CN212564006U - 一种适用于新能源电池系统的快换螺栓组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于新能源电池系统的快换螺栓组件。该装置包括快换组件固定衬套，所述快换组件固定衬套与电池箱箱体侧梁的上、下面进行焊接；快换组件固定衬套内部开孔，孔的两侧壁设置有导滑槽，该开孔内部设置螺栓衬套、弹簧、防转卡圈、防脱出垫圈和紧固螺栓，防转卡圈的凸槽放置在快换组件固定衬套的导滑槽内；防转卡圈外侧设置有防脱出垫圈；紧固螺栓从快换组件固定衬套内部开孔的轴心穿过。首先将快换组件固定衬套焊接到电池箱箱体上，然后将螺栓衬套、弹簧、防转卡圈、防脱出垫圈和紧固螺栓装入快换组件固定衬套内部，最后采用定制螺栓安装工具进行锁紧或松脱操作。本实用新型消除了螺栓脱落的风险，提高了安全性和安装的方便性。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源车辆电池系统技术领域，特别是一种适用于新能源电池系统的快换螺栓组件。
背景技术
随着社会的经济发展及人类环保节能意识的逐步提高，新能源车辆也越来越被认可。随着新能源车辆的发展，人们对新能源车辆的续航里程的要求也在提高。为了提高新能源车辆的续航里程，技术人员提出了快充和快换两种解决方案。快充方案是通过提高充电倍率而减少充电时间；快换方案是通过将低电量的电池包更换为一个满电的电池包而实现电能补充。为实现车辆的快换方案，电池包必须满足快换要求，这就需要将紧固连接方式设计为快换紧固的方式，以满足电池包多次拆装的组装可靠性、便利性要求。
目前，汽车动力系统电池箱的与车体的连接主要是通过普通螺栓紧固连接的方式，装配工艺一般为：先装外部动力接插件，然后再将电池箱的与车体连接。现有电池拆装方案存在以下两种问题：
(1)无放松设计，装配后，电池包随车体振动，螺栓的锁紧力逐渐衰减，螺栓松脱造成安全隐患；
(2)拆装螺栓配件与电池包分离，无法采用自动化组装设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种安全性高、一致性强、能够采用自动化组装设备安装的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，包括快换组件固定衬套，所述快换组件固定衬套装配于电池箱体，快换组件固定衬套与电池箱箱体侧梁的上、下面进行焊接；快换组件固定衬套内部开孔，孔的两侧壁设置有导滑槽，该开孔内部设置螺栓衬套、弹簧、防转卡圈、防脱出垫圈和紧固螺栓，所述防转卡圈的凸槽放置在快换组件固定衬套的导滑槽内；所述防转卡圈外侧设置有防脱出垫圈；所述紧固螺栓从快换组件固定衬套内部开孔的轴心穿过。
进一步地，所述防转卡圈底部设置有防转凹槽，外侧壁相对的位置设置两个凸台，防转卡圈装入快换组件固定衬套，两个凸台与快换组件固定衬套的导滑槽匹配，垂直装入快换组件固定衬套。
进一步地，所述紧固螺栓杯头侧面横向设置有防转销，通过防转卡圈限制防转销转动；所述紧固螺栓头部为波纹式，用于螺栓套筒自动对齐。
进一步地，所述防转卡圈采用工程塑料，模具注塑制作，设置有波纹状凹凸槽，与紧固螺栓侧面横向设置的防转销相匹配。
进一步地，所述防转卡圈受到弹簧的作用力，自然向下卡住紧固螺栓侧面横向的定位销柱。
进一步地，所述防脱出垫圈采用工程塑料，模具注塑制作，外圈设有与快换组件固定衬套相匹配的螺纹。
进一步地，所述紧固螺栓采用10.9级别中碳合金钢。
进一步地，所述快换组件固定衬套采用6系铝合金材料，通过CNC数控加工成型。
进一步地，所述螺栓衬套采用7系铝合金材料，根据设计尺寸选用铝管材，然后按尺寸切割为需求长度，再使用车床设备加工外圆和内圆，完成部件加工。
进一步地，所述弹簧采用标准件，根据放置位的空间尺寸、需求的使用寿命、压缩前后的空间尺寸选择相应型号的弹簧，具体如下：
根据空间尺寸的限制，选择满足装配条件的弹簧；
根据产品的使用寿命的需求，计算弹簧的压缩的次数，选择弹簧的疲劳寿命大于产品使用寿命的20％的弹簧；
根据内腔的压缩前后空间尺寸数据，选择压缩前长度大于空间压缩前尺寸+3％×弹簧长度，压缩后弹簧最小长度小于空间压缩后尺寸的弹簧。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：(1)解决了电池箱体快速更换和螺栓紧固后由于振动或外力因素导致的紧固失效问题；(2)通过匹配的工具快速拆卸，当螺栓拆卸后螺栓组件仍然保持在箱体上，二次装配时无需更换新的紧固配件，实现了可靠、快速的安装目的。
附图说明
图1是本实用新型适用于新能源电池系统的快换螺栓组件的外部结构示意图。
图2是本实用新型的内部结构示意图。
图3是本实用新型中快换组件固定衬套与电池箱箱体连接方式示意图。
图4是本实用新型中锁紧操作和松脱操作的结构示意图，其中(a)为锁紧操作的结构示意图，(b)为松脱操作的结构示意图。
具体实施方式
