CN208559001U - 周向锁止机构、包括其的电池锁定装置、动力电池包及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种周向锁止机构、包括其的电池锁定装置、动力电池包及车辆。该周向锁止机构包括：第一部件，所述第一部件包括第一通孔及环绕所述第一通孔设置的内齿圈，所述内齿圈具有沿内圆周分布的内斜齿；第二部件，所述第二部件包括第二通孔及环绕所述第二通孔设置的外齿圈和拧紧套，所述外齿圈具有沿外圆周分布的外斜齿，所述拧紧套以嵌接的形式固定在所述外齿圈内侧，其中，所述内斜齿适于与所述外斜齿接合。根据本申请周向锁止机构，通过内齿圈与外齿圈上的斜齿配合，改善了第一部件与第二部件在接合过程中的容差程度，且在完成接合后，在径向及周向均能提供足够强度的锁止力，确保二者能够牢固地接合。
Description
技术领域
本申请涉及部件的周向防松与锁止技术领域；具体地说，本申请涉及一种周向锁止机构及应用其的电池锁定装置。
背景技术
现有技术中经常会遇到需要限制两个部件的相对转动的情况。
例如，在螺纹连接中，如何保证连接预紧力的恒定是产业上的一个难题。目前常用的防松结构包括在一个易动螺纹件上提供多齿防松结构或销槽结构等。该结构只能提供有限的锁止定位，利用这些技术，在螺接扭矩达到预定值时，如果在对应的角度处齿或槽不能咬合，则螺纹件仍存在松动的风险，并不能保持恒定的螺接扭矩。例如，目前针对保证恒定扭矩的多齿或销槽螺栓防松结构，由于结构尺寸的限制接合齿数或槽数不能做的足够多，因此就不能很好的保持螺栓扭矩的近似恒定。
在新能源车辆的电池锁定装置中，为了实现动力电池包的快速装拆，需要对电池锁定装置的中心拉杆进行周向定位或锁止。例如，公告号为CN203543623U的中国专利中公开了一种电池锁定装置，其中通过调整件（与中心拉杆成为一体）上的销500与限位件上的槽205实现周向分度锁止定位。在该应用中同样存在销301与槽101的接合位置同销500与槽205的接合位置不一致的情况；为了避免这种情况，现有技术中采用螺纹连接来取代销301与槽101，但仍然具有不能保持近似恒定的螺接扭矩的缺点。
发明内容
本申请的目的在于提供一种紧凑可靠的周向锁止机构。
本申请的又一目的在于提供一种具有可靠锁定性能的电池锁定装置。
本申请的另一目的在于提供一种具有可靠锁定性能的电池锁定装置的动力电池包。
本申请的再一目的在于提供一种具有可靠锁定性能的电池锁定装置的车辆。
为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，提供一种周向锁止机构，其包括：第一部件，所述第一部件包括第一通孔及环绕所述第一通孔设置的内齿圈，所述内齿圈具有沿内圆周分布的内斜齿；第二部件，所述第二部件包括第二通孔及环绕所述第二通孔设置的外齿圈和拧紧套，所述外齿圈具有沿外圆周分布的外斜齿，所述拧紧套以嵌接的形式固定在所述外齿圈内侧，其中，所述内斜齿适于与所述外斜齿接合。
可选地，所述内斜齿及所述外斜齿分别与轴线之间具有大于45°的夹角。
可选地，所述内齿圈及所述外齿圈由工程塑料制成，且/或所述拧紧套由金属制成。
可选地，所述外齿圈与所述拧紧套为一体包覆成型结构。
为实现本申请的目的，根据本申请的又一方面，还提供一种电池锁定装置，其包括：中心拉杆；以及如前述的周向锁止机构；其中，所述第一部件被配置成所述电池锁定装置的调整件，其相对于所述中心拉杆沿周向固定，且能够沿所述中心拉杆的轴向移动；所述第二部件被配置成所述电池锁定装置的限位件。
可选地，所述第二部件的所述第二通孔内侧沿轴向设置多个定位槽，且所述中心拉杆具有花键区段；所述中心拉杆通过所述花键区段与所述定位槽的配合而连接至所述第二部件。
可选地，所述中心拉杆还具有螺纹区段，以及位于所述螺纹区段与所述花键区段之间的法兰面。
可选地，还包括：锁壳，其具有：用于供所述中心拉杆、第一部件及第二部件沿轴向运动的容置空间；以及用于在电池锁定状态下抵靠所述法兰面的止挡面；其中，所述止挡面上还设置供所述螺纹区段穿过的安装通孔。
可选地，所述第一部件在远离所述内齿圈的一端沿周向设置C型缺口，且所述第一部件外周设置螺纹；其中，所述C型缺口用于与拧紧工具配合，且所述螺纹用于与所述锁壳配合。
可选地，还包括：弹性元件，其环绕所述中心拉杆而设置在所述法兰面与所述第二部件之间。
为实现本申请的目的，根据本申请的另一方面，还提供一种用于车辆的动力电池包，其包括：如前所述的电池锁定装置。
