CN116315400A - 一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车 - Google Patents

一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车 Download PDF

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CN116315400A CN202310275230.8A CN202310275230A CN116315400A CN 116315400 A CN116315400 A CN 116315400A CN 202310275230 A CN202310275230 A CN 202310275230A CN 116315400 A CN116315400 A CN 116315400A
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何昌娇
谢堃
王亚东
朱剑峰
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Chery New Energy Automobile Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车，包括：罩壳、锁止件、锁止弹簧、卡板和密封防松板，所述锁止件设于罩壳内；所述锁止件的顶部设有与被固定位置可拆卸连接的锁合部；所述锁止件的中部设有凸起部，所述锁止弹簧设于凸起部与卡板之间；所述锁止件的底部设有外花键，所述卡板上设有与外花键相匹配的内花键，且卡板的底部沿圆周方向设有限位孔，所述密封防松板上设有与限位孔相匹配的限位块，密封防松板与罩壳的底部连接。通过卡板与锁止件的匹配连接，卡板与密封防松板的匹配连接，密封防松板与罩壳的固定连接，限制卡板的轴向转动，防止锁止件的轴向回转及松动，提高锁止性能的可靠性。

Description

一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车技术领域，特别是涉及一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
当前新能源汽车的充电模式存在多种不便之处，如车桩比较低、补电速度慢、快充使电池寿命降低等问题；相较与充电，换电模式则可快速补能，不影响电池使用寿命，但当前已有的换电锁止机构仍然存在如锁止可靠性差、密封困难、二次防松难、结构复杂、故障率高等问题。
在中国专利CN207790296U中公开一种电池包锁紧机构，其中，卡合部相对于外壳在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置时，卡合部的一部分伸出外壳之外，以与锁紧配合件互锁；在第二位置时，卡合部退至外壳内，以与锁紧配合件解锁，通过卡合部的来回运动实现与锁止配合件的加解锁过程。
但是，该方案中，卡合部在运动过程中由于斜面结构、加工制造公差累计等影响会出现卡合部运动不流畅，甚至直接卡死的风险，从而导致加解锁失败，严重影响产品锁止的可靠性；而且该方案中没有密封结构，车辆行驶过程中，泥沙、雨水等异物会从下部及电池包和车身之间的缝隙结构进入锁紧机构中，影响锁紧机构的使用性能。
在中国专利CN106080159B中公开一种锁体组件、动力电池及其锁止机构；该方案中锁体机构复杂，多处留有缝隙，没有密封设计，无法阻止泥沙等杂质对锁体的损害。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车，通过卡板与锁止件的匹配连接，卡板与密封防松板的匹配连接，密封防松板与罩壳的固定连接，限制卡板的轴向转动，防止锁止件的轴向回转及松动，提高锁止性能的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种电池包换电锁止装置，包括：罩壳、锁止件、锁止弹簧、卡板和密封防松板，所述锁止件设于罩壳内；
所述锁止件的顶部设有与被固定位置可拆卸连接的锁合部；
所述锁止件的中部设有凸起部，所述锁止弹簧设于凸起部与卡板之间；
所述锁止件的底部设有外花键，所述卡板上设有与外花键相匹配的内花键，且卡板的底部沿圆周方向设有限位孔，所述密封防松板上设有与限位孔相匹配的限位块，密封防松板与罩壳的底部连接。
