CN114393984B - 用于动力电池的锁止装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于动力电池技术领域，公开了一种用于动力电池的锁止装置。该锁止装置包括锁壳及同轴线设置的锁轴和驱动轴，锁轴转动连接于锁壳，驱动轴能沿锁轴的轴向移动，并能在绕轴线转动时向锁轴传递使二者同步转动的扭矩，用于动力电池的锁止装置还包括：第一卡持部，一体成型于驱动轴；第二卡持部，一体成型于锁壳，在驱动轴处于其转动行程的两端时，第二卡持部均能与第一卡持部正对，并在驱动轴处于其轴向行程的预设位置时，第二卡持部能与同其正对的第一卡持部卡合，以限制驱动轴转动；及弹性件，被配置为使驱动轴具有复位及保持于预设位置的运动趋势。本发明提供的锁止装置构造可靠，内部活动部件不易卡涩、磨损，使用寿命长。

Description

用于动力电池的锁止装置

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种用于动力电池的锁止装置。

背景技术

随着电动汽车、混合动力汽车等多种类型的新能源汽车日益获得广泛使用，涉及到电池快换等方面的技术也越来越成为人们关注和研究的课题。尽管目前已经出现了多种换电方式，例如采用拧紧枪拧紧轴进行旋紧加锁或解锁，虽然性能可靠且控制灵活，但锁止结构整体结构相对复杂，对机械加工要求高，同时因采用结构件接触式方案，整体结构件磨损严重，更换频率高，导致整体成本高昂。

为解决上述问题，中国发明专利申请公布第CN111599963A号所公开的用于电池组件的锁止装置提供了一种可行的技术方案，其包括锁止转轴、锁止销、限位壳体、限位件；位于限位壳体内的锁止转轴侧壁设有旋转槽；旋转槽靠近旋转动力组件的一侧设有第一缺口；限位件的限位部通过第一缺口进出旋转槽；限位部在第一缺口与旋转槽间运动，当限位部抵触第一缺口时，锁止转轴锁定；当限位部位于旋转槽内时，锁止转轴可旋转，以使得锁止销解锁或锁定电池组件。然而，由于其限位件部分暴露于限位壳体外部，在车辆行驶中，被车轮碾压迸溅的砂石偶有撞断限位件的情况，且限位件在与其他结构件配合过程中容易出现磨损情况，致使该锁止装置功能失效。

继而，中国发明专利申请公布第CN113054318A号所公开的一种快换电池箱体的旋转式锁止结构对上述锁止装置进行改进，其包括锁止结构壳体、旋转主轴和回弹块，旋转主轴的顶部穿过锁止结构壳体固定有与其垂直的挂载轴，旋转主轴的下部通过防转销同轴连接有可沿旋转主轴的轴向上下移动的回弹块，锁止结构壳体内设置有与防转销配合、可使防转销绕旋转主轴的轴线顺时针或逆时针旋转90°后定位的防转销限位槽，回弹块与旋转主轴之间连接有可使回弹块沿旋转主轴的轴向上移后复位的复位件。但是，其防转销与旋转主轴之间采用了柱销与条形通孔的滑动配合构造，依旧不可避免地会使防转销服役中产生与旋转主轴之间卡涩、磨损的情况，且被防转销以两点支撑抵止的弹簧极易滑脱，进而使柱销轴向两端上下偏斜，致使该旋转式锁止结构功能失效。

因此，上述问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于动力电池的锁止装置，该用于动力电池的锁止装置构造可靠，内部活动部件不易卡涩、磨损，使用寿命长。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于动力电池的锁止装置，包括锁壳及同轴线设置的锁轴和驱动轴，所述锁轴转动连接于所述锁壳，所述驱动轴能沿所述锁轴的轴向移动，并能在绕所述轴线转动时向所述锁轴传递使二者同步转动的扭矩，所述用于动力电池的锁止装置还包括：

第一卡持部，一体成型于所述驱动轴；

第二卡持部，一体成型于所述锁壳，在所述驱动轴处于其转动行程的两端时，所述第二卡持部均能与所述第一卡持部正对，并在所述驱动轴处于其轴向行程的预设位置时，所述第二卡持部能与同其正对的所述第一卡持部卡合，以限制所述驱动轴转动；及

