CN203739611U - 一种电动汽车动力电池的锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车动力电池的锁紧装置，包括：所述锁紧装置为长条形结构，所述锁紧装置一端为齿条，另一端为插入式异型斜销机构，锁紧装置的插入式异型斜销机构的斜销末端与动力电池电池箱进行脱离与接合。本实用新型解决了确保安装在电动汽车车体上的动力电池能够安全、方便快速更换的问题。

Description

一种电动汽车动力电池的锁紧装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种电动汽车动力电池的锁紧装置。

背景技术

随着全球能源的紧缺，环境污染问题日趋严重，在环保以及清洁能源概念的大趋势下，由于电动汽车对环境影响相对传统汽车较小，其发展前景十分广阔。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其中动力电池是电动汽车的核心，但对于动力电池的续航能力不足一直是困扰于电动汽车发展的瓶颈所在。

现在出现了不需要对动力电池进行充电，而只对电动汽车进行换装充满电力的动力电池的运营方式，这样减少了用户等待动力电池充电的时间，与传统汽车加油时间基本相同，无需改变用户使用汽车的习惯。

在这种模式下，其中动力电池安装在电动汽车车体上，动力电池的尺寸比较大(长度和宽度一般为几米)而且重量都比较大(可达几百公斤)，由于电动汽车的动力电池本身具有的特性，那么在对电动汽车进行换装充满电力的动力电池的过程中既要需要满足方便快速更换的要求，还要满足安全的要求就会十分困难。

因此，如何提供一种电动汽车动力电池的锁紧结构的技术方案，确保安装在电动汽车车体上的动力电池能够安全、方便快速更换，就成为了当前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电动汽车动力电池的锁紧装置，以解决确保安装在电动汽车车体上的动力电池能够安全、方便快速更换的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电动汽车动力电池的锁紧装置，包括：所述锁紧装置为长条形结构，所述锁紧装置一端为齿条，另一端为插入式异型斜销机构，锁紧装置的插入式异型斜销机构的斜销末端与动力电池电池箱进行脱离与接合。

进一步地，上述锁紧装置还可包括保险装置，保险装置一端连接齿条，保险装置另一端连接插入式异型斜销机构，即保险装置设置在靠近斜销末端侧的齿条末端的插入式异型斜销机构的内侧，所述保险装置为长条形滑槽型式，紧贴着插入式异型斜销机构内侧的端面安装，保险装置远离插入式异型斜销机构末端的一端具有一固定挡板，固定挡板一侧的凹槽内安装有沿齿条平行方向设置的弹性单元，弹性单元从固定挡板的端面一直延伸到插入式异型斜销机构内侧的端面，其中所述弹性单元在插入式异型斜销机构与动力电池电池箱进行接合时为自然状态，所述弹性单元在插入式异型斜销机构与动力电池电池箱进行脱离时为压缩状态。

进一步地，上述锁紧装置还可包括所述锁紧装置的插入式异型斜销机构进行脱离与接合的为动力电池电池箱的锁紧元件，该锁紧元件为异型斜锲的结构，插入式异型斜销机构的斜销末端的形状与锁紧元件的异型斜锲结构的形状相配合。

进一步地，上述锁紧装置还可包括所述锁紧装置的数量与动力电池电池箱的锁紧元件的数量相同。

与现有技术相比，应用本实用新型，齿条末端的锁紧装置的斜销机构与动力电池电池箱的锁紧元件可进行脱离和接合操作，这样可以确保安装在电动汽车车体上的动力电池能够安全、方便快速更换；同时保险装置中弹性元件可以产生弹力，使斜销机构不容易发生移动，从而有效防止了斜销机构的意外脱落；如果动力单元意外失去动力，则通过保险装置中弹性元件的弹力会将斜销机构重新推入动力电池电池箱上的锁紧元件内，这样就避免了出现动力电池电池箱意外掉落而造成危险的问题，因此能够极大地保证在快速更换电池箱时系统和电池箱的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电动汽车动力电池的锁止系统的结构示意图；