为实现本申请的目的，根据本申请的再一方面，还提供一种车辆，其包括：如前所述的电池锁定装置；以及动力电池包；其中，所述动力电池包通过所述电池锁定装置而锁定于所述车辆。
根据本申请周向锁止机构，通过内齿圈与外齿圈上的斜齿配合，改善了第一部件与第二部件在接合过程中的容差程度，且在完成接合后，在径向及周向均能提供足够强度的锁止力，确保二者能够牢固地接合。
附图说明
参照附图，本申请的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本申请的周向锁止机构的一个实施方式的示意性立体图。
图2是根据本申请的电池锁定装置的一个实施方式的示意性分解图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本申请的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。
图1是根据本申请的周向锁止机构的一个实施方式的示意性立体图。图示实施方式中的周向锁止机构100包括第一部件110及第二部件120。其中，第一部件110包括第一通孔111及环绕第一通孔111设置的内齿圈112，内齿圈112具有沿内圆周分布的内斜齿112a；第二部件120包括第二通孔121及环绕第二通孔121设置的外齿圈122和拧紧套123，外齿圈122具有沿外圆周分布的外斜齿122a，拧紧套123以嵌接的形式固定在外齿圈122内侧，其中，内斜齿112a适于与外斜齿122a接合，且由此通过内齿圈112和外齿圈122的接合能够实现第一部件和第二部件的周向锁止。根据本申请周向锁止机构100，通过内齿圈112与外齿圈122上的斜齿配合，改善了第一部件110与第二部件120在接合过程中的容差程度，且在完成接合后，在径向及周向均能提供足够强度的锁止力，确保二者能够牢固地接合。此外，这种嵌接式外齿圈122和拧紧套123能够通过一体成型或分别制造后再嵌接在一起来实现，加工工艺简单并且易于装配。
可以了解，在可选的实施方式中，为了实现功能扩展，在不违背本申请的基本原理的情况下，第一部件110和第二部件120还可以包含附接于前述内齿圈112、外齿圈122和/或拧紧套123的其它部件或结构。
从图1中可以看出，在该实施方式中，内齿圈112可以呈环状，具有沿内圆周分布的内斜齿112a。并且内齿圈112上远离内斜齿112a的一端处可以沿周向分布有C型缺口113。可以了解，内齿圈112的外周面上可以形成有外螺纹114，当内齿圈112通过外螺纹114组装到其它部件上时，可以通过将工具接合在这些C型缺口113而将内齿圈112拧紧到该其它部件上。
从图1中还可以看出，在该实施方式中，外齿圈122具有沿外圆周分布的外斜齿122a，外斜齿122a适于与内斜齿112a的形状配合。具体地，根据图示示例，外齿圈122的外周面可以形成有外凸缘，外斜齿122a位于外凸缘的外周。拧紧套123则置于外凸缘内。可选地，为了保证外齿圈122和拧紧套123之间结合得牢固可靠，外齿圈122与拧紧套123可以为一体包覆成型结构，拧紧套123预埋在外齿圈122内。此外，拧紧套123内侧的第二通孔121内沿轴向还设置多个定位槽121a，例如，12道定位槽。当将其他部件插入第二通孔121时，可以通过这些定位槽121a来实现二者之间的紧密装配。
为改善内齿圈112与外齿圈122之间的接合效果，还可以进一步将其设置成使得内斜齿112a及外斜齿122a分别与轴线之间具有大于45°的夹角。例如，50°或60°。此时二者沿接合水平面具有较大的分力矩，故能够在周向提供足够强度的锁止力。此外，具有前述角度的斜齿将具有更好的适配性及容差程度。在此种布置下，该周向锁止结构能够实现快速锁止和解锁，非常简便快捷。
此外，在可选的实施方式中，内齿圈112及外齿圈122由工程塑料制成。可以了解，对于工程塑料制成的内齿圈112和外齿圈122来说，内斜齿112a及外斜齿122a将更加易于加工，能够加工出尽可能多的齿数以便于达到近似的连续锁止。而拧紧套123则可以由金属材料制成。所属领域的技术人员可以了解，金属材料较工程塑料而言具有更高的刚度，承受力更大，与其它附接部件的接合更加可靠。
结上以上描述可以了解，本申请的周向锁止机构综合了工程塑料容易加工、金属承受力大的优点，同时结构简单、防松效果好且能够保持螺栓扭矩的近似恒定。