弹性件，被配置为使所述驱动轴具有复位及保持于所述预设位置的运动趋势。

作为优选，所述驱动轴和所述锁轴相对的端部择一地设有插头和插槽，所述插头沿所述驱动轴的轴向适配插接于所述插槽中，所述插槽和所述插头的截面轮廓被配置为限制所述驱动轴和所述锁轴相对转动。

作为优选，所述锁壳包括第一半壳和第二半壳，所述第一半壳和所述第二半壳能够拼合围构形成锁腔，所述锁轴和所述驱动轴分别穿入所述第一半壳和所述第二半壳，且所述锁轴和所述驱动轴分别具有位于所述锁腔内的第一轴肩和第二轴肩；

所述第一半壳和所述第二半壳内分别设置有第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部分别用于抵止所述第一轴肩和所述第二轴肩，以限定所述锁轴和所述驱动轴的相对滑动行程，并使所述插头和所述插槽保持于插接状态。

作为优选，所述第一半壳内还设置有第三限位部，所述第三限位部被配置为限定所述锁轴绕所述轴线的转动行程。

作为优选，所述第一卡持部包括设置于所述第二半壳内的卡块，所述第二卡持部包括设置于所述第二轴肩上的卡槽，所述卡块能与各个所述卡槽卡接。

作为优选，所述弹性件为抵接于所述第一轴肩和所述第二轴肩之间的压簧。

作为优选，所述压簧套置在所述驱动轴和所述锁轴相插接部位的外周。

作为优选，所述第一轴肩和所述第二轴肩中的至少一个开设有能够部分容置所述压簧的容置槽。

作为优选，所述用于动力电池的锁止装置还包括第一密封件，所述第一密封件被配置为密封所述第一半壳和所述锁轴之间的间隙。

作为优选，所述用于动力电池的锁止装置还包括第二密封件，所述第二密封件被配置为密封所述第二半壳和所述驱动轴之间的间隙。

本发明的有益效果：

本发明提供的用于动力电池的锁止装置，基于分别一体成型在驱动轴和锁壳上的第一卡持部和第二卡持部，该锁止装置中用于限制锁轴、驱动轴工作位置的构造可靠，并且，该锁止装置加解锁过程内部活动部件不易卡涩、磨损，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明实施例中的用于动力电池的锁止装置的立体结构示意图；

图2是本发明实施例中的用于动力电池的锁止装置的爆炸图；

图3是本发明实施例中的用于动力电池的锁止装置的主视图；

图4是图3的A-A向的剖视图；

图5是本发明实施例中的驱动轴处于第一工作位置时的结构示意图；

图6是本发明实施例中的驱动轴自第一工作位置向第二工作位置切换时的结构示意图之一；

图7是本发明实施例中的驱动轴自第一工作位置向第二工作位置切换时的结构示意图之二；

图8是本发明实施例中的驱动轴处于第二工作位置时的结构示意图；

图9是本发明实施例中的第一半壳及第三限位部的结构示意图。

图中：

1、锁壳；11、第一半壳；111、第一安装孔；112、第一限位部；113、第三限位部；1131、第一限位凸块；1132、第二限位凸块；12、第二半壳；121、第二安装孔；122、第二限位部；13、锁腔；

2、锁轴；21、插头；22、第一轴肩；221、容槽；

3、驱动轴；31、插槽；32、第二轴肩；

4、挂载轴；41、螺钉；

5、卡块；

6、卡槽；

7、弹性件；

8、第一密封件；

9、第二密封件；

R、轴线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种用于动力电池的锁止装置(以下简称锁止装置)，该锁止装置可以装配在电动汽车的动力电池上，其与装配在电动汽车上的电池锁具配合，以能够将动力电池挂载在电动汽车上，或者自电动汽车上卸载动力电池，以便为动力电池充电。

请参阅图1至图4，该锁止装置包括锁壳1、锁轴2、驱动轴3和挂载轴4。锁轴2和驱动轴3均转动连接在锁壳1上，二者均沿着图1和图2中标示的轴线R延伸，并均能够绕该轴线R相对锁壳1转动。挂载轴4沿着锁轴2的径向穿置在锁轴2背离锁壳1的一端，并由螺钉41锁定于锁轴2，挂载轴4用于与装配在电动汽车上的电池锁具内的挂载架(未图示)配合承载动力电池的重量。