本发明一种适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，包括快换组件固定衬套101，所述快换组件固定衬套101装配于电池箱体，快换组件固定衬套101与电池箱箱体侧梁的上、下面进行焊接；快换组件固定衬套101内部开孔，孔的两侧壁设置有导滑槽107，该开孔内部设置螺栓衬套102、弹簧103、防转卡圈104、防脱出垫圈105和紧固螺栓106，所述防转卡圈104的凸槽放置在快换组件固定衬套101的导滑槽107内；所述防转卡圈104外侧设置有防脱出垫圈105；所述紧固螺栓106从快换组件固定衬套101内部开孔的轴心穿过。
作为一种具体实施例，所述防转卡圈104底部设置有防转凹槽，外侧壁相对的位置设置两个凸台，防转卡圈104装入快换组件固定衬套101，两个凸台与快换组件固定衬套101的导滑槽107匹配，垂直装入快换组件固定衬套101。
作为一种具体实施例，所述紧固螺栓106杯头侧面横向设置有防转销，通过防转卡圈104限制防转销转动；所述紧固螺栓106头部为波纹式，用于螺栓套筒自动对齐。
作为一种具体实施例，所述防转卡圈104采用工程塑料，模具注塑制作，设置有波纹状凹凸槽，与紧固螺栓106侧面横向设置的防转销相匹配。
作为一种具体实施例，所述防转卡圈104受到弹簧103的作用力，自然向下卡住紧固螺栓106侧面横向的定位销柱。
作为一种具体实施例，所述防脱出垫圈105采用工程塑料，模具注塑制作，外圈设有与快换组件固定衬套101相匹配的螺纹。
作为一种具体实施例，所述紧固螺栓106采用10.9级别中碳合金钢。
作为一种具体实施例，所述快换组件固定衬套101采用6系铝合金材料，通过CNC数控加工成型。
作为一种具体实施例，所述螺栓衬套102采用7系铝合金材料，根据设计尺寸选用铝管材，然后按尺寸切割为需求长度，再使用车床设备加工外圆和内圆，完成部件加工。
作为一种具体实施例，所述弹簧103采用标准件，根据放置位的空间尺寸、需求的使用寿命、压缩前后的空间尺寸选择相应型号的弹簧，具体如下：
根据空间尺寸的限制，选择满足装配条件的弹簧；
根据产品的使用寿命的需求，计算弹簧的压缩的次数，选择弹簧的疲劳寿命大于产品使用寿命的20％的弹簧；
根据内腔的压缩前后空间尺寸数据，选择压缩前长度大于空间压缩前尺寸+3％×弹簧长度，压缩后弹簧最小长度小于空间压缩后尺寸的弹簧。
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例
结合图1、图2，本实用新型一种适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，包括快换组件固定衬套101、螺栓衬套102、弹簧103、防转卡圈104、防脱出垫圈105和紧固螺栓106；
所述快换组件固定衬套101与电池箱体进行焊接，内部开孔，两侧设置有导滑槽107，依次设置螺栓衬套102、弹簧103和防转卡圈104，所述防转卡圈104的凸槽放置在快换组件固定衬套101内部导滑槽107内；所述防转卡圈104外侧设置有防脱出垫圈105；所述紧固螺栓106从快换组件固定衬套101轴心穿过。
进一步地，所述快换组件固定衬套101采用6系铝合金材料，采用CNC数控加工成型。
进一步地，所述螺栓衬套102采用7系铝合金材料，根据设计尺寸选用适当尺寸的铝管材，按尺寸切割为需求长度，再使用车床设备加工外圆和内圆，完成部件加工。
进一步地，所述弹簧103采用标准件，根据放置位的空间尺寸、需求的使用寿命、压缩前后的空间尺寸选择相应型号的弹簧，具体如下：
根据空间尺寸的限制，选择满足装配条件的弹簧；
根据产品的使用寿命的需求，计算弹簧的压缩的次数，选择弹簧的疲劳寿命大于产品使用寿命的20％的弹簧；
根据内腔的压缩前后空间尺寸数据，选择压缩前长度大于空间压缩前尺寸+3％*弹簧长度，压缩后弹簧最小长度小于空间压缩后尺寸的弹簧。
进一步地，所述防转卡圈104采用高强度耐磨的工程塑料，模具注塑制作，设计有波纹状凹凸槽，与紧固螺栓106横向设计的防转销相匹配。
进一步地，所述防脱出垫圈105采用高强度耐磨的工程塑料，模具注塑制作，外圈螺纹设计与快换组件固定衬套101相匹配。
进一步地，所述紧固螺栓106采用10.9级别中碳合金钢。
进一步地，所述防转卡圈104一侧设置有防转凹槽，所述紧固螺栓106杯头侧面横向设置有防转销，通过防转卡圈104将防转销限制住，达到防转目的；所述紧固螺栓106头部设计为波纹式，便于螺栓套筒自动对齐，采用特殊工具装拆螺栓。
结合图3、图4(a)～(b)，本实用新型适用于新能源电池系统的快换螺栓组件的安装方法，包括以下步骤：
步骤1、将快换组件固定衬套101装配到电池箱箱体上，快换组件固定衬套101与电池箱箱体侧梁的上、下面进行焊接，如图3所示；
步骤2、将螺栓衬套102、弹簧103、防转卡圈104、防脱出垫圈105和紧固螺栓106装入快换组件固定衬套101内部，具体如下：
