CN219749498U - 一种电池锁止机构与电动车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池锁止机构与电动车辆。该电池锁止机构包括：支座、止动爪、棘轮组件和弹性件。支座用于固定在电动车辆的车辆纵梁内板上，棘轮组件与支座转动连接，止动爪与支座转动连接，弹性件的一端与支座连接，弹性件的另一端与止动爪连接。电动车辆的动力电池具有插接部，棘轮组件上有棘轮齿口，棘轮组件转动至棘轮齿口与插接部插接时，止动爪向棘轮组件施加朝向插接部的弹力以限制棘轮组件转动，并通过棘轮齿口固定动力电池。棘轮组件反向转动，以使棘轮齿口与插接部脱离。本申请的电池锁止机构与电动车辆，节省了电动车辆更换电池的时间，提高了换电效率。

Description

一种电池锁止机构与电动车辆

技术领域

本申请涉及电动车辆换电设备领域，尤其涉及一种电池锁止机构与电动车辆。

背景技术

近年来，新能源车辆进入了高速发展的阶段。新能源车辆以动力电池作为动力。新能源车辆可以包括动力电池直充式和动力电池快换式两种。

动力电池快换式的新能源车辆，在新能源车辆的车辆纵梁上预埋焊接螺母，动力电池上设置安装段，安装段上设置有安装孔，螺栓穿过安装孔与螺母通过螺纹连接，以将动力电池固定在车辆纵梁上。

但是，上述固定动力电池在车辆纵梁上的操作比较繁琐，且较为耗时。

实用新型内容

本申请提供一种电池锁止机构与电动车辆，用以解决现有技术电池锁止机构装配动力电池操作繁杂，且较为耗时问题。

本申请提供了一种电池锁止机构，应用于电动车辆上，包括，支座、止动爪、棘轮组件和弹性件。

支座用于固定在电动车辆的车辆纵梁内板上，棘轮组件与支座转动连接，止动爪与支座转动连接，弹性件的一端与支座连接，弹性件的另一端与止动爪连接。

电动车辆的动力电池具有插接部，棘轮组件上有棘轮齿口，棘轮组件转动至棘轮齿口与插接部插接时，止动爪向棘轮组件施加朝向插接部的弹力以限制棘轮组件转动，并通过棘轮齿口固定动力电池。棘轮组件反向转动，以使棘轮齿口与插接部脱离。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电池锁止机构，棘轮组件包括安装轴、安装轮和棘轮，安装轮和棘轮设置在安装轴上，安装轴与支座转动连接。

棘轮齿口位于安装轮的轮面上，止动爪与棘轮的齿啮合。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电池锁止机构，棘轮齿口形状为V形。

插接部与棘轮齿口相匹配。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电池锁止机构，棘轮齿口和插接部中的至少一者与另一者的至少部分接触面为粗糙面。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电池锁止机构，止动爪上具有第一安装臂，支座上具有第二安装臂。

第一安装臂与第二安装臂转动连接。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电池锁止机构，支座上具有两个耳座，棘轮组件位于两个耳座之间，且棘轮组件与两个耳座转动连接。

弹性件的一端与两个耳座的一者连接，第二安装臂位于两个耳座中的一者上。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电池锁止机构，支座朝向棘轮的一面设置有限制块，动力电池上具有限位部。

棘轮齿口与插接部插接时，限制块与限位部抵接。

本申请还提供了一种电动车辆，包括车辆纵梁、动力电池以及上述任一电池锁止机构。

动力电池通过电池锁止机构与车辆纵梁连接。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电动车辆，电池锁止机构绕动力电池的周侧间隔设置。

动力电池具有多个插接部，插接部与电池锁止机构一一对应设置。

在一种可能实现的方式中，本申请提供的电动车辆，车辆纵梁与电池锁止机构的支座固接。

本申请提供的电池锁止机构与电动车辆，电池锁止机构通过设置支座、止动爪、棘轮组件和弹性件，支座与车辆纵梁固接，弹性件通过止动爪对棘轮组件施加朝向所述插接部的弹力以限制棘轮组件转动，棘轮齿口与插接部插接以固定动力电池。对止动爪施加朝向支座的力，使止动爪与棘轮组件分离，受到动力电池重力的作用，棘轮组件反向转动，棘轮齿口与插接部脱离，即可实现动力电池的拆卸。由此实现快速便捷更换动力电池的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的电池锁止机构的结构示意图；