作为可选择的实施方式，所述罩壳的顶部设有外翻边，外翻边的外侧设有用于连接密封板的第二外螺纹，外翻边的下连接面在加锁时与凸起部的上表面接触，外翻边的上连接面连接外部设备。
作为可选择的实施方式，所述密封板上设有第二通孔，第二通孔上设有与第二外螺纹相匹配的内螺纹。
作为可选择的实施方式，所述密封板上设有第一凹槽，第一凹槽内设置第一密封条，第一密封条与第一凹槽之间过盈配合。
作为可选择的实施方式，所述罩壳的内部设有空腔结构，外翻边处设有与空腔结构贯穿的第一通孔，第一通孔用于穿过锁止件的锁合部。
作为可选择的实施方式，所述空腔结构的直径不小于锁止件中部凸起部位置处的直径。
作为可选择的实施方式，所述第一通孔的直径不小于锁止件顶部锁合部的直径，且小于锁止件中部凸起部位置处的直径。
作为可选择的实施方式，所述罩壳的底部设有第二凸起部，第二凸起部上设有第一连接孔，通过第一连接孔将罩壳与外部设备和密封防松板连接。
作为可选择的实施方式，所述限位孔的底部设有外倒角，所述限位块的头部设有倒圆角，限位孔与限位块之间为间隙配合。
作为可选择的实施方式，所述密封防松板上设置第二凹槽，第二凹槽内设置第二密封条，第二密封条与第二凹槽之间过盈配合。
第二方面，本发明提供一种动力电池，包括电池包和第一方面所述的电池包换电锁止装置，所述电池包换电锁止装置通过罩壳设于电池包边梁上。
作为可选择的实施方式，所述电池包边梁为型腔结构，电池包边梁上设有第三过孔和第四过孔，第四过孔用于穿过罩壳，第三过孔用于穿过罩壳的外翻边，第三过孔与第四过孔贯穿，外翻边穿过电池包边梁后与密封板螺纹连接。
作为可选择的实施方式，所述电池包边梁的底部连接面设有第三连接孔，以固定连接电池包边梁与罩壳。
第三方面，本发明提供一种汽车，包括第二方面所述的动力电池。
作为可选择的实施方式，所述汽车还包括车身本体，所述动力电池通过密封板固定在车身本体的边梁上，密封板与车身本体的边梁的连接面处设有第一凹槽，第一凹槽内设置第一密封条，第一密封条与第一凹槽之间过盈配合。
作为可选择的实施方式，所述锁合部与车身本体的车端螺母可拆卸连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提出一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车，卡板上设有与锁止件底部外花键相配合的内花键，用于实现对锁止件的轴向定位；同时，卡板的底部沿圆周方向设有限位孔，密封防松板上同样设有与限位孔相匹配的限位块，实现密封防松板与卡板的轴向连接，限制卡板的轴向转动；此外，密封防松板通过紧固件与罩壳和电池包边梁固定连接，有效防止锁止件的轴向回转及松动，提高锁止性能的可靠性。
本发明提出一种电池包换电锁止装置、动力电池及汽车，密封板、第一密封条、密封防松板、第二密封条的结构设计，有效预防车辆行驶过程中，泥沙、雨水等异物从下部及电池包和车身之间的缝隙结构进入锁止机构中，影响锁止机构的使用性能，提高锁止机构防尘、防水性能。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书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。
图1位本发明实施例1提供的电池包换电锁止装置的加锁状态剖视图；
图2为本发明实施例1提供的电池包换电锁止装置的解锁状态剖视图；
图3为本发明实施例1提供的锁止件结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的罩壳轴测图；
图5为本发明实施例1提供的罩壳结构示意图；
图6为本发明实施例1提供的卡板结构示意图；
图7为本发明实施例1提供的密封板结构示意图；
图8为本发明实施例1提供的密封防松板结构示意图；
图9为本发明实施例2提供的电池包边梁结构示意图；
图10为图9的A-A剖面图；
其中，1、被固定位置螺母；2、车身本体边梁；3、电池包边梁；301-1、顶部上连接面；301-2、顶部下连接面；302、第三过孔；303、第四过孔；304、第三连接孔；305、底部连接面；4、罩壳；401、第一通孔；402、外翻边；403、第二外螺纹；404、外翻边上连接面；405、空腔结构；406、罩壳底部上连接面；407、罩壳底部下连接面；408、第一过孔；409、外翻边下连接面；410、第一连接孔；5、锁止件；501、第一外螺纹；502、凸起部上表面；503、凸起部下表面；504、外花键；6、锁止弹簧；7、卡板；701、内花键；702、圆柱孔；703、外倒角；8、密封板；801、第一凹槽；802、第二通孔；9、第一密封条；10、密封防松板；1001、第二过孔；1002、第二凹槽；1003、第二连接孔；1004、圆柱块；1005、倒圆角；1006、密封防松板上表面；11、第二密封条；12、紧固件；13、站端伺服枪套筒。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
