CN117002245A - 锁紧装置、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁紧装置、电池包和车辆，所述锁紧装置包括：锁止壳体，所述锁止壳体内形成有锁止腔，以及与所述锁止腔连通的通孔；锁止件，所述锁止件可移动地设置于所述锁止腔内且可选择地凸出于所述通孔；驱动件，所述驱动件可选择地相对所述锁止壳体移动，所述驱动件可选择地与所述锁止件止抵以驱动所述锁止件凸出所述通孔。根据本发明的锁紧装置通过设置驱动件可选择地相对锁止壳体移动，使得驱动件可与锁止件止抵并驱动锁止件凸出通孔，以实现锁止，从而降低了锁紧装置的锁止及解锁难度，提升了锁紧装置的锁止及解锁操作便利性和效率，且增大了锁紧装置的锁止可靠性。

Description

锁紧装置、电池包和车辆

技术领域

本发明涉及车辆换电领域，尤其是涉及一种锁紧装置、电池包和车辆。

背景技术

随着我国新能源车辆技术的发展，用户对新能源车辆的续航里程和充电时间有了更高的需求，但受制于电芯体系和电池特性，目前无法做到在较短的时间内充电达到较大的续航里程，在电池快充技术无法进一步提高时，新能源车辆快速更换电池包则变得尤为重要。新能源车辆电池包实现快换的关键在于锁止机构的设计，锁止机构用于实现当电池包需要更换时，能够顺利与车辆进行解锁，当电池包安装到车辆上时，锁止机构能够迅速锁止，从而保证电池包快换的可靠性。目前用于电池包更换的锁止机构的主要形式为气动、电动或液压的插销，以及卡接式锁止结构。

相关技术中，插销及卡接式的锁止机构对于电池包和锁销的配合位置精度要求高，导致换电时电池包的解锁及锁止定位困难，易发生锁止和解锁卡滞失败的情况，严重影响了换电效率，且降低了电池包与车辆锁止强度，造成电池包存在松动甚至掉落的安全风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锁紧装置。根据本发明的锁紧装置通过设置驱动件可选择地相对锁止壳体移动，使得驱动件可与锁止件止抵并驱动锁止件凸出通孔，以实现锁止，从而降低了锁紧装置的锁止及解锁难度，提升了锁紧装置的锁止及解锁操作便利性和效率，且增大了锁紧装置的锁止可靠性。

本发明还提出一种包括上述锁紧装置的电池包。

本发明还提出一种包括上述电池包的车辆。

根据本发明的用于电池包的锁紧装置包括：锁止壳体，所述锁止壳体内形成有锁止腔，以及与所述锁止腔连通的通孔；锁止件，所述锁止件可移动地设置于所述锁止腔内且可选择地凸出于所述通孔；驱动件，所述驱动件可选择地相对所述锁止壳体移动，所述驱动件可选择地与所述锁止件止抵以驱动所述锁止件凸出所述通孔。

本发明的锁紧装置通过设置锁止壳体、锁止件和驱动件，将锁止壳体内形成有锁止腔以及与锁止腔连通的通孔、锁止件可移动地设置于锁止腔内且可选择地凸出于通孔，使得驱动件可选择地相对锁止壳体移动，驱动件可选择地与锁止件止抵以驱动锁止件凸出通孔，从而仅需在驱动件的驱动下，锁止件即能对锁止壳体及驱动件起限位作用，实现锁紧装置的锁止性能。较相关技术中插销及卡接式的锁止机构对于电池包和锁销的配合位置精度要求高，导致换电时电池包的解锁及锁止定位困难，易发生锁止和解锁卡滞失败的情况，严重影响换电效率，且降低了锁止强度，本发明中锁紧装置采用驱动件相对锁止壳体移动，驱动件与锁止件止抵的方式，使锁止件可容易地移动至凸出通孔位置，以实现锁止，从而有效降低了锁紧装置的锁止及解锁难度，且简化了锁紧装置的锁止及解锁操作，进而提升了锁紧装置的工作效率。另外，采用锁止件凸出于通孔的方式进行限位，增大了锁紧装置的锁止牢固性和稳定性，从而提高了锁紧装置的锁止可靠性，有效提升了电池包的安全性能。