图2为动力电池的结构示意图；

图3为图1中电池锁止机构的侧视结构示意图；

图4为图1中电池锁止机构的使用状态图；

图5为本申请实施例提供的电池锁止机构位置分布图。

附图标记说明：

100-车辆纵梁；

110-车辆纵梁内板；

200-电池锁止机构；

210-支座；

211-限制块；

212-第二安装臂；

213-耳座；

2131-第一耳座；

2132-第二耳座；

220-止动爪；

221-第一安装臂；

230-棘轮组件；

231-安装轴；

232-安装轮；

233-棘轮；

234-棘轮齿口；

240-弹性件；

300-动力电池；

310-插接部；

320-限位部。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

正如背景技术所述，现有技术中采用螺栓将动力电池与车辆纵梁连接。在车身纵梁上预埋螺母，动力电池包上伸出一段带有匹配安装螺栓的孔，通过螺栓将动力电池与车身纵梁连接。由于需要自下而上(例如从动力电池至车身纵梁)拧动螺栓，每次更换和维修动力电池时，都需要先通过举升机将待换电的电动车辆抬升至高工位后，完成螺栓的拆卸后取下动力电池，再将新的动力电池通过螺栓连接固定在车辆纵梁上。

由此可以看出，在换电操作前需要先将电动车辆停靠在相对准确的位置，以便举升机举升电动车辆，操作步骤比较繁杂，且耗时较长，对更换和维修动力电池的场地要求也比较高。

针对上述技术问题，本申请实施例提供一种电池锁止机构与电动车辆，通过棘轮机构代替螺栓连接的方式，简化了更换动力电池的操作步骤，从而缩短了紧固螺栓过程中消耗的时长，同时使操作更加简单便利，提高更换动力电池的效率以及对更换动力电池所需环境的包容性。

下面以具体实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细的说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述：

需要说明的是，本申请实施例提供的电池锁止机构200可应用于各种不同的电动车辆上。

参见图1至图4所示，本申请实施例的电池锁止机构200，应用于电动车辆上，包括：支座210、止动爪220、棘轮组件230和弹性件240。

支座210用于固定在电动车辆的车辆纵梁内板110上，棘轮组件230与支座210转动连接，止动爪220与支座210转动连接，弹性件240的一端与支座210连接，弹性件240的另一端与止动爪220连接。

电动车辆的动力电池300具有插接部310，棘轮组件230上有棘轮齿口234，棘轮组件230转动至棘轮齿口234与插接部310插接时，止动爪220向棘轮组件230施加朝向插接部310的弹力以限制棘轮组件230转动，并通过棘轮齿口234固定动力电池300。棘轮组件230反向转动，以使棘轮齿口234与插接部310脱离。

在安装动力电池300时，动力电池300沿图4中Z方向移动，插接部310与棘轮齿口234接触，随着动力电池300继续移动，插接部310对棘轮齿口234施加沿图1中Z方向的力，棘轮组件230相对于支座210绕图4箭头所示方向旋转。棘轮齿口234与插接部310插接后，动力电池300停止移动，止动爪220与棘轮233的齿相啮合，棘轮组件230停止转动，动力电池300完成安装。

在拆卸动力电池300时，对止动爪220施加图4中X方向的力，使止动爪220与棘轮233分离，将动力电池300沿图1中所示Z方向的反方向移动，插接部310对棘轮齿口234施加图4中Z方向反方向的力，棘轮组件230相对于支座210绕图4箭头所示反方向旋转，棘轮齿口234与动力电池300完全分离后，动力电池300完成拆卸。

本申请实施例的电池锁止机构200，更换动力电池300时无需紧固螺栓，可以节省拧动螺栓的时间。仅需上下移动动力电池300以及横向推动止动爪220即可完成更换，也就无需将电动车辆置于高工位进行拆卸和装配，电动车辆仅需静止在任意水平场地上即可操作，提高了更换动力电池300所需环境的包容性。有利于提高换电站的空间利用率和换电效率，降低换电成本，从而有利于提高换电站的普及度。

此外，本申请实施例的电池锁止机构200包含的零件数量少，具有结构简单且结构强度高的优点，有利于提高动力电池300锁止的稳定性，从而提高电动车辆的使用性能和行驶的安全性。