锁轴2、驱动轴3二者还能够相互牵制地同步转动，从而当外部的加解锁装置(未图示)向驱动轴3施加转矩使驱动轴3绕轴线R正向及反向转动预设的转动行程时，驱动轴3均能够驱动锁轴2与其同步转动，进而使安装在锁轴2上的挂载轴4转动而切换于将动力电池挂载于上述挂载架上的挂载位置，以及将动力电池卸载与上述挂载架的卸载位置。可以理解的是，挂载轴4处于其转动行程的两端时，挂载轴4则相应地分别处于挂载位置和卸载位置，该转动行程具体对应于驱动轴3的实际转角，本实施例中，该转角以90度为例。

为使动力电池能够可靠地在挂载于电动汽车上时，该锁止装置还应当具有能够将挂载轴4限定并保持于挂载位置的位置约束构造。如前文所述，挂载轴4安装于锁轴2上，其位置切换的动作源于锁轴2绕轴线R的转动动作，并且，由于锁轴2与驱动轴3能够相互牵制实现绕轴线R同步转动，那么只需要实现在外部的加解锁装置完成向驱动轴3施加转矩后，由相应的位置约束构造限定驱动轴3，使驱动轴3保持于相应的转动位置即可。

请继续参阅图2，并结合图5至图8，本实施例中，该锁止装置还包括第一卡持部和第二卡持部。第一卡持部一体成型于驱动轴3，第二卡持部一体成型于锁壳1。如图5和图8所示，在驱动轴3处于其转动行程的两端时，第二卡持部均能与第一卡持部正对，并且，在驱动轴3处于图5和图8所示的与锁壳1相适配的预设位置时，第二卡持部均能与同其正对的第一卡持部卡合，以借助锁壳1限制驱动轴3转动，从而限制锁轴2和挂载轴4转动。

为了使驱动轴3能够驱动锁轴2转动，驱动轴3需要沿轴线R方向移动，以使第一卡持部和第二卡持部相互脱离，从而解除锁壳1对其转动的限制。基于此，驱动轴3与锁轴2的配合构造允许驱动轴3沿轴线R方向移动，并且其沿轴线R方向移动后，仍可保持于与锁轴2在转动上的相互牵制作用。同时，该锁止装置还包括弹性件7，该弹性件7被配置为使驱动轴3具有复位及保持于上述的使第一卡持部和第二卡持部相互卡合的预设位置的运动趋势。

具体地，设定驱动轴3于图5所示位置为与挂载轴4处于挂载位置对应的第一工作位置，设定驱动轴3于图8所示位置为与挂载轴4处于卸载位置对应的第二工作位置。

在加解锁装置解锁动力电池时，加解锁装置向图5视图方向的上侧推抵处于第一工作位置的驱动轴3，驱动轴3沿轴线R方向移动预设距离，弹性件7受迫变形积蓄弹性势能，此时，驱动轴3呈图6所示状态，并且，第一卡持部和第二卡持部相互脱离，解除锁壳1对驱动轴3转动的限制。

接着，加解锁装置即可驱动锁轴2旋转90度至图7所示状态，此时挂载轴4随同锁轴2被驱动旋转至卸载位置，第一卡持部和第二卡持部正对。

最后，加解锁装置取消对驱动轴3的推抵作用，弹性件7恢复变形，驱动轴3受弹性件7驱动复位，使第一卡持部和第二卡持部再次卡合，驱动轴3即能保持于第二工作位置，相应地，使挂载轴4保持于卸载位置。

借由上述构造，基于分别一体成型在驱动轴3和锁壳1上的第一卡持部和第二卡持部，该锁止装置中用于限制挂载轴4的构造可靠，并且，该锁止装置加解锁过程内部活动部件不易卡涩、磨损，使用寿命长。

下面，结合图2至图5，详细说明各部件的构造。

请首先参阅图2，为实现锁轴2、驱动轴3二者转动的相互牵制并且同时允许二者沿轴向移动，本实施例中，锁轴2、驱动轴3二者相对的端部分别设有一插头21和一插槽31，插头21沿驱动轴3的轴向适配插接于插槽31中，插槽31和插头21的截面轮廓被配置为限制驱动轴3和锁轴2相对转动。具体地，插头21可以为横截面呈腰形、椭圆形、方形、三角形等任意非圆形的形状，插槽31的横截面与插头21相符，使二者能够在插接后间隙配合并相互牵制转动，并且允许二者轴向移动。可以理解的是，加解锁过程中，插头21始终保持插接在插槽31中。