根据本发明的一个实施例，所述驱动件包括：第一杆部，所述第一杆部与所述锁止壳体限位配合并与所述锁止壳体同步转动；第二杆部，所述第二杆部与所述第一杆部连接且设置于所述第一杆部的自由端，所述第二杆部在远离所述第一杆部的方向上直径逐渐减小且适于推动所述锁止件。

根据本发明的一个实施例，所述锁止腔内形成有第一配合段，所述第一配合段的横截面构造为多边形，所述第一杆部收容于所述第一配合段且所述第一杆部的横截面构造为与所述第一配合段横截面相同的多边形。

根据本发明的一个实施例，所述锁止腔内形成有与所述第一配合段连通的第二配合段，所述第二配合段的直径小于所述第一配合段的直径，所述第一配合段与所述第二配合段之间形成有第一限位台阶；所述第二杆部的直径小于所述第一杆部的直径，所述第二杆部与所述第一杆部之间形成有适于与所述第一限位台阶止抵的第二限位台阶。

根据本发明的一个实施例，所述通孔设置于所述第二配合段的径向外周。

根据本发明的一个实施例，所述第二配合段的内周壁形成有适于限制所述锁止件沿所述第二配合段延伸方向移动的限位槽，所述通孔设置于所述限位槽的底壁。

根据本发明的一个实施例，所述锁止件构造为球体，所述限位槽构造为沿所述第二配合段径向凹陷的弧形槽。

根据本发明的一个实施例，所述锁止壳体的外周形成有螺纹。

下面简单描述根据本发明的电池包。

根据本发明的电池包上设置有上述实施例中任意一项所述的锁紧装置，由于根据本发明的电池包上设置有上述实施例中任意一项所述的锁紧装置，因此，该电池包上锁紧装置可通过驱动件移动，使锁止件与通孔配合以实现锁紧装置的解锁或锁止，锁紧装置的解锁及锁止操作简单，且效率高、锁止可靠性好，从而提升了电池包的充换电操作便利性和效率，且优化了电池包的安全性能。

下面简单描述根据本发明的车辆。

根据本发明的车辆上设置有上述实施例中任意一项所述的电池包，由于根据本发明的车辆上设置有上述实施例中任意一项所述的电池包，因此，该车辆的换电效率高、换电操作容易，且当电池包与车辆固定锁止后，电池包与车辆间连接稳定可靠，提高了电池包与车辆的安全性，用户使用体验更好。

本发明的附加方面和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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的锁紧装置锁止时的示意图；

图2是图1中A-A截面图；

图3是根据本发明一个实施例的锁紧装置解锁时的示意图；

图4是图3中B-B截面图；

图5是根据本发明一个实施例的锁止壳体示意图；

图6是图5中C-C截面图；

图7是根据本发明一个实施例的驱动件示意图。

附图标记：

锁紧装置1；

锁止壳体11，通孔111，锁止腔112，第一配合段113，第二配合段114，限位槽1141，第一限位台阶115；

锁止件12；

驱动件13，第一杆部131，第二杆部132，第二限位台阶133。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

随着我国新能源车辆技术的发展，用户对新能源车辆的续航里程和充电时间有了更高的需求，但受制于电芯体系和电池特性，目前无法做到在较短的时间内充电达到较大的续航里程，在电池快充技术无法进一步提高时，新能源车辆快速更换电池包则变得尤为重要。新能源车辆电池包实现快换的关键在于锁止机构的设计，锁止机构用于实现当电池包需要更换时，能够顺利与车辆进行解锁，当电池包安装到车辆上时，锁止机构能够迅速锁止，从而保证电池包快换的可靠性。目前用于电池包更换的锁止机构的主要形式为气动、电动或液压的插销，以及卡接式锁止结构。

相关技术中，插销及卡接式的锁止机构对于电池包和锁销的配合位置精度要求高，导致换电时电池包的解锁及锁止定位困难，易发生锁止和解锁卡滞失败的情况，严重影响了换电效率，且降低了电池包与车辆锁止强度，造成电池包存在松动甚至掉落的安全风险。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的锁紧装置1。

