CN219801171U - 一种齿驱动式电池锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿驱动式电池锁，属于电动汽车换电技术领域，包括基体，其内部设置有容纳腔；锁孔，其设置在所述基体上且与所述容纳腔连通；锁舌，其可通过所述锁孔进出所述容纳腔；锁芯，其活动设置在所述容纳腔内，锁芯的一侧面设置有轮齿；从动齿轮，其转动连接在所述容纳腔内且其与所述轮齿外啮合；齿条，其活动设置在所述容纳腔内且与所述从动齿轮外啮合；导向机构，其用于限制所述锁芯的运动轨迹；当齿条向所述锁舌的方向移动时，从动齿轮转动带动锁芯沿所述运动轨迹偏转，锁芯的一端与所述锁舌分离，二者解锁；当齿条向远离所述锁舌的方向移动时，二者锁定。本实用新型能够提高新能源汽车动力电池的换电速度。

Description

一种齿驱动式电池锁

技术领域

本实用新型涉及电动汽车换电技术领域，具体地说，涉及一种齿驱动式电池锁。

背景技术

目前，在汽车制造领域，各个厂商都在寻找一种可以替代燃油的节能环保方案，以适应日益紧张的能源问题。在汽车上使用电池替代燃油是一种节能且环保的方案，然而电池续航能力和充电时间过长，一直是干扰这种方案推广的主要问题。采用电池快换技术，一方面可以替代燃油，节能环保，另一方面也可解决充电时间过长的问题。

电池快换技术通常是通过电池锁机构来实现电池包与汽车车身之间的快速更换，目前的电池锁机构的上、下锁主要以X、Y向上的动作进行上、下锁，或者也有的电池锁机构通过螺栓固定的方式进行上、下锁，这两种电池锁机构的换电形式上、下锁动作过程复杂且耗时间较长。基于此，如何实现新能源汽车动力电池快速换电是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

1.实用新型所要解决的技术问题

针对现有技术中电池锁机构存在换电效率不高的问题，本实用新型提供一种齿驱动式电池锁，能够提高新能源汽车动力电池的换电速度。

2.技术方案

为了实现上述目的，本实用新型提供一种齿驱动式电池锁，包括基体，其内部设置有容纳腔；锁孔，其设置在所述基体上且与所述容纳腔连通；锁舌，其可通过所述锁孔进出所述容纳腔；锁芯，其活动设置在所述容纳腔内，锁芯的一侧面设置有轮齿；从动齿轮，其转动连接在所述容纳腔内且其与所述轮齿外啮合；齿条，其活动设置在所述容纳腔内且与所述从动齿轮外啮合；导向机构，其用于限制所述锁芯的运动轨迹；当齿条向所述锁舌的方向移动时，从动齿轮转动带动锁芯沿所述运动轨迹偏转，锁芯的一端与所述锁舌分离，二者解锁；当齿条向远离所述锁舌的方向移动时，从动齿轮转动带动锁芯沿所述运动轨迹偏转，锁芯的一端与所述锁舌卡合，二者锁定。

进一步的，所述锁舌包括夹杆部和球头部，所述球头部的球径大于所述夹杆部的杆径。

进一步的，所述锁芯包括弧形板和夹片，所述轮齿设置在弧形板的内侧弧面；所述夹片设置在弧形板靠近锁舌的一端，所述夹片与锁舌的接触面的形状与所述夹杆部的外形相匹配。

进一步的，所述导向机构包括导向槽和导向块，所述导向槽为弧形通槽并沿所述弧形板的弧长方向开设；所述导向块为圆柱体并设置在所述容纳腔内，所述导向块的外侧面与所述导向槽的槽面贴合。

进一步的，所述导向块为弧形块，导向块两侧的弧形面与所述导向槽的槽面相贴合。

进一步的，所述导向机构为弧形导向板，导向板的内侧弧面与弧形板的外侧弧面相贴合。

进一步的，所述齿条的两侧均设置有齿结构，所述从动齿轮设置有两个且分别位于所述齿条的两侧，所述锁芯对应设置有两个。

进一步的，所述锁芯的端部为销结构，所述锁舌的端部设置有孔结构，二者卡合锁定。

进一步的，所述锁舌的端部为销结构，所述锁芯的端部为孔结构，二者卡合锁定。

进一步的，所述锁芯设置有两个，两个锁芯的孔结构与所述锁舌的销结构的两端卡合锁定，销结构与孔结构间隙配合。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种齿驱动式电池锁，通过齿条的移动带动从动齿轮转动，进而使锁芯在导向机构的导向作用下发生偏转并与锁舌卡合或分离，从而完成锁舌与锁芯的锁定或解锁。当电池锁Z向布置时，基体只需通过Z向移动然后操纵齿条移动即可完成锁芯与锁舌的上锁或下锁，省去了X向和Y向的动作，上、下锁动作简单，汽车换电速度快。