图2是根据本申请的电池锁定装置的一个实施方式的示意性分解图。该电池锁定装置200包括中心拉杆210以及如图1所示的周向锁止机构100。其中，第一部件110被配置成电池锁定装置200的调整件，其相对于中心拉杆210沿周向固定，且能够沿中心拉杆210的轴向移动；第二部件120被配置成电池锁定装置200的限位件。
图中所示的中心拉杆210具有花键区段211、螺纹区段213以及位于二者之间的法兰面212。其中，中心拉杆210通过花键区段211与定位槽121a的配合而连接至第二部件120；通过螺纹区段213来实现与电池的紧固；且通过法兰面212来实现定位。
图示的弹性元件230环绕中心拉杆210而设置在法兰面212与第二部件120之间，且还包括支承在第二部件120上的底座231，以用于在中心拉杆210的法兰面212及第二部件120之间提供弹性支承，使得二者在不受外力的情况下保持一定间距。
图示的电池锁定装置200还包括锁壳220。锁壳220具有容置空间221，以用于容纳中心拉杆210、第一部件110及第二部件120，并供这些部件在容置空间221中沿轴向运动。锁壳220具有止挡面222，在电池锁定状态下，中心拉杆210的法兰面212抵靠该止挡面，也即抵达其沿轴向运动的终点。此外，止挡面222上还设置供中心拉杆210的螺纹区段213穿过的安装通孔222a。在中心拉杆沿锁壳220的容置空间221内的轴向运动时，通过将拧紧工具卡入C型缺口113并进行旋拧，使得第一部件110上的螺纹114与容置空间221的内壁配合来实现二者之间的紧固。
在使用中，例如在用该电池锁定装置将动力电池锁定在车辆上时，中心拉杆依次穿过电池包处的安装架（未图示）及车身处的安装架（未图示），并且内齿圈112作为限位件可以固定于电池包的安装架、中心拉杆210的螺纹区段213与车身处安装架上的托板螺接，从而将电池包处的安装架及车身处的安装架通过中心拉杆210进行夹持，实现电池包在车身上的固定。应当知道的是，为了电池包的稳定固定，在车辆上通常会同时使用多个图示的电池锁定装置。
为了实现电池包的快速拆装，电池锁定装置中应用了图1中的周向锁止机构。该周向锁止机构的外齿圈122和拧紧套123的组合件作为电池锁定装置的调整件而内齿圈112作为电池锁定装置的限位件，弹性元件230的弹性力迫使该组合件的外齿圈122的外斜齿122a与内齿圈112的内斜齿112a接触，且经过轻微的角度调整即可实现二者的接合。内齿圈112的外周面上可以设计有外螺纹114（或其它连接特征），通过螺纹连接，内齿圈112可以连接至电池包的安装架。拧紧套123中心的第二通孔121适于与中心拉杆210的花键区段211配合，从而拧紧套123及外齿圈122的组合件相对于中心拉杆保持周向固定，且能够沿中心拉杆的花键区段211的轴向移动。
可以看出，依据图中的电池锁定装置，在解锁时，利用专用工具向上推动即顶升外齿圈122和拧紧套123的组合件使之脱离与内齿圈112的接合，然后旋转该组合件从而旋开螺纹区段213与车身处安装架的螺接，即完成解锁；在锁紧时，利用专用工具向上推动即顶升该组合件脱离与内齿圈112的接合，然后旋转该组合件从而旋紧螺纹区段213与车身处安装架的螺接使螺栓达到规定扭矩，取下专用工具后，弹性元件230将推动该组合件使得其外齿圈122的外斜齿与内齿圈112的内斜齿接触，并在微调后接合，外齿圈122抵接内齿圈112，锁止该组合件相对于中心拉杆的轴向移动和周向转动，完成锁止防松功能。可以看出，该方案加工简单，防松效果好，操作简单快捷。
在如上的锁止操作中，利用专用工具旋紧中心拉杆上的螺纹区段213与车身处安装架的螺接时，通常是以螺接扭矩作为控制指标的。即，当螺接扭矩达到目标值时就停止继续拧紧，并且退出专用工具。利用本申请的电池锁定装置将内齿圈和外齿圈锁紧，由于二者的接合齿的数量很多，与现有技术相比提供了多得多的锁止位置，从而几乎能够在任何周向位置处保证螺接扭矩的恒定。
根据上文描述，所属领域的技术人员可以想到包括这种周向锁止机构或电池锁定装置的动力电池包及车辆。例如，为了方便向车辆上安装动力电池包，可以通过内齿圈将该电池锁定装置固定于动力电池包。另外，在这样的车辆中，动力电池包可以通过前述的电池锁定装置而锁定到车辆的车身。
以上例子主要说明了周向锁止机构、包括其的电池锁定装置、动力电池包及车辆。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (12)
