CN213262021U - 快换结构、设置快换结构的汽车和匹配快换结构的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种快换结构、设置快换结构的汽车及匹配快换结构的电池，涉及车辆技术领域。旨在实现动力电池的快速安装和拆卸。快换结构包括：锁止机构、紧固机构和单摆活动机构；所述紧固机构固定连接在汽车底部，所述锁止机构滑动连接于所述紧固机构下方；所述锁止机构具有凹槽和用于嵌套电池包的固定接头的卡槽，并且所述凹槽与所述卡槽连通；所述单摆活动机构的第一端部连接所述紧固机构，所述单摆活动机构的第二端部配合连接所述凹槽，所述单摆活动机构的第三端部位于所述凹槽和所述卡槽的连通处，以使所述第三端部和所述卡槽形成固定所述固定接头的限位结构。

Description

快换结构、设置快换结构的汽车和匹配快换结构的电池

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种快换结构、设置快换结构的汽车及匹配快换结构的电池。

背景技术

随着我国政府对新能源汽车产业的发展大力扶持，各类新能源车型不断推出。纯电动汽车采用动力电池作为动力满足电动汽车的使用，在纯电动汽车中，动力电池是核心的储能元件，电池的容积、工作效率直接影响到整车的行驶里程。

由于动力电池能量密度、电量等限制，电动汽车单次充电的续航里程较短，单次充电的时间较长，而充电桩基建、充电车位等问题造成动力电池充电困难的问题，影响电动汽车的驾驶体验。

目前动力电池采用边梁固定，更换电池时，需要安装或拆除边梁的所有固定螺栓，过程复杂。同时待安装或者拆卸下来的边梁暂用维修厂的场地，且边梁较重，需要1到2人协助一起拆卸，造成维修人力成本浪费。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提出一种快换结构、设置快换结构的汽车及匹配快换结构的电池，用以实现动力电池的快速安装和拆卸，解决了电动汽车充电等待时间过长的问题，进而提高电动汽车的驾驶体验。

第一方面，本实用新型提供了一种快换结构，该快换结构适于快速安装和拆卸动力电池包。包括：锁止机构、紧固机构和单摆活动机构；所述紧固机构固定连接在汽车底部，所述锁止机构滑动连接于所述紧固机构下方；所述锁止机构具有凹槽和用于嵌套电池包的固定接头的卡槽，并且所述凹槽与所述卡槽连通；所述单摆活动机构的第一端部连接所述紧固机构，所述单摆活动机构的第二端部配合连接所述凹槽，所述单摆活动机构的第三端部位于所述凹槽和所述卡槽的连通处，以使所述第三端部和所述卡槽形成固定所述固定接头的限位结构。安装电池时，抬起单摆活动机构，锁止机构相对紧固机构滑动，电池包的固定接头滑入卡槽内，单摆活动机构因重力下落，卡住嵌套进卡槽的固定接头，以使电池包通过固定接头固定完成快速安装；拆卸电池时，推动单摆活动机构，锁止机构相对紧固机构滑动，电池包的固定接头滑出，完成电池包的快速拆卸。

在一个具体的实施方式中，所述卡槽包括平行端和竖直端；所述平行端的右端与快换结构本体连接形成封闭结构；所述竖直端的下端向下开口；所述平行端的左端与所述竖直端的上端连接，形成L型卡槽。其中，平行端用于放置嵌套进卡槽的电池包的固定接头，以通过电池包的固定接头支撑并固定电池包；竖直端用于提供将电池包的固定接头嵌套进卡槽的通道。

在一个具体的实施方式中，所述凹槽和所述卡槽的连通处位于所述平行端和竖直端的连接处。由于单摆活动机构的第三端部位于凹槽和卡槽的连通处，单摆活动机构的第三端部正位于L型卡槽的拐角处，即电池包的固定接头滑入卡槽的平行端的入口，位于卡槽的平行端的入口的第三端部更能实现对电池包固定接头的限制作用。