图2为本实用新型的车体连接装置1的结构示意图；

图3为本实用新型的电动机11的结构示意图；

图4为本实用新型的传动装置12的过渡转向塔轮机构的结构示意图；

图5为本实用新型的齿条及与齿条连接的具有保险装置的锁紧装置的结构示意图；

图6为本实用新型的可与车体连接装置1耦合的动力电池电池箱2的结构示意图；

图7为本实用新型的动力电池电池箱2的锁紧元件24的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种电动汽车动力电池的锁止系统，用于快速更换电动汽车动力电池，主要包括：车体连接装置1和可与车体连接装置1耦合的动力电池电池箱2。

如图2所示，车体连接装置1主要包括快速夹紧与脱离机构，其中具体包括动力单元(可以为电动机11，只要是可以提供驱动力的部件都可以为本实用新型所应用，本实用新型并不以此为限定)、用于提供转动扭矩以及改变传动方向的传动装置12、齿条13、具有弹性单元的保险装置14和锁紧装置15。电动机的数量可根据具体情况而定，可设为1个或多个，例如在本实施例中电动机的数量为1个，这样1个电动机通过驱动传动装置12，双向同时地带动左右两个齿条13进行相对的前进与后退运动，这样既简化了结构又节省了空间成本，并且可以精确地控制左右两个方向的齿条的相对运动的同步性和对称性。又例如，电动机的数量可以为2个，即对应于左右方向的2个齿条，分别设置有1个电动机，每个电动机各自驱动一个齿条，这样可以保障每个齿条运动的严整和流畅，并且可以采用更为直接便捷的传动机构与电动机相耦合。本实用新型中也可在动力电池电池箱的两侧对称位置各自设置一个或多个电动机(即偶数个电动机，例如2个、4个或6个等，在每一侧的电动机都可以适当的间距对称设置；其中电动机的具体数量在本实用新型中并不以此为限定)，这样可以保证驱动力的均匀性而且更容易实现平稳操作更换动力电池过程。

图3的电动机11包括相互连接的驱动轴110和啮合杆111。

在本实施例中，传动装置12采用的是过渡转向塔轮机构，如图4所示，其包括传动齿轮121、传动杆122、驱动齿轮123和限位凸台124。传动齿轮121与设置在电动机11驱动轴110上的啮合杆111相啮合，传动齿轮121固定安装在传动杆122上，传动杆122的下端装设有驱动齿轮123，其与齿条13相啮合。传动杆122的两端分别固定套设有限位凸台124，它们分别固定于传动齿轮121和驱动齿轮123的任意一侧，可以是内侧，可以是外侧，当然也可以是相互相对的一侧。限位凸台124以适当的间距对称设置，这样能给过渡转向塔轮机构提供稳定的支撑，使啮合元件受力更均匀，并且在传动杆122的上下两端对传动齿轮121和驱动齿轮123进行位置限定，保证了齿轮啮合运动的平稳和安全。通过传动杆122和传动齿轮121、驱动齿轮123形成两极齿轮传动，其中可以带自锁功能，确保了更换电动汽车动力电池的控制中精度的准确性，而且通过传动杆122的方式可以提供较大扭矩，解决了动力电池较重的特性导致的更换动力电池的过程中存在不便和安全性的问题。

当开始工作时，电动机11通过电力产生转动，带动驱动轴110上的啮合杆111进行转动，从而带动传动齿轮121转动，进而带动传动杆122及驱动齿轮123产生转动，于是驱动齿条13进行直线运动。通过传动齿轮121、传动杆122和驱动齿轮123，可以为齿条13提供左右两个方向的平滑直线移动，而且在本实施例中，进行相对运动的两根齿条13同时与驱动齿轮123相啮合，驱动齿轮123的转动驱动两根齿条13平行地、相互朝相反方向进行直线移动。