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。
实施例1
如图1-图2所示，本实施例提供了一种电池包换电锁止装置，包括：罩壳4、锁止件5、锁止弹簧6、卡板7、密封板8和密封防松板10；
所述锁止件5设于罩壳4内；
所述锁止件5的顶部设有与被固定位置可拆卸连接的锁合部；
所述锁止件5的中部设有凸起部，所述锁止弹簧6设于凸起部与卡板7之间；
所述锁止件5的底部设有外花键，所述卡板7上设有与外花键相匹配的内花键，且卡板7的底部沿圆周方向设有限位孔，所述密封防松板10上设有与限位孔相匹配的限位块，密封防松板10与罩壳4的底部连接。
在本实施例中，如图3所示，所述锁止件5为十字形结构；
其中，所述锁合部上设第一外螺纹501，通过第一外螺纹501与被固定位置螺母1连接，以将锁止件5固定在被固定位置；
中部设有凸起部，在凸起部下表面503与卡板7之间设置锁止弹簧6，凸起部下表面502在加锁时与罩壳4接触；
底部设有外花键504，所述外花键504一方面与卡板7的内花键701配合连接，用于对锁止件5的轴向定位，另一方面与换电站的站端伺服枪套筒13连接。
在本实施例中，如图4-图5所示，所述罩壳4的内部设有空腔结构405，锁止件5设于空腔结构405内；
所述罩壳4的顶部设有向上的外翻边402，所述外翻边402的外侧设有第二外螺纹403，通过第二外螺纹403连接密封板8；所述外翻边402底侧的外翻边下连接面409在加锁时与凸起部上表面502接触；所述外翻边402底侧的外翻边上连接面404接触外部设备，以固定在外部设备上。
所述外翻边402处设有第一通孔401，所述第一通孔401与空腔结构405贯穿，用于穿过设有第一外螺纹501的锁止件5的锁合部。
所述罩壳4的底部设有第一过孔408，所述第一过孔408与空腔结构405贯穿，站端伺服枪套筒13穿过第一过孔408与锁止件5底部的外花键504连接。
所述罩壳4的底部设有第二凸起部，所述第二凸起部上设有第一连接孔410，通过第一连接孔410将罩壳4与外部设备连接；所述第二凸起部的罩壳底部上连接面406接触外部设备，以固定在外部设备上，所述第二凸起部的罩壳底部下连接面407与密封防松板10接触，且在第一连接孔410上通过紧固件12固定连接。
作为可选择的一种实施方式，所述外翻边402、第二凸起部均可采用法兰结构。
作为可选择的一种实施方式，所述空腔结构405的直径不小于锁止件5中部带有凸起部位置处的直径。
作为可选择的一种实施方式，所述第一通孔401的直径不小于锁止件5顶部锁合部的直径，且小于锁止件5中部带有凸起部位置处的直径。
在本实施例中，如图6所示，在所述卡板7的轴线中间设有与锁止件5的外花键504相配合连接的内花键701，用于实现对锁止件5的轴向定位。
所述卡板7的底部设有一圈沿轴线方向均匀分布的圆柱孔702，密封防松板10上设有的一圈沿轴线方向均匀分布的圆柱块1004，圆柱孔702与圆柱块1004匹配连接，实现密封防松板10与卡板7的轴向连接，限制卡板7的轴向转动。
作为可选择的一种实施方式，为了方便圆柱孔702与圆柱块1004的连接，所述圆柱孔702的底部设有外倒角703，所述圆柱块1004的头部设有倒圆角1005，且圆柱孔702与圆柱块1004两者之间为间隙配合。
在本实施例中，如图7所示，所述密封板8的中间设有第二通孔802，第二通孔802上设有与罩壳4的第二外螺纹403相匹配的内螺纹，用于将密封板8与罩壳4进行连接；
将密封板8与罩壳4连接且固定在外部设备上，在密封板8与外部设备的连接面处设置第一凹槽801，所述第一凹槽801内设置第一密封条9。
作为可选择的一种实施方式，所述第一密封条9采用橡胶材质，与第一凹槽801之间为过盈配合，保证使用过程中不脱落。
在本实施例中，如图8所示，所述密封防松板10的中间开有第二过孔1001，站端伺服枪套筒13穿过第二过孔1001与锁止件5底部的外花键504连接；