在一个具体的实施方式中，所述竖直端为梯形。在安装电池包时，梯形的竖直端不会阻碍固定接头的上滑，使通过固定接头抬起单摆活动机构更加轻松；拆卸电池时，梯形的竖直端不会阻碍固定接头的下滑，使通过固定接头推动单摆活动机构更加轻松，提高了电池包更换的效率。

在一个具体的实施方式中，所述锁止机构上开设有定位销孔；所述单摆活动机构的第二端部开设有第一螺孔；所述定位销孔与所述凹槽的底部连通，并且与所述第一螺孔匹配。通过该定位销孔，可固定单摆活动机构，使限位结构更加稳固，进而固定电池包。

在一个具体的实施方式中，所述锁止机构上开设有电池包固定孔；所述电池包固定孔位于所述卡槽的平行端的下方。通过该电池包固定孔用于进一步将电池包固定在锁止机构。

在一个具体的实施方式中，所述紧固机构侧面焊接所述汽车底部的纵梁的侧面；所述锁止机构通过插入螺栓的电池包固定孔，固定在所述汽车底部的纵梁的侧面。固定在纵梁侧面的锁止机构，能够太高电池包的离地距离。

在一个具体的实施方式中，所述紧固机构内部设置旋转轴承；所述单摆活动机构的第一端部开设有第二螺孔；所述第二螺孔配合连接所述旋转轴承。通过将旋转轴承插入第二螺孔，使第二螺孔配合连接旋转轴承，可以使单摆活动机构绕旋转轴承转动，进而以单摆活动机构的运动带动锁止机构和紧固机构的相对滑动。

在一个具体的实施方式中，单摆活动机构具有第一曲面和第二曲面；所述第一曲面与所述固定接头匹配；所述第一曲面和第二曲面的两端具有凸起部。其中，第一曲面用于限制单摆活动机构的纵向移动范围，第一曲面还用于进一步卡死固定接头；第二曲面用于限制单摆活动机构的横向移动范围。

第二方面，本实用新型还提供了一种设置快换结构的汽车，该设置快换结构的汽车底部的纵梁分别焊接了三个上述任意一种快换结构。汽车底部左侧纵梁和右侧纵梁分别焊接三个快换结构，一共六个快换结构。六个快换结构用于分别固定位于电池包两侧面的六个固定接头，通过将固定接头推入快换结构，以及将快换结构的固定接头推出的方式，实现动力电池的快速更换。

第三方面，本实用新型还提供了一种匹配快换结构的电池，匹配快换结构的电池具有固定接头；固定接头匹配上述任意一种快换结构中用于固定电池包的卡槽。快换结构的电池通过将固定接头嵌套进卡槽，能够快速实现电池整体的安装。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的快换结构的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的单摆活动机构的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的快换结构的安装位置示意图；

图4是基于本实用新型实施例的快换结构安装电池包的示意图。

附图标记：快换结构-1；锁止机构-11；凹槽-111；卡槽112；平行端-1121；竖直端-1122；定位销孔-113；电池包固定孔114；紧固机构12；旋转轴承-121；单摆活动机构-13；第一端部-131；第二螺孔-1311；第二端部-132；第一螺孔 -1321；第三端部-133；第一曲面-134；第二曲面-135；纵梁-2；电池包3；固定接头-31。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。实用新型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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1至图3描述本实用新型实施例的快换结构1，图1是根据本实用新型实施例的快换结构的结构示意图。图2是根据本实用新型实施例的单摆活动机构的结构示意图。图3是根据本实用新型实施例的快换结构的安装位置示意图。