此外，传动装置12的结构可以是灵活多变的，除了本实施例的传动方式之外，还可以采用其他的传动方式，例如使用杠杆、连杆或凸轮的传动装置，使用挠性元件的传动装置，利用气压或液压的传动装置等。对于本方明的技术方案，如果采用了2个电动机，即每个电动机各驱动一个齿条13，则对应于每组电动机和齿条可以直接采用啮合传动方式，即可以省略掉扭矩传动机构，或者直接采用同轴蜗杆传动机构，还可以采用链条传动机构、以及轴承或滑杆传动机构。这些都可以根据具体的要求情况来进行替换及变更。

在本实施例中，每个齿条13的一端与传动装置12的驱动齿轮123相啮合，而另一端与保险装置14和锁紧装置15固定连接。锁紧装置15可构造为插入式异型斜销机构，通过齿条13的伸缩移动带动齿条末端的斜销机构插入与脱离运动，即锁紧与脱开，从而实现车体与动力电池电池箱2的接合与脱离。

如图5所示，图中示出了关于齿条及相应元件的俯视图。从图中可以看出，齿条末端的斜销机构的内侧设置有一保险装置14，在本实施例中保险装置14构成为长条形滑槽型式，其紧贴着斜销内侧151的端面安装，保险装置14远离斜销末端152的一端具有一固定挡板141，挡板141一侧的凹槽内安装有沿齿条平行方向设置的弹性单元(可以为弹簧145或弹性橡胶或记忆金属等弹性元件，弹性元件只要是在插入式异型斜销机构与动力电池电池箱进行固定时为自然状态，且在插入式异型斜销机构与动力电池电池箱进行脱离时为压缩状态，都可以为本实用新型所应用，本实用新型并不以此为限定)，弹簧从挡板的端面一直延伸到斜销内侧151的端面。为了简化，凹槽及其内的弹簧结构没有被具体示出。

该保险装置14利用弹簧的自然弹力来防止斜销机构的脱落。当整个快速夹紧与脱离机构处于未工作状态下时，弹簧145不受力，处于自然延伸状态；一旦系统开始工作，齿条即开始带动斜销机构运动，斜销机构的运动会使弹簧145受到水平方向的力。例如，当齿条13要带动斜销机构进行插入运动，即执行锁紧任务时，如图5中所示，齿条13带动斜销机构朝箭头B所示的方向平移，使斜销机构插入到动力电池电池箱2上的锁紧元件中，完成锁紧，此时斜销机构处于锁紧状态，紧贴着斜销内侧151端面的弹簧145与斜销机构紧密接触，弹簧145的弹力对斜销内侧151端面施加沿箭头B所示方向的挤压力，因此使斜销机构不容易发生移动，从而有效防止了斜销机构的意外脱落。

这仅是保险装置14的一方面作用，另一方面，该保险装置14还能防止由于电动机或其他装置的意外故障带来的可能后果。例如，当齿条13要带动斜销机构进行脱离运动，即执行脱开任务时，如图5中所示，齿条13带动斜销机构朝箭头A所示的方向平移，使斜销机构从动力电池电池箱2上的锁紧元件中脱离，假如在此过程中电动机或其他装置发生故障导致系统运作失灵时，弹簧145由于受到斜销内侧151端面的挤压而产生的反作用弹力会将斜销机构沿箭头B所示的方向重新推入动力电池电池箱2上的锁紧元件内，这样就保证了初始的锁紧状态而不致使动力电池电池箱意外掉落而造成危险，因此能够极大地保证在快速更换电池箱时系统和电池箱的安全。

下面，参照图6，图中示出了可与车体连接装置1耦合的动力电池电池箱2的结构。如图所示，电池箱2构造为板状立方体(可以为平板状立方体，设置有凸起或凹槽结构的板状立方体等也为本实用新型所应用，本实用新型对此不作限定)，其窄边侧部22的中部具有沿着窄边侧部22外周缘方向延伸的片状凸部23，窄边侧部22与片状凸部23共同构成为L型结构，片状凸部23的水平方向的端面上固定有电池箱2的锁紧元件24。该锁紧元件24与车体连接装置1的快速夹紧与脱离机构上的锁紧装置15相对应，正是这二者的紧密耦合才使得快速夹紧与脱离机构能够夹紧电池箱，并将电池箱锁紧固定在车体上，而二者的分离即使得快速夹紧与脱离机构脱开电池箱2，使电池箱2脱离车体，完成更换。