如图3-图5所示，根据本发明的锁紧装置1包括锁止壳体11、锁止件12和驱动件13。其中，锁止壳体11内形成有锁止腔112，锁止腔112可以收容锁紧装置1的部分其他部件，并可为锁紧装置1的部分其他部件提供移动空间，以保证锁紧装置1的正常工作。锁止壳体11还形成有与锁止腔112连通的通孔111；锁止件12可移动地设置于锁止腔112内，且锁止件12可选择地凸出于通孔111，以实现锁紧装置1的锁止功能；驱动件13可对整个锁紧装置1起驱动作用，驱动件13可选择地相对锁止壳体11移动，驱动件13可选择地与锁止件12止抵，以驱动锁止件12凸出通孔111，当锁止件12凸出通孔111时，锁止件12可对锁止壳体11及驱动件13起限位作用，从而锁止件12可限制驱动件13相对锁止壳体11移动，实现锁紧装置1稳定处于锁止状态。

本发明的锁紧装置1通过设置锁止壳体11、锁止件12和驱动件13，将锁止壳体11内形成有锁止腔112以及与锁止腔112连通的通孔111、锁止件12可移动地设置于锁止腔112内且可选择地凸出于通孔111，使得驱动件13可选择地相对锁止壳体11移动，驱动件13可选择地与锁止件12止抵以驱动锁止件12凸出通孔111，从而仅需在驱动件13的驱动下，锁止件12即能对锁止壳体11及驱动件13起限位作用，实现锁紧装置1的锁止性能。较相关技术中插销及卡接式的锁止机构对于电池包和锁销的配合位置精度要求高，导致换电时电池包的解锁及锁止定位困难，易发生锁止和解锁卡滞失败的情况，严重影响换电效率，且降低了锁止强度，本发明中锁紧装置1采用驱动件13相对锁止壳体11移动，驱动件13与锁止件12止抵的方式，使锁止件12可容易地移动至凸出通孔111位置，以实现锁止，从而有效降低了锁紧装置1的锁止及解锁难度，且简化了锁紧装置1的锁止及解锁操作，进而提升了锁紧装置1的工作效率。另外，采用锁止件12凸出于通孔111的方式进行限位，增大了锁紧装置1的锁止牢固性和稳定性，从而提高了锁紧装置1的锁止可靠性，有效提升了电池包的安全性能。

如图3、图5及图7所示，根据本发明的一个实施例，驱动件13包括第一杆部131和第二杆部132。本实施例中第一杆部131适用于与锁止壳体11限位配合，并且与锁止壳体11同步转动；本实施例中第二杆部132与第一杆部131连接，且第二杆部132设置于第一杆部131的自由端，第二杆部132在远离第一杆部131的方向上直径逐渐减小，第二杆部132适用于推动锁止件12，从而实现锁止件12能够顺利地移动至凸出于通孔111位置。通过设置第一杆部131和第二杆部132，使得第一杆部131与锁止壳体11限位配合并与锁止壳体11同步转动，且第二杆部132设置于第一杆部131的自由端，从而在第一杆部131与锁止壳体11的限位配合下，第二杆部132及第一杆部131可相对锁止壳体11在轴向上进行移动，第二杆部132在锁止腔112内沿轴向移动，并逐渐与锁止件12止抵，直至第二杆部132将锁止件12推动至凸出于通孔111位置，进而实现了锁紧装置1可容易地进行锁止，提高了锁紧装置1的工作效率。

如图1、图5、图6及图7所示，根据本发明的一个实施例，锁止壳体11的锁止腔112内形成有第一配合段113，第一配合段113适用于与第一杆部131相配合，第一配合段113的横截面构造为多边形，第一杆部131可收容于第一配合段113，且第一杆部131的横截面构造为与第一配合段113横截面相同的多边形。由于多边形具有多条边，因此，通过将第一配合段113的横截面构造为多边形，且第一杆部131的横截面构造为与第一配合段113横截面相同的多边形，使得在第一杆部131收容于第一配合段113后，第一配合段113横截面的多条边与第一杆部131横截面的多条边可对应进行配合，以实现第一配合段113与第一杆部131相互起限位作用，从而限制第一杆部131与第一配合段113间的相对转动，当第一杆部131转动时，第一配合段113会与第一杆部131同步转动，即第一杆部131转动可带动锁止壳体11同步转动，进而保证了第二杆部132及第一杆部131可相对锁止壳体11在预设方向上进行移动，以顺利完成锁紧装置1的锁止或解锁过程。

此外，在本发明的一个具体实施例中，第一配合段113与第一杆部131的横截面均构造为六边形，以实现在满足第一配合段113与第一杆部131限位强度及同步转动稳定性的同时，更便于第一杆部131及锁止壳体11的生产制造，从而有利于提高锁紧装置1的生产制造效率，并节省经济成本。