如图1所示，快换结构1包括：锁止机构11、紧固机构12和单摆活动机构13；

下面分别对紧固机构12、锁止机构11和单摆活动机构13进行详细的叙述。

紧固机构12：如图3所示，所述紧固机构12固定连接在汽车底部，具体地，紧固机构12的侧面焊接在汽车底部的纵梁2的侧面；

车架是汽车中最重要的承载部件。车架包括两根纵梁和几根横梁，两根纵梁相对设置，横梁夹设在两根纵梁之间，因此纵梁在汽车上起到重要的承载作用。

紧固机构12焊接在纵梁内侧，即紧固机构12焊接在一根纵梁相对另一根纵梁的一侧。

紧固机构12为长条形，紧固机构12的宽与锁止机构11的宽相同。如图1和图3所示的位置关系，紧固机构12位于锁止机构11的上方，单摆活动机构13位于紧固机构12和锁止机构11之间，作为连接紧固机构12和锁止机构11的部件。

紧固机构12内部设置旋转轴承121，用于旋转轴承121用于连接单摆活动机构13。

紧固机构12下方的锁止机构11与紧固机构12滑动连接，具体可以在锁止机构11的上表面和紧固机构12的下表秒设置滑轨，实现二者的滑动连接。

锁止机构11：如图3所示，锁止机构11也位于纵梁2的测面。所述锁止机11构具有凹槽111和用于嵌套电池包3的固定接头31的卡槽112。并且所述凹槽111与所述卡槽112连通。

本实用新型所述的电池包3是指为电动汽车提供动力的动力电池包。

同时，锁止机构11上开设有定位销孔113和电池包固定孔114。定位销孔113的位置与凹槽111的底部在同一位置，此位置也是连接在紧固机构12 的旋转轴承121的单摆活动机构13因重力作用复位时，单摆活动机构13的第二端部132所在的位置。

所述电池包固定孔114位于所述卡槽112的平行端1121的下方。电池包固定孔114的位置与定位销孔113的位置相对，保证电池包固定孔114和定位销孔113都插入螺栓后，锁止机构11能够均匀受力。

卡槽112包括平行端1121和竖直端1122；平行端1121和竖直端1122 连接，形成L型的卡槽112。所述平行端1121的左端与所述竖直端1122的上端连接，形成L型卡槽112。

所述平行端1121的右端与快换结构本体连接形成封闭结构；该封闭结构用于放置电池包3的固定接头31，通过卡槽112对固定接头31的支撑，设置在左侧纵梁的三个快换结构，和设置在右侧纵梁的三个快换结构，共同固定电池包3。

所述竖直端1122的下端向下开口；所述竖直端1122为梯形。向下开口的呈梯形结构的竖直端1122，利于固定接头31滑入卡槽112的平行端1121，或利于固定接头31滑出卡槽112的平行端1121。

单摆活动机构13：如图1和图2所示，单摆活动机构13呈L型，包括第一端部131、第二端部132和第三端部133。第二端部132开设有第一螺孔1321，第一端部131开设有第二螺孔1311。当单摆活动机构13因重力作用复位时，第三端部133位于凹槽111和卡槽112的连通处。

单摆活动机构13的第一端部131和第三端部133之间为不规则的曲面设置，第二端部132和第三端部133之间也为不规则的曲面设置。单摆活动机构13具有第一曲面134和第二曲面135，并且，第一曲面和第二曲面的两端都具有凸起部。

仍然参考图1至图3，叙述紧固机构12、锁止机构11和单摆活动机构 13的连接方式，以及基于连接方式的工作原理。

所述单摆活动机构13的第一端部131连接所述紧固机构12，具体地，所述第二螺孔1311配合连接所述旋转轴承121，所述单摆活动机构13的第二端部1321配合连接所述凹槽111。

所述单摆活动机构13的第三端部133位于所述凹槽111和所述卡槽112 的连通处，以使所述第三端部133和所述卡槽111形成固定所述固定接头31 的限位结构。

限位结构是指能够限制嵌套进卡槽111的固定接头31不会随意滑出或滑进卡槽111的结构。

紧固机构12的旋转轴承121的尺寸与单摆活动机构13的第一端部131 的第二螺孔1311尺寸相当，旋转轴承121能够恰好插入第二螺孔1311，并且单摆活动机构13能够以第二螺孔1311与旋转轴承121的连接处为支点，绕旋转轴承121转动。