动力电池电池箱2的锁紧元件24可以为多种形式，在本实施例中，锁紧元件24构成为异型斜锲，如图7所示，锁紧元件24构成的异型斜锲与斜销机构的斜销末端152的形状相配合，确保斜销机构的斜销末端152在动力驱动下可以插入异型斜锲，并保证斜销末端152与异型斜锲紧密接合，使得动力电池电池箱2与车体连接装置1耦合，动力电池电池箱2被安装在电动汽车上。其中只要锁紧元件24构成的异型斜锲与斜销机构的斜销末端152的形状可以紧密接合就可以，图7所示形状仅为实例，本实用新型并不以此为限定。

动力电池电池箱2的锁紧元件24可以为多个，其数量与斜销机构的斜销末端152的数量相同。

本实用新型的更换电动汽车动力电池的系统快速更换电动汽车动力电池的具体工作过程：

当电动汽车驶入到预设位置，需要将车上的动力电池拆卸下来，则车体连接装置1的电动机11提供动力，驱动传动装置12工作，带动齿条13进行相对的后退运动，使齿条末端的锁紧装置15的斜销机构与动力电池电池箱2的锁紧元件24进行脱离操作，确保动力电池电池箱2与电动汽车的车体脱离。同时保险装置14中弹簧被压缩，产生的弹力对斜销内侧151端面施加沿图5中箭头B所示方向的挤压力，使斜销机构不容易发生移动，从而有效防止了斜销机构的意外脱落，如果电动机11意外失去动力，则通过保险装置14中弹簧的弹力会将斜销机构沿图5中箭头B所示的方向重新推入动力电池电池箱2上的锁紧元件内，这样就保证了初始的锁紧状态而不致使动力电池电池箱意外掉落而造成危险，因此能够极大地保证在快速更换电池箱时系统和电池箱的安全。

当电动汽车在预设位置需要安装充满电的动力电池，则车体连接装置1的电动机11提供动力，驱动传动装置12工作，带动齿条13进行相对的前进运动，使齿条末端的锁紧装置15的斜销机构与动力电池电池箱2的锁紧元件24进行插入操作，确保动力电池电池箱2安装电动汽车的车体上。同时保险装置14中弹簧恢复到自然状态，其产生的阻力使斜销机构不容易发生移动，从而有效防止了斜销机构的意外脱落，因此能够极大地保证电池箱的安全。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和／或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (4)

1.一种电动汽车动力电池的锁紧装置，其特征在于，包括：所述锁紧装置为长条形结构，所述锁紧装置一端为齿条，另一端为插入式异型斜销机构，锁紧装置的插入式异型斜销机构的斜销末端与动力电池电池箱进行脱离与接合。

2.如权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁紧装置还包括保险装置，保险装置一端连接齿条，保险装置另一端连接插入式异型斜销机构，即保险装置设置在靠近斜销末端侧的齿条末端的插入式异型斜销机构的内侧，所述保险装置为长条形滑槽型式，紧贴着插入式异型斜销机构内侧的端面安装，保险装置远离插入式异型斜销机构末端的一端具有一固定挡板，固定挡板一侧的凹槽内安装有沿齿条平行方向设置的弹性单元，弹性单元从固定挡板的端面一直延伸到插入式异型斜销机构内侧的端面，其中所述弹性单元在插入式异型斜销机构与动力电池电池箱进行接合时为自然状态，所述弹性单元在插入式异型斜销机构与动力电池电池箱进行脱离时为压缩状态。

3.如权利要求1所述的锁紧装置，其特征在于，与所述锁紧装置的插入式异型斜销机构进行脱离与接合的为动力电池电池箱的锁紧元件，该锁紧元件为异型斜锲的结构，插入式异型斜销机构的斜销末端的形状与锁紧元件的异型斜锲结构的形状相配合。

4.如权利要求3所述的锁紧装置，其特征在于，所述锁紧装置的数量与动力电池电池箱的锁紧元件的数量相同。