在一些可实现的方式中，参见图1和图4所示，本申请实施例的棘轮组件230包括安装轴231、安装轮232和棘轮233，安装轮232和棘轮233设置在安装轴231上，安装轴231与支座210转动连接。

棘轮齿口234位于安装轮232的轮面上，止动爪220与棘轮233的齿啮合。

在具体实现时，棘轮齿口234安装在安装轮232上，不会阻碍棘轮233转动，同时安装轮232的尺寸大于棘轮233的尺寸，可以起到保护棘轮233不受损害的作用。

具体的，安装轮232与棘轮233均与安装轴231固接，安装轴231与支座210转动连接，当棘轮齿口234受力发生转动时，安装轮232与棘轮233均随之发生转动。止动爪220与棘轮233的齿啮合后，对棘轮233施加朝向插接部310的力，限制棘轮233仅沿图4中箭头所示方向单方向旋转，由此确保动力电池300锁止的稳定性。

在一些可实现的方式中，参见图1和图2所示，本申请实施例的棘轮齿口234形状为V形。

插接部310与棘轮齿口234相匹配。

在具体实现时，插接部310与棘轮齿口234插接，以实现动力电池300的锁止。V形棘轮齿口234以及与之相匹配的插接部310有结构简单，便于加工的优点，有利于电池锁止机构200的批量生产。此外，V形棘轮齿口234也更易于在转动过程中完成棘轮齿口234与插接部310的插接，使更换动力电池300操作简单，更换速度快，有利于提高换电效率。

在一些可实现的方式中，参见图1和图2所示，本申请实施例的棘轮齿口234和插接部310中的至少一者与另一者的至少部分接触面为粗糙面。

具体的，棘轮齿口234有相对的上平面2341和下平面2342，插接部310有相对的上平面311和下平面312。

在具体实现时，插接部下平面312和棘轮齿口下平面2342为粗糙面。动力电池300锁止后，动力电池300同时受到重力，棘轮齿口234的支持力以及摩擦力的作用，三力平衡，使动力电池300固定在车辆纵梁内板110上，有利于提高动力电池300的锁止的稳定性。

插接部上平面311与棘轮齿口上平面2341可以设置为与插接部下平面312和棘轮齿口下平面2342相同的粗糙面，在装配棘轮齿口234与插接部310时，无需考虑方向问题，使电池锁止机构200的安装更加方便，易于操作。

棘轮齿口下平面2342与插接部下平面312为斜面，因此在弹性件240通过止动爪220施加给棘轮233的力足够大的前提下，要保证插接部310不与棘轮齿口234发生相对滑动，二者之间所需的摩擦因数仅与斜面的倾斜度有关，与动力电池300的质量无关。因此，在生产电池锁止机构200的过程中，设定电池锁止机构200的承重范围时，仅需调整弹性件240的弹力棘轮齿口下平面2342与插接部下平面312之间的摩擦因数保持固定值即可。有利于生产适用于不同型号及质量的动力电池300的电池锁止机构200，且安装动力电池300时无需考虑力矩需求问题，有利于扩大电池锁止机构200的适用范围。

在一些可实现的方式中，参见图1所示，本申请实施例的止动爪220上具有第一安装臂221，支座210上具有第二安装臂212。

第一安装臂221与第二安装臂212转动连接。

在本申请中，第一安装臂221与第二安装臂212为止动爪220与支座210的连接提供了安装空间，便于止动爪220与支座210的转动连接，使止动爪220能够与棘轮233位于同一平面，从而使止动爪220能够更好地与棘轮233的齿啮合。同时，第一安装臂221与第二安装臂212还给止动爪220相对于支座210绕轴转动提供了空间，在拆卸动力电池300时，仅需向图1中所示的X方向推动止动爪220的第一安装臂221以上的部分，即可使止动爪220的第一安装臂221以下的部分与棘轮233的齿分离，使拆卸操作更加简单易行。

在一些可实现的方式中，参见图1、图3和图4所示，本申请实施例的支座210上具有两个耳座213，棘轮组件230位于两个耳座213之间，且棘轮组件230与两个耳座213转动连接。