根据本发明的一个实施例，锁止腔112内还形成有第二配合段114，第二配合段114与第一配合段113连通，且第二配合段114的直径小于第一配合段113的直径，第一配合段113与第二配合段114之间形成有第一限位台阶115；本实施例中第二杆部132的直径小于第一杆部131的直径，第二杆部132与第一杆部131之间形成有第二限位台阶133，且第二限位台阶133适于与第一限位台阶115止抵。可以理解的是，当锁紧装置1为解锁状态时，第一限位台阶115与第二限位台阶133为分离状态，此时第二杆部132的至少部分收容于第一配合段113内；当锁紧装置1需要从解锁状态切换至锁止状态时，第一杆部131转动带动锁止壳体11同步转动，使第二杆部132可沿轴向朝向远离第一配合段113的方向移动，并推动锁止件12移动，直至第一限位台阶115与第二限位台阶133止抵，此时在第一限位台阶115与第二限位台阶133的共同限位作用下，第一杆部131及第二杆部132相对锁止壳体11的移动被限制，第二杆部132与第一杆部131分别收容于第二配合段114和第一配合段113，实现锁紧装置1稳定地处于锁止状态。因此，通过设置第一限位台阶115和第二限位台阶133，使得第一限位台阶115和第二限位台阶133可止抵配合，以对第二杆部132及第一杆部131相对锁止壳体11的移动进行限制，从而保护了在第二杆部132推动锁止件12移动至凸出通孔111位置后，第二杆部132不会持续移动至与锁止壳体11产生干涉，进而延长了驱动件13及锁止壳体11的使用寿命。另外，第一限位台阶115和第二限位台阶133止抵配合，还能提升第二杆部132及第一杆部131在锁止腔112内的稳定性，进一步优化了锁紧装置1的锁止强度。

根据本发明的一个实施例，通孔111设置于第二配合段114的径向外周，锁止件12可沿第二配合段114径向移动，以与通孔111配合实现锁紧装置1的锁止。通过将通孔111设置于第二配合段114的径向外周，使得在锁紧装置1的锁止过程中，第二杆部132朝向第二配合段114移动时，第二杆部132外表面可以容易地与锁止件12接触，从而第二杆部132可推动锁止件12沿第二配合段114径向向外移动，进而实现了锁止件12能够对驱动件13及锁止壳体11进行限位，以提升锁紧装置1的锁止性能。

此外，在本发明的一个具体实施例中，通孔111构造为沿第二配合段114周向间隔设置的多个，锁止件12构造为与通孔111一一对应的多个，以增强锁止件12对驱动件13及锁止壳体11的锁止强度，提升锁紧装置1的锁止可靠性。

根据本发明的一个实施例，第二配合段114的内周壁形成有如图6所示的限位槽1141，限位槽1141适用于限制锁止件12沿第二配合段114延伸方向移动，通孔111设置于限位槽1141的底壁。通过设置第二配合段114的内周壁形成有限位槽1141，使得锁止件12的至少部分可收容于限位槽1141内，从而限位槽1141可限制锁止件12沿第二配合段114延伸方向进行移动，保证了当第二杆部132推动锁止件12移动时，锁止件12仅沿第二配合段114的径向移动，而通孔111设置于限位槽1141的底壁，因此，最终锁止件12能准确地移动至凸出于通孔111的位置，进而提高了锁止件12的锁止准确性和可靠性，进一步提升了锁紧装置1的工作性能。

根据本发明的一个实施例，锁止件12构造为球体，限位槽1141构造为沿第二配合段114径向凹陷的弧形槽。通过将锁止件12构造为球体、限位槽1141构造为弧形槽，一方面，使得锁止件12与限位槽1141的形状适配，且锁止件12与限位槽1141间接触光滑，从而保护了锁止件12与限位槽1141不受划伤，进而延长了锁止件12与限位槽1141的使用寿命，提高了锁紧装置1的工作可靠性；另一方面，通过将锁止件12构造为球体、限位槽1141构造为弧形槽，使得锁止件12与限位槽1141的外表面均为弧面，从而在第二杆部132推动锁止件12移动时，锁止件12能沿光滑弧形更容易且快速地移动至锁止位置，进而提高了锁紧装置1的工作效率。