密封防松板上表面1006与罩壳底部下连接面407接触，所述密封防松板10的四角上设有第二连接孔1003，通过第一连接孔410和第二连接孔1003，采用紧固件12将密封防松板10与罩壳4进行紧固连接；
将密封防松板10与罩壳4连接且固定在外部设备上，在密封防松板10与外部设备的连接面处设置第二凹槽1002，所述第二凹槽1002内设置第二密封条11，第二密封条11与罩壳底部下连接面407压紧。
作为可选择的一种实施方式，所述第二密封条11采用橡胶材质，与第二凹槽1002之间为过盈配合，保证使用过程中不脱落。
在本实施例中，在加锁时，站端伺服枪套筒13与锁止件5底部的外花键504连接后，站端伺服枪套筒13穿过罩壳4的第一过孔408和密封防松板10的第二过孔1001，站端伺服枪套筒13纵向向上垂直运动，从而推动卡板7垂直向上运动，直至卡板7的圆柱孔702与密封防松板10的圆柱块1004分离，锁止弹簧6被进一步压缩，伺服枪旋转带动站端伺服枪套筒13工作，同时向上垂直移动，从而推动锁止件5垂直向上运动，直至锁止件5的凸起部上表面502与罩壳4的外翻边下连接面409接触，锁止件5顶部锁合部的第一外螺纹501与被固定位置螺母1紧固连接，完成加锁，如图1所示。
加锁结束后，站端伺服枪套筒13退出，卡板7在锁止弹簧6的反作用力和自身重力的作用下，纵向向下垂直移动，实现圆柱孔702与圆柱块1004的再次连接，实现二次防松。
在解锁时，站端伺服枪套筒13与锁止件5底部的外花键504连接后，站端伺服枪套筒13穿过罩壳4的第一过孔408和密封防松板10的第二过孔1001，站端伺服枪套筒13纵向向上垂直运动，推动卡板7垂直向上运动，直至卡板7的圆柱孔702与密封防松板10的圆柱块1004分离，锁止弹簧6被进一步压缩，伺服枪反向旋转带动站端伺服枪套筒13工作，同时向下垂直移动，从而带动锁止件5垂直向下运动，直至锁止件5顶部锁合部的第一外螺纹501脱离被固定位置螺母1，实现解锁，如图2所示。
作为进一步的实现方式，上述所有部件在安装使用过程中保证同轴度。
实施例2
本实施例提供一种动力电池，包括电池包和实施例1所述的电池包换电锁止装置，所述电池包换电锁止装置通过罩壳4设于电池包边梁3上。
在本实施例中，如图9-图10所示，所述电池包边梁3为型腔结构，所述电池包边梁3上设有第三过孔302和第四过孔303，所述第四过孔303用于穿过罩壳4，所述第三过孔302用于穿过罩壳4的外翻边402，第三过孔302与第四过孔303贯穿，所述外翻边402穿过电池包边梁3后与密封板8螺纹连接。
所述电池包边梁3的底部连接面305周边开有第三连接孔304，通过第三连接孔304和第一连接孔410，采用紧固件12实现电池包边梁3的底部连接面305与罩壳底部上连接面406的紧固连接。
所述密封防松板10与底部连接面305的连接处设有第二凹槽1002，所述第二凹槽1002内设置第二密封条11，第二密封条11与罩壳底部下连接面压紧。
所述密封板8与电池包边梁3的顶部上连接面301-1的连接处设置第一凹槽801，所述第一凹槽801内设置第一密封条9；电池包边梁3的顶部下连接面301-2与外翻边上连接面404接触。
在本实施例中，电池包和电池包换电锁止装置的安装过程包括：
将锁止件5置于罩壳4的空腔结构405内，锁止件5沿竖直方向向上移动至凸起部上表面502与外翻边下连接面409接触，锁止弹簧6呈压缩状安装在锁止件5的凸起部下表面503与卡板7的上表面之间，卡板7在空腔结构405内可垂直上下移动；
第二密封条11与密封防松板10过盈连接，第二密封条11压入第二凹槽1002中不脱落，密封防松板10带动第二密封条11竖直方向向上移动至圆柱块1004与卡板7中的圆柱孔702相连接，带动卡板7继续竖直向上移动，至密封防松板上表面1006与罩壳底部下连接面407接触，第二密封条11与罩壳底部下连接面407压紧，两者通过紧固件12固定连接；
罩壳4带动空腔机构405内已存在装配关系的锁止件5、锁止弹簧6、卡板7、密封防松板10垂直向上移动，从电池包边梁3的第四过孔303中穿过，外翻边402从第三过孔302中穿出，至罩壳4的外翻边上连接面404、罩壳底部上连接面406与电池包边梁3接触后，用紧固件12连接；
第一密封条9与密封板8过盈连接，第一密封条9压入第一凹槽801中不脱落，密封板8带动第一密封条9自上而下垂直穿过锁止件5，通过第二通孔802与罩壳4中第二外螺纹403实现紧固连接。