弹性件240的一端与两个耳座213的一者连接，第二安装臂212位于两个耳座213中的一者上。

具体的，两个耳座213包括第一耳座2131和第二耳座2132。两个耳座213位于棘轮组件230的最外层，可以起到保护棘轮组件230的作用。安装轴231依次穿过第一耳座2131、棘轮233、安装轮232以及第二耳座2132。安装轴231与两个耳座213转动连接，安装轮232、棘轮233与安装轴231固接，使棘轮组件230在受到外力作用时，能够相对于支座210发生旋转。

在具体实现时，弹性件240将止动爪220与支座210连接在一起，在安装动力电池300时，棘轮组件230相对于耳座213转动，棘轮233的齿会依次经过止动爪220，弹性件240使止动爪220在不限制棘轮组件230转动的前提下保持在固定位置不动，即在安装动力电池300时，无需对止动爪220施加额外的力，仅需沿图4中Z方向移动动力电池300即可，简化了电池锁止机构200的操作步骤，更易于操作。动力电池300锁止后，止动爪220依靠弹性件240的弹力，对棘轮233施加朝向插接部310的力，从而限制棘轮组件230相对于支座210发生转动，有利于加强锁止的稳定性。

在拆卸动力电池300时，对止动爪220施加图1中X方向的力，使止动爪220与棘轮233的齿分离，棘轮组件230在动力电池300的重力作用下发生转动，完成拆卸后，停止对止动爪220施加外力，止动爪220受弹性件240的弹力作用，自动回归原位，重新于棘轮233的齿啮合，使棘轮组件230不再继续转动，使棘轮齿口234停留在便于动力电池300安装的位置。

在一些可实现的方式中，参见图1、图2和图4所示，本申请实施例的支座210朝向棘轮233的一面设置有限制块211，动力电池300上具有限位部320。

棘轮齿口234与插接部310插接时，限制块211与限位部320抵接。

在本申请中，限制块211与限位部320相互配合，可以将动力电池300固定在准确位置。当棘轮齿口234与插接部310插接，并保持水平时，动力电池300的锁止最为稳定，动力电池300沿图4中Z方向移动过程中，达到合适高度后，限制块211与限位部320恰好抵接，动力电池300受到阻力，无法继续移动，从而停留在合适的高度，有利于提高动力电池300锁止的稳定性，安装动力电池300时无需观察动力电池300是否已经达到合适的高度，有利于降低安装动力电池300的操作难度。

在具体实现时，安装动力电池300时，通过举升托盘将动力电池300沿图4中Z方向移动，插接部上平面311于棘轮齿口上平面2341接触，插接部310对棘轮齿口234施加图4中Z方向的力，使棘轮组件230沿图4中箭头所示方向旋转，当限位部320于限制块211抵接时，动力电池300停止移动，移去举升托盘，动力电池300安装完成。

拆卸动力电池300时，使举升托盘与动力电池300抵接，对止动爪220的第一安装臂221以上的部分施加图4中X方向的力，使止动爪220与棘轮233的齿分离，向图4中Z方向的反方向移动举升托盘，动力电池300受重力作用向图4中Z方向的反方向移动，当插接部310与棘轮齿口234完全分离时，动力电池300拆卸完成。

在一些可实现方式中，参见图4所示，电动车辆包括车辆纵梁100、动力电池300以及上述任一电池锁止机构200。

动力电池300通过电池锁止机构200与车辆纵梁100连接。

其中，电池锁止机构200的结构和工作方式在上述实施例中进行了详细描述，此处不再一一赘述。

在具体实现时，动力电池插接部310以及限位部320可以与动力电池300一体设置，更换动力电池300时插接部310与限位部320也随之更换。

还可以设置放置动力电池300的容器，在该容器上设置插接部310与限位部。在更换动力电池300时，通过将该容器和动力电池300一起拆卸，将动力电池300从该容器中取出，更换新的动力电池300后，将更换后的动力电池300与该容器一同锁止在电动车辆上。

在本申请中，将电池锁止机构200装配在车辆纵梁内板110上，不会浪费车内的传统储物空间。由于动力电池300自身重量较大，将其安装在电动车辆底部，可以降低电动车辆底盘的重心，有利于提高电动车辆的高速稳定性。此外，还可以有效减轻电动车辆受到碰撞时动力电池300受到的损害。

