自锁。
8.根据权利要求1所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，所述电池箱两侧的箱体吸盘分别与所述中间车体的侧面以及所述护栏的侧面吸合。
9.根据权利要求7所述的用于电动汽车的柔性电池容纳装置，其特征在于，当所述旋转锁止组件与所述锁止限位组件自锁时，所述旋转销轴卡合于所述锁止半圆孔中，且所述锥形锁止套筒的第一端面与所述限位板的第一端面重合。
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