至此，电池包换电锁止装置与电池包边梁完成安装。
实施例3
本实施例提供一种汽车，包括车身本体和实施例2所述的动力电池，所述锁合部与车身本体可拆卸连接。
在本实施例中，所述动力电池通过密封板8固定在车身本体边梁2上，所述密封板8与车身本体边梁2的连接面处设有第一凹槽801，所述第一凹槽801内设置第一密封条9。
在本实施例中，所述锁合部上设置的第一外螺纹501与车身本体上的车端螺母连接，以将锁止件加锁固定在车身本体上。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (16)

1.一种电池包换电锁止装置，其特征在于，包括：罩壳、锁止件、锁止弹簧、卡板和密封防松板，所述锁止件设于罩壳内；
所述锁止件的顶部设有与被固定位置可拆卸连接的锁合部；
所述锁止件的中部设有凸起部，所述锁止弹簧设于凸起部与卡板之间；
所述锁止件的底部设有外花键，所述卡板上设有与外花键相匹配的内花键，且卡板的底部沿圆周方向设有限位孔，所述密封防松板上设有与限位孔相匹配的限位块，密封防松板与罩壳的底部连接。
2.如权利要求1所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述罩壳的顶部设有外翻边，外翻边的外侧设有用于连接密封板的第二外螺纹，外翻边的下连接面在加锁时与凸起部的上表面接触，外翻边的上连接面连接外部设备。
3.如权利要求2所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述密封板上设有第二通孔，第二通孔上设有与第二外螺纹相匹配的内螺纹。
4.如权利要求2所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述密封板上设有第一凹槽，第一凹槽内设置第一密封条，第一密封条与第一凹槽之间过盈配合。
5.如权利要求2所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述罩壳的内部设有空腔结构，外翻边处设有与空腔结构贯穿的第一通孔，第一通孔用于穿过锁止件的锁合部。
6.如权利要求5所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述空腔结构的直径不小于锁止件中部凸起部位置处的直径。
7.如权利要求5所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述第一通孔的直径不小于锁止件顶部锁合部的直径，且小于锁止件中部凸起部位置处的直径。
8.如权利要求1所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述罩壳的底部设有第二凸起部，第二凸起部上设有第一连接孔，通过第一连接孔将罩壳与外部设备和密封防松板连接。
9.如权利要求1所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述限位孔的底部设有外倒角，所述限位块的头部设有倒圆角，限位孔与限位块之间为间隙配合。
10.如权利要求1所述的一种电池包换电锁止装置，其特征在于，所述密封防松板上设置第二凹槽，第二凹槽内设置第二密封条，第二密封条与第二凹槽之间过盈配合。
11.一种动力电池，其特征在于，包括电池包和权利要求1-10任一项所述的电池包换电锁止装置，所述电池包换电锁止装置通过罩壳设于电池包边梁上。
12.如权利要求11所述的一种动力电池，其特征在于，所述电池包边梁为型腔结构，电池包边梁上设有第三过孔和第四过孔，第四过孔用于穿过罩壳，第三过孔用于穿过罩壳的外翻边，第三过孔与第四过孔贯穿，外翻边穿过电池包边梁后与密封板螺纹连接。
13.如权利要求11所述的一种动力电池，其特征在于，所述电池包边梁的底部连接面设有第三连接孔，以固定连接电池包边梁与罩壳。
14.一种汽车，其特征在于，包括权利要求11-13任一项所述的动力电池。
15.如权利要求14所述的一种汽车，其特征在于，所述汽车还包括车身本体，所述动力电池通过密封板固定在车身本体的边梁上，密封板与车身本体的边梁的连接面处设有第一凹槽，第一凹槽内设置第一密封条，第一密封条与第一凹槽之间过盈配合。
16.如权利要求15所述的一种汽车，其特征在于，所述锁合部与车身本体的车端螺母可拆卸连接。
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