同时，锁止机构11的凹槽111的尺寸与单摆活动机构13的第二端部132 的尺寸相当，以使第二端部132恰好能够在凹槽111内部左右移动或者上下移动，或者斜向上方移动等，并且第二端部132并不能再凹槽111内部实现其他运动，例如翻转等。

通过将单摆活动机构13的第一端部131和第二端部132，分别连接滑动连接的紧固机构12和锁止机构11，以及由于锁止机构11的凹槽111的尺寸与单摆活动机构13的第二端部132的尺寸相当，再将凹槽111和卡槽112 的连通处设置在位于平行端1121和竖直1122端的连接处，使单摆活动机构 13的第三端部133在自然状态时，位于锁止机构11的凹槽111与卡槽112 的连通处，在L型卡槽112的拐角处形成限位结构，而在锁止机构11的推动单摆活动机构13，则能使锁止机构11与紧固机构12产生相对滑动，进而将第三端部133带离凹槽111与卡槽112的连通处，取消L型卡槽112的拐角处的限位结构。正是基于本实用新型的上述连接结构和工作原理，能够实现电池包的快速拆卸和安装。

以下通过安装电池包和拆卸电池包的实现步骤，进一步说明本实用新型提供的易于电池包的快速拆卸和安装的效果。

参考图4，图4是基于本实用新型实施例的快换结构安装电池包的示意图。安装电池包3时，将电池包3的固定接头31对准锁止机构11的卡槽112 的竖直端1122。电池包3的固定接头31为悬臂结构，向上抬起电池包3，单摆活动机构13的第三端部133受到向上的力，通过单摆活动机构13传递力矩，使紧固机构12与锁止机构11产生相对滑动，第三端部133离开L型卡槽112的拐角处，固定接头31滑入卡槽112的平行端1121。

固定接头31滑入平行端1121后，第三端部133不再受到向上的力，第三端部133因重力复位，单摆活动机构13的第二端部132落到凹槽111的底部，同时定位销孔113与凹槽112的底部连通，并且与所述第一螺孔1321 匹配，将螺栓依次插入定位销孔113和第一螺孔1321，固定单摆活动机构 13，锁住嵌套进卡槽112的平行端1121的固定接头。另一方面，所述第一曲面134与所述固定接头31匹配，即通过第一曲面134能够卡死固定接头 31，使固定于快换结构1的电池包3更加稳固。

所述锁止机构11通过插入螺栓的电池包固定孔114，固定在所述汽车底部的纵梁2的侧面。固定接头31滑入平行端1121后，将螺栓通过电池包插入电池包固定孔114，将锁止机构11固定在纵梁侧面。由于电池包3通过快换结构固定于纵梁的侧面，相较于现有的电池安装方式，即先将电池包放置于箱体内，再通过固定框架将箱体固定在纵梁下方的方式，本实用新型实施例太高了电池的离地高度，使电动汽车能够适于形势在更加陡峭的地面，提高电动汽车的驾驶体验。

拆卸电池包3时，先拆卸电池包固定孔114和定位销孔113的螺栓，再将电池包3向右推，即可将电池包3的固定接头31推出卡槽112的平行端 1121，固定接头31滑出平行端1121后，自梯形的竖直端1122滑出锁止机构11，方便快捷。

在上述拆卸电池包3的过程中，由于卡槽112能够对电池包起支撑作用，在拆卸电池包固定孔114和定位销孔113的螺栓时，相较于现有的电池安装方式，拆卸电池时，需要对横梁螺栓预紧和预松，否则电池会有脱落的风险。基于本实用新型的快换结构，拆卸电池包时不用人工支撑电池包，也不需要对横梁螺栓预紧和预松节省了人力。同时，基于本实用新型的快换结构1，拆卸电池包时只用拆卸两个螺栓，相较于基于现有的电池安装方式，拆卸电池时，需拆卸固定在纵梁下方的固定框架的所有固定螺栓，一般电动汽车至少也需要拆卸20个螺栓，更加方便和快捷。