1.一种周向锁止机构，其特征在于，包括：
第一部件，所述第一部件包括第一通孔及环绕所述第一通孔设置的内齿圈，所述内齿圈具有沿内圆周分布的内斜齿；
第二部件，所述第二部件包括第二通孔及环绕所述第二通孔设置的外齿圈和拧紧套，所述外齿圈具有沿外圆周分布的外斜齿，所述拧紧套以嵌接的形式固定在所述外齿圈内侧，其中，所述内斜齿适于与所述外斜齿接合。
2.如权利要求1所述的周向锁止机构，其特征在于，所述内斜齿及所述外斜齿分别与轴线之间具有大于45°的夹角。
3.如权利要求1或2所述的周向锁止机构，其特征在于，所述内齿圈及所述外齿圈由工程塑料制成，且/或所述拧紧套由金属制成。
4.如权利要求3所述的周向锁止机构，其特征在于，所述外齿圈与所述拧紧套为一体包覆成型结构。
5.一种电池锁定装置，其特征在于，包括：中心拉杆；以及如权利要求1至4中任一项所述的周向锁止机构；其中，所述第一部件被配置成所述电池锁定装置的调整件，其相对于所述中心拉杆沿周向固定，且能够沿所述中心拉杆的轴向移动；所述第二部件被配置成所述电池锁定装置的限位件。
6.如权利要求5所述的电池锁定装置，其特征在于：所述第二部件的所述第二通孔内侧沿轴向设置多个定位槽，且所述中心拉杆具有花键区段；所述中心拉杆通过所述花键区段与所述定位槽的配合而连接至所述第二部件。
7.如权利要求6所述的电池锁定装置，其特征在于：所述中心拉杆还具有螺纹区段，以及位于所述螺纹区段与所述花键区段之间的法兰面。
8.如权利要求7所述的电池锁定装置，其特征在于，还包括：锁壳，其具有：用于供所述中心拉杆、第一部件及第二部件沿轴向运动的容置空间；以及用于在电池锁定状态下抵靠所述法兰面的止挡面；其中，所述止挡面上还设置供所述螺纹区段穿过的安装通孔。
9.如权利要求8所述的电池锁定装置，其特征在于，所述第一部件在远离所述内齿圈的一端沿周向设置C型缺口，且所述第一部件外周设置螺纹；其中，所述C型缺口用于与拧紧工具配合，且所述螺纹用于与所述锁壳配合。
10.如权利要求7所述的电池锁定装置，其特征在于，还包括：弹性元件，其环绕所述中心拉杆而设置在所述法兰面与所述第二部件之间。
11.一种用于车辆的动力电池包，其特征在于，包括：如权利要求5至10中任一项所述的电池锁定装置。
12.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求5至10中任一项所述的电池锁定装置；以及动力电池包；其中，所述动力电池包通过所述电池锁定装置而锁定于所述车辆。
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| CN201820811108.2U CN208559001U (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 周向锁止机构、包括其的电池锁定装置、动力电池包及车辆 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112271388A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-26 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种电动汽车换电电池包双向锁止机构 |
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2018
- 2018-05-29 CN CN201820811108.2U patent/CN208559001U/zh active Active
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| CN112271388A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-26 | 力神动力电池系统有限公司 | 一种电动汽车换电电池包双向锁止机构 |
| CN112271388B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-10-24 | 力神（青岛）新能源有限公司 | 一种电动汽车换电电池包双向锁止机构 |
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