在一些可实现方式中，参见图5所示，电池锁止机构200绕动力电池300的周侧间隔设置。

动力电池300具有多个插接部310，插接部310与电池锁止机构200一一对应设置。

在具体实现时，电池锁止机构200不仅需要锁定动力电池300，还需要起到支撑动力电池300的作用，而动力电池300的自身重量较大，因此每个电动车辆的车辆纵梁内板110都需安装多个电池锁止机构200，加强锁止的稳定性。

动力电池300的每一侧都需要设置两个以上的电池锁止机构200，在电动车辆发生撞击等意外情况时，即使其中小部分电池锁止机构200发生损坏，也可以保证动力电池300的基本稳定，避免因为一侧电池锁止机构200的损坏造成动力电池脱落，有利于提高电动车辆行驶的稳定性。

在一些可实现方式中，参见图4所示，车辆纵梁100与电池锁止机构的支座210固接。

具体的，支座210通过螺栓、铆钉等固定件与车辆纵梁内板110固接。可以在电动车辆纵梁内板110上预埋焊接螺母，支座210上伸出一段带有匹配安装螺栓的孔，通过螺栓将电池锁止机构200与车辆纵梁内板110固接。

在安装或拆卸动力电池300时，保持支座210固定不动，用举升托盘托举动力电池300，通过动力电池300与电池锁止机构200之间的相互作用力，即可实现动力电池300的装卸。支座210与车辆纵梁100采用固接的方式，可以提高动力电池300锁止的稳定性。在电池锁止机构200没有损坏的情况下无需对其进行拆卸，有利于提高使用的便捷性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者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申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例或者暗示所指的装置或者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申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。

可以理解的是，在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种电池锁止机构，应用于电动车辆上，其特征在于，包括，支座、止动爪、棘轮组件和弹性件；

所述支座用于固定在所述电动车辆的车辆纵梁内板上，所述棘轮组件与所述支座转动连接，所述止动爪与所述支座转动连接，所述弹性件的一端与所述支座连接，所述弹性件的另一端与所述止动爪连接；

所述电动车辆的动力电池具有插接部，所述棘轮组件上有棘轮齿口，所述棘轮组件转动至所述棘轮齿口与所述插接部插接时，所述止动爪向所述棘轮组件施加朝向所述插接部的弹力以限制所述棘轮组件转动，并通过所述棘轮齿口固定所述动力电池；所述棘轮组件反向转动，以使所述棘轮齿口与所述插接部脱离。

2.根据权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述棘轮组件包括安装轴、安装轮和棘轮，所述安装轮和所述棘轮设置在所述安装轴上，所述安装轴与所述支座转动连接；

所述棘轮齿口位于所述安装轮的轮面上，所述止动爪与所述棘轮的齿啮合。

3.根据权利要求2所述的电池锁止机构，其特征在于，所述棘轮齿口形状为V形；

所述插接部与所述棘轮齿口相匹配。

4.根据权利要求1所述的电池锁止机构，其特征在于，所述棘轮齿口和所述插接部中的至少一者与另一者的至少部分接触面为粗糙面。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电池锁止机构，其特征在于，所述止动爪上具有第一安装臂，所述支座上具有第二安装臂；

所述第一安装臂与所述第二安装臂转动连接。

6.根据权利要求5所述的电池锁止机构，其特征在于，所述支座上具有两个耳座，所述棘轮组件位于两个耳座之间，且所述棘轮组件与所述两个耳座转动连接；

所述弹性件的一端与两个所述耳座的一者连接，所述第二安装臂位于两个所述耳座中的一者上。

7.根据权利要求1至4任一项所述的电池锁止机构，其特征在于，所述支座朝向所述棘轮的一面设置有限制块，所述动力电池上具有限位部；

所述棘轮齿口与所述插接部插接时，所述限制块与所述限位部抵接。

8.一种电动车辆，其特征在于，包括车辆纵梁、动力电池以及多个权利要求1至7任一项所述的电池锁止机构；

所述动力电池通过所述电池锁止机构与所述车辆纵梁连接。

9.根据权利要求8所述的电动车辆，其特征在于，所述电池锁止机构绕所述动力电池的周侧间隔设置；

所述动力电池具有多个插接部，所述插接部与所述电池锁止机构一一对应设置。

10.根据权利要求8所述的电动车辆，其特征在于，所述车辆纵梁与所述电池锁止机构的支座固接。