根据本实用新型另一方面实施例的设置快换结构的汽车，该汽车底部的左侧纵梁和右侧纵梁分别焊接上述实施例中描述的快换结构1。对于汽车的其他结构为本领域技术人员熟知，此处对该设置快换结构的汽车的其他构造不作详细说明。

根据本实用新型另一方面实施例的匹配快换结构的电池，该电池具有固定接头31；所述固定接头31匹配上述实施例中描述的快换结构1的卡槽112。即该电池的固定接头31能够嵌套进上述实施例中的快换结构1的卡槽中，进而通过快换结构1固定于汽车底部。对于电池的其他结构为本领域技术人员熟知，此处对该匹配快换结构的电池的其他构造不作详细说明。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种快换结构，其特征在于，所述快换结构(1)包括：锁止机构(11)、紧固机构(12)和单摆活动机构(13)；

所述紧固机构(12)固定连接在汽车底部，所述锁止机构(11)滑动连接于所述紧固机构(12)下方；

所述锁止机构(11)具有凹槽(111)和用于嵌套电池包的固定接头的卡槽(112)，并且所述凹槽(111)与所述卡槽(112)连通；

所述单摆活动机构(13)的第一端部(131)连接所述紧固机构(12)，所述单摆活动机构(13)的第二端部(132)配合连接所述凹槽(111)，所述单摆活动机构(13)的第三端部(133)位于所述凹槽(111)和所述卡槽(112)的连通处，以使所述第三端部(133)和所述卡槽(112)形成固定所述固定接头(31)的限位结构。

2.根据权利要求1所述的快换结构，其特征在于，所述卡槽(112)包括平行端(1121)和竖直端(1122)；

所述平行端(1121)的右端与快换结构本体连接形成封闭结构；

所述竖直端(1122)的下端向下开口；

所述平行端(1121)的左端与所述竖直端(1122)的上端连接，形成L型卡槽(112)。

3.根据权利要求2所述的快换结构，其特征在于，所述凹槽(111)和所述卡槽(112)的连通处位于所述平行端(1121)和竖直端(1122)的连接处。

4.根据权利要求2所述的快换结构，其特征在于，所述竖直端(1122)为梯形。

5.根据权利要求1所述的快换结构，其特征在于，所述锁止机构(11)上开设有定位销孔(113)；所述单摆活动机构(13)的第二端部(132)开设有第一螺孔(1321)；

所述定位销孔(113)与所述凹槽(111)的底部连通，并且与所述第一螺孔(1321)匹配。

6.根据权利要求2所述的快换结构，其特征在于，所述锁止机构(11)上开设有电池包固定孔(114)；

所述电池包固定孔(114)位于所述卡槽(112)的平行端(1121)的下方。

7.根据权利要求6所述的快换结构，其特征在于，所述紧固机构(12)侧面焊接所述汽车底部的纵梁(2)的侧面；

所述锁止机构(11)通过插入螺栓的电池包固定孔(114)，固定在所述汽车底部的纵梁(2)的侧面。

8.根据权利要求1所述的快换结构，其特征在于，所述紧固机构(12)内部设置旋转轴承(121)；所述单摆活动机构(13)的第一端部(131)开设有第二螺孔(1311)；

所述第二螺孔(1311)配合连接所述旋转轴承(121)。

9.根据权利要求1所述的快换结构，其特征在于，所述单摆活动机构(13)具有第一曲面(134)和第二曲面(135)；

所述第一曲面(134)与所述固定接头(31)匹配；

所述第一曲面(134)和所述第二曲面(135)的两端具有凸起部。

10.一种设置快换结构的汽车，其特征在于，所述设置快换结构的汽车底部的纵梁(2)分别焊接三个如权利要求1-9任一所述的快换结构(1)。

11.一种匹配快换结构的电池，其特征在于，所述匹配快换结构的电池具有固定接头(31)；所述固定接头(31)匹配如权利要求1-9任一所述的快换结构(1)中用于固定电池包的卡槽(112)。

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