可选地，在其他实施例中，插头21和插槽31也可替换地分别置于驱动轴3和锁轴2的端部，亦能实现上述目的。此外，还可通过将锁轴2和驱动轴3设置呈相互套接的花键配合构造等方式实现锁轴2、驱动轴3二者转动的相互牵制并且同时允许二者沿轴向移动的目的，在此不做具体限定。

本实施例中，锁壳1可以包括第一半壳11和第二半壳12，第一半壳11和第二半壳12能够拼合围构形成锁腔13，第一半壳11和第二半壳12上分别设置有相对的第一安装孔111和第二安装孔121，锁轴2和驱动轴3分别借由第一安装孔111和第二安装孔121穿入第一半壳11和第二半壳12。

为限定锁轴2和驱动轴3的相对滑动行程，也即限定驱动轴3在加解锁过程中沿轴线R方向移动的行程，并使插头21和插槽31保持于插接状态。锁轴2和驱动轴3上可以分别设置第一轴肩22和第二轴肩32，当第一半壳

11和第二半壳12拼合后，锁轴2和驱动轴3分别具有位于锁腔13内的第一轴肩22和第二轴肩32。第一半壳11和第二半壳12还内分别设置有第一限位部112和第二限位部122，第一限位部112和第二限位部122分别用于抵止第一轴肩22和第二轴肩32。

具体地，第一半壳11和第二半壳12内分别形成有与第一安装孔111和第二安装孔121连通的第一半腔和第二半腔，第一半腔的截面大于第一安装孔111的截面，第二半腔的截面大于第二安装孔121的截面，这样第一安装孔111和第一半腔即可分别容置锁轴2直径较小的主体部位和直径较大的第一轴肩22，第二安装孔121和第二半腔也可分别相应容置驱动轴3直径较小的主体部位和直径较大的第二轴肩32。第一限位部112可以理解为形成在第一半壳11上的、与第一安装孔111和第一半腔相接的台阶面，第二限位部122可以理解为形成在第二半壳12上的、与第二安装孔121和第二半腔相接的台阶面。

如图2、图5所示，第一卡持部包括于第二半壳12内的、沿驱动轴3径向对称设置的两个卡块51，第二卡持部包括绕第二轴肩32的轴向均匀设置的四个卡槽61，卡块51能与各个卡槽61卡接，当驱动轴3任一旋转90度后，两个卡块51均能够相应地卡入四个卡槽61中的两个内。

可以理解是，上述卡块51和卡槽61的数量仅示例性地根据本实施例中驱动轴3完成加解锁动作的90度转角而选取的可行情形之一，在其他实施例中，卡块51和卡槽61都可仅设置一个或其他数量，以与驱动轴3完成加解锁动作的实际转角匹配。此外，卡块51和卡槽61之间也可相互替换，而不限于需要一一对应地设置在第二半壳12和第二轴肩32上。

在一个优选的实施方式中，第一半壳11内还可以设置第三限位部113，第三限位部113被配置为限定锁轴2绕轴线R的转动行程，从而能够辅助加解锁装置，使锁轴2每次随同驱动轴3转动后，驱动轴3都能相应地被制停于第一工作位置或第二工作位置，便于第一卡持部和第二卡持部顺利对位卡合。

具体地，如图2和图9所示，第三限位部113包括对称设置在锁轴2外周壁上的两个第一限位凸块1131，以及对称设置在第一安装孔111孔壁两侧的第二限位凸块1132，两个第二限位凸块1132之间形成容置第一限位凸块1131，并允许第一限位凸块1131恰好随同锁轴2转动90度的限位区间，也即，当第一限位凸块1131与第二限位凸块1132相抵时，驱动轴3相应地被制停于第一工作位置或第二工作位置。

请参阅图2和图4，本实施例中，弹性件7可以为抵接于第一轴肩22和第二轴肩32之间的压簧。当然，在其他实施例中，弹性件7还可为抵接于第一轴肩22和第二轴肩32之间的弹片等其他弹性元件，也可为分别勾拉于第一半壳11及锁轴2之间、第二半壳12和驱动轴3之间的拉簧等，在此不作限定。