步骤2.1、将快换组件固定衬套101与螺栓衬套102焊接；
步骤2.2、将弹簧103装入快换组件固定衬套101；
步骤2.3、将防转卡圈104装入快换组件固定衬套101，其两端的凸起与快换组件固定衬套101的导滑槽107匹配，垂直装入；
步骤2.4、将紧固螺栓106装入快换组件固定衬套101；
步骤2.5、将防脱出垫圈105装入快换组件固定衬套101。
步骤3、采用定制螺栓安装工具，进行锁紧或松脱操作，结合图4，具体如下：
锁紧操作，采用定制螺栓安装工具，螺栓套筒头部附带顶出工装，将顶出工装通过快换组件固定衬套101的导滑槽107进入，首先将防转卡圈104顶高，高度应使得防转卡圈104完全脱离紧固螺栓106上的侧面横向的定位销柱；然后旋转螺栓套筒将紧固螺栓106拧紧；最后，安装工具退出，防转卡圈104由于弹簧103的力作用，自然向下卡住紧固螺栓106上的侧面横向的定位销柱，达到防转目的；
松脱操作，采用定制螺栓安装工具，螺栓套筒头部附带顶出工装，将顶出工装通过快换组件固定衬套101的导滑槽107进入，首先将防转卡圈104顶高，高度应使得防转卡圈104完全脱离紧固螺栓106上的侧面横向的定位销柱；然后螺栓套筒旋转将紧固螺栓106拧出；最后，安装工具退出，防转卡圈104由于弹簧103的力作用，自然向下卡住紧固螺栓106上的侧面横向的定位销柱，底部有防脱出垫圈105将紧固螺栓106承接住；
紧固螺栓106松脱后，并不会脱离箱体，且非装配状态下本实用新型的快换螺栓组件确保紧固螺栓106的高度一致，便于采用自动化安装设备同步进行紧固螺栓106的装配工作，达到快速装拆的目的。
Claims (8)
1.一种适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，包括快换组件固定衬套(101)，所述快换组件固定衬套(101)装配于电池箱体，快换组件固定衬套(101)与电池箱箱体侧梁的上、下面进行焊接；快换组件固定衬套(101)内部开孔，孔的两侧壁设置有导滑槽(107)，该开孔内部设置螺栓衬套(102)、弹簧(103)、防转卡圈(104)、防脱出垫圈(105)和紧固螺栓(106)，所述防转卡圈(104)的凸槽放置在快换组件固定衬套(101)的导滑槽(107)内；所述防转卡圈(104)外侧设置有防脱出垫圈(105)；所述紧固螺栓(106)从快换组件固定衬套(101)内部开孔的轴心穿过。
2.根据权利要求1所述的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，所述防转卡圈(104)底部设置有防转凹槽，外侧壁相对的位置设置两个凸台，防转卡圈(104)装入快换组件固定衬套(101)，两个凸台与快换组件固定衬套(101)的导滑槽(107)匹配，垂直装入快换组件固定衬套(101)。
3.根据权利要求2所述的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，所述紧固螺栓(106)杯头侧面横向设置有防转销，通过防转卡圈(104)限制防转销转动；所述紧固螺栓(106)头部为波纹式，用于螺栓套筒自动对齐。
4.根据权利要求3所述的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，所述防转卡圈(104)采用工程塑料，模具注塑制作，设置有波纹状凹凸槽，与紧固螺栓(106)侧面横向设置的防转销相匹配。
5.根据权利要求3所述的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，所述防转卡圈(104)受到弹簧(103)的作用力，自然向下卡住紧固螺栓(106)侧面横向的定位销柱。
6.根据权利要求3所述的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，所述防脱出垫圈(105)采用工程塑料，模具注塑制作，外圈设有与快换组件固定衬套(101)相匹配的螺纹。
7.根据权利要求4、5或6所述的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，所述紧固螺栓(106)采用10.9级别中碳合金钢。
8.根据权利要求4、5或6所述的适用于新能源电池系统的快换螺栓组件，其特征在于，所述快换组件固定衬套(101)采用6系铝合金材料，通过CNC数控加工成型。
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| CN114810771A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-07-29 | 贵州航太精密制造有限公司 | 一种新型的自回弹不脱落螺钉及使用方法 |
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