根据本发明的一个实施例，锁止壳体11的外周形成有螺纹。锁止壳体11外周的螺纹可以与电池包中部分其他部件相配合，具体地，锁止壳体11外周的螺纹为第一螺纹，电池包中部分其他部件形成有与第一螺纹相配合的第二螺纹，驱动件13的第一杆部131与电池包中部分其他部件连接，并可相对电池包中部分其他部件转动。在第一螺纹与第二螺纹的限位配合下，当第一杆部131转动带动锁止壳体11同步转动时，第一螺纹与第二螺纹共同使锁止壳体11相对第一杆部131沿轴向进行移动，从而逐渐减小第一杆部131与锁止件12的距离，最终第一杆部131与锁止件12止抵，并推动锁止件12移动至凸出于通孔111位置，以完成锁紧装置1的锁止过程。因此，通过将锁止壳体11的外周形成有螺纹，使得驱动件13的转动可转化为锁止壳体11的轴向移动，从而仅需通过转动驱动件13，就能实现锁紧装置1高效且安全地进行解锁或锁止，且增大了锁紧装置1的解锁及锁止操作便利性。

下面简单描述根据本发明的电池包。

根据本发明的电池包上设置有上述实施例中任意一项所述的锁紧装置1，由于根据本发明的电池包上设置有上述实施例中任意一项所述的锁紧装置1，因此，该电池包上锁紧装置1可通过驱动件13移动，使锁止件12与通孔111配合以实现锁紧装置1的解锁或锁止，锁紧装置1的解锁及锁止操作简单，且效率高、锁止可靠性好，从而提升了电池包的充换电操作便利性和效率，且优化了电池包的安全性能。

下面简单描述根据本发明的车辆。

根据本发明的车辆上设置有上述实施例中任意一项所述的电池包，由于根据本发明的车辆上设置有上述实施例中任意一项所述的电池包，因此，该车辆的换电效率高、换电操作容易，且当电池包与车辆固定锁止后，电池包与车辆间连接稳定可靠，提高了电池包与车辆的安全性，用户使用体验更好。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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。

在本发明的描述中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种锁紧装置，其特征在于，包括：

锁止壳体（11），所述锁止壳体（11）内形成有锁止腔（112），以及与所述锁止腔（112）连通的通孔（111）；

锁止件（12），所述锁止件（12）可移动地设置于所述锁止腔（112）内且可选择地凸出于所述通孔（111）；

驱动件（13），所述驱动件（13）可选择地相对所述锁止壳体（11）移动，所述驱动件（13）可选择地与所述锁止件（12）止抵以驱动所述锁止件（12）凸出所述通孔（111）。

2.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述驱动件（13）包括：

第一杆部（131），所述第一杆部（131）与所述锁止壳体（11）限位配合并与所述锁止壳体（11）同步转动；

第二杆部（132），所述第二杆部（132）与所述第一杆部（131）连接且设置于所述第一杆部（131）的自由端，所述第二杆部（132）在远离所述第一杆部（131）的方向上直径逐渐减小且适于推动所述锁止件（12）。

3.根据权利要求2所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁止腔（112）内形成有第一配合段（113），所述第一配合段（113）的横截面构造为多边形，所述第一杆部（131）收容于所述第一配合段（113）且所述第一杆部（131）的横截面构造为与所述第一配合段（113）横截面相同的多边形。

4.根据权利要求3所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁止腔（112）内形成有与所述第一配合段（113）连通的第二配合段（114），所述第二配合段（114）的直径小于所述第一配合段（113）的直径，所述第一配合段（113）与所述第二配合段（114）之间形成有第一限位台阶（115）；

所述第二杆部（132）的直径小于所述第一杆部（131）的直径，所述第二杆部（132）与所述第一杆部（131）之间形成有适于与所述第一限位台阶（115）止抵的第二限位台阶（133）。

5.根据权利要求4所述的锁紧装置，其特征在于，所述通孔（111）设置于所述第二配合段（114）的径向外周。

6.根据权利要求4所述的锁紧装置，其特征在于，所述第二配合段（114）的内周壁形成有适于限制所述锁止件（12）沿所述第二配合段（114）延伸方向移动的限位槽（1141），所述通孔（111）设置于所述限位槽（1141）的底壁。

7.根据权利要求6所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁止件（12）构造为球体，所述限位槽（1141）构造为沿所述第二配合段（114）径向凹陷的弧形槽。

8.根据权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁止壳体（11）的外周形成有螺纹。

9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的锁紧装置。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池包。