较佳地，本实施例中，压簧套置在驱动轴3和锁轴2相插接部位的外周，从而可借助驱动轴3和锁轴2为压簧提供导向作用，避免压簧偏斜。进一步地，第一轴肩22和第二轴肩32中的至少一个开设有能够部分容置压簧的容置槽，借助容置槽的限位作用，可以避免弹簧受压移位等不良。

此外，为适应随车工作的外部复杂环境，该锁止装置还包括第一密封件8，第一密封件8被配置为密封第一半壳11和锁轴2之间的间隙。进一步地，该锁止装置还包括第二密封件9，第二密封件9被配置为密封第二半壳12和驱动轴3之间的间隙。第一密封件8和第二密封件9可防止锁止装置外部的水、灰尘、砂石等异物进入锁壳1而卡死驱动轴3。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于动力电池的锁止装置，包括锁壳(1)及同轴线(R)设置的锁轴(2)和驱动轴(3)，所述锁轴(2)转动连接于所述锁壳(1)，所述驱动轴(3)能沿所述锁轴(2)的轴向移动，并能在绕所述轴线(R)转动时向所述锁轴(2)传递使二者同步转动的扭矩，其特征在于，所述用于动力电池的锁止装置还包括：

第一卡持部，一体成型于所述驱动轴(3)；

第二卡持部，一体成型于所述锁壳(1)，在所述驱动轴(3)处于其转动行程的两端时，所述第二卡持部均能与所述第一卡持部正对，并在所述驱动轴(3)处于其轴向行程的预设位置时，所述第二卡持部能与同其正对的所述第一卡持部卡合，以限制所述驱动轴(3)转动；及

弹性件(7)，被配置为使所述驱动轴(3)具有复位及保持于所述预设位置的运动趋势；

所述驱动轴(3)和所述锁轴(2)相对的端部择一地设有插头(21)和插槽(31)，所述插头(21)沿所述驱动轴(3)的轴向适配插接于所述插槽(31)中，所述插槽(31)和所述插头(21)的截面轮廓被配置为限制所述驱动轴(3)和所述锁轴(2)相对转动；

所述锁壳(1)包括第一半壳(11)和第二半壳(12)，所述第一半壳(11)和所述第二半壳(12)能够拼合围构形成锁腔(13)，所述锁轴(2)和所述驱动轴(3)分别穿入所述第一半壳(11)和所述第二半壳(12)，且所述锁轴(2)和所述驱动轴(3)分别具有位于所述锁腔(13)内的第一轴肩(22)和第二轴肩(32)；

所述第一半壳(11)和所述第二半壳(12)内分别设置有第一限位部(112)和第二限位部(122)，所述第一限位部(112)和所述第二限位部(122)分别用于抵止所述第一轴肩(22)和所述第二轴肩(32)，以限定所述锁轴(2)和所述驱动轴(3)的相对滑动行程，并使所述插头(21)和所述插槽(31)保持于插接状态；

所述第一卡持部包括设置于所述第二半壳(12)内的卡块(5)，所述第二卡持部包括设置于所述第二轴肩(32)上的卡槽(6)，所述卡块(5)能与各个所述卡槽(6)卡接；

所述用于动力电池的锁止装置还包括第一密封件(8)和第二密封件(9)，所述第一密封件(8)被配置为密封所述第一半壳(11)和所述锁轴(2)之间的间隙，所述第二密封件(9)被配置为密封所述第二半壳(12)和所述驱动轴(3)之间的间隙，以密封所述锁壳(1)，防止异物进入所述锁壳(1)而卡死所述驱动轴(3)。

2.根据权利要求1所述的用于动力电池的锁止装置，其特征在于，所述第一半壳(11)内还设置有第三限位部(113)，所述第三限位部(113)被配置为限定所述锁轴(2)绕所述轴线(R)的转动行程。

3.根据权利要求1所述的用于动力电池的锁止装置，其特征在于，所述弹性件(7)为抵接于所述第一轴肩(22)和所述第二轴肩(32)之间的压簧。

4.根据权利要求3所述的用于动力电池的锁止装置，其特征在于，所述压簧套置在所述驱动轴(3)和所述锁轴(2)相插接部位的外周。

5.根据权利要求4所述的用于动力电池的锁止装置，其特征在于，所述第一轴肩(22)和所述第二轴肩(32)中的至少一个开设有能够部分容置所述压簧的容置槽(221)。