(2)本实用新型的一种齿驱动式电池锁，锁芯的夹片和锁舌的夹杆部相互匹配能够增加锁芯和锁舌的夹持稳固性。锁舌的球头部的球径更大能够在夹片与夹杆部夹紧的时候，使两个夹片在电池包重力的作用下与球头部压紧，进一步增加锁定的稳定性。

(3)本实用新型的一种齿驱动式电池锁，导向机构采用导向槽和导向块的设计，二者为锁芯的偏转提供运动轨迹，使锁芯与锁舌完成锁定。当导向块采用弧形块的时候，导向块与导向槽的接触为面接触，相对于圆柱体的导向块，能够进一步增加锁芯的偏转稳定性。当导向机构采用弧形导向板时，导向板的内侧弧面和弧形板的外侧弧面贴合，也同样能够起到对锁芯导向的作用，增加导向机构的结构设计的多样性。

(4)本实用新型的一种齿驱动式电池锁，齿条的两侧均设置有齿结构，相应的，在齿条的两侧均设置有从动齿轮，进而可以实现两个锁芯与锁舌卡合锁定，进一步提高二者锁定的结构稳定性。解锁的时候，两个锁芯可以在一根齿条的驱动下向外侧打开，提高解锁效率。

(5)本实用新型的一种齿驱动式电池锁，锁舌和锁芯的端部可以互为销结构、孔结构，增加锁舌和锁芯结构设计的灵活性。当锁舌的端部设计为销结构时，两个锁芯的孔结构与锁舌的销结构的两端卡合锁定，进一步增加锁定的稳定性。销结构和孔结构间隙配合，能够在销结构和孔结构卡合时留有间隙，便于二者脱锁。

附图说明

在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。

图1是本实用新型实施例1的外部结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的俯视结构示意图；

图3是图2中沿A-A的剖视结构示意图；

图4是本实用新型实施例1中锁芯的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、基体；101、锁孔；2、锁舌；201、夹杆部；202、球头部；3、锁芯；301、弧形板；302、夹片；4、从动齿轮；5、齿条；6、导向槽；7、导向块。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”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。术语“X向”、“Y向”和“Z向”和空间直角坐标系的横轴、纵轴和竖轴对应。“X向”表示水平面中的横向，“Y向”表示水平面中的纵向，“Z向”表示垂直水平面的竖向。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。

实施例1

参照图1-图4，本实施例提供一种齿驱动式电池锁，包括基体1，整体为壳状结构，安装在电池包端，其内部设置有容纳腔。基体1上开设有锁孔101，锁孔101与容纳腔连通。锁舌2固定在车端，锁舌2能够通过锁孔101进出容纳腔。在容纳腔内活动设置有锁芯3，锁芯3的一侧设置有轮齿。在容纳腔内设置有从动齿轮4，从动齿轮4转动连接在容纳腔内，从动齿轮4的轴心即为其旋转中心，从动齿轮4与锁芯3的轮齿外啮合。在基体1相对锁孔101的一侧还设置有齿条5，齿条5能够在基体1内移动，齿条5与从动齿轮4外啮合。在容纳腔内还设置有导向机构，导向机构用于限制锁芯3的运动轨迹，保证锁芯3在齿条5、从动齿轮4的驱动下发生偏转。当齿条5向锁舌2的方向移动时，从动齿轮4转动带动锁芯3沿运动轨迹偏转，锁芯3的一端与锁舌2分离，二者解锁。当齿条5向远离锁舌2的方向移动时，从动齿轮4转动带动锁芯3沿运动轨迹偏转，锁芯3的一端与锁舌2卡合，二者锁定。当电池锁Z向布置时，基体1只需通过Z向移动然后操纵齿条5移动即可完成锁芯3与锁舌2的上锁或下锁，省去了X向和Y向的动作，上、下锁动作简单，节约换电时间，提高换电效率。

本实施例中，如图2和图3所示，锁舌2包括夹杆部201和球头部202，球头部202的球径大于夹杆部201的杆径。锁芯3包括弧形板301和夹片302，轮齿设置在弧形板301的内侧弧面。夹片302设置在弧形板301靠近锁舌2的一端，夹片302与锁舌2的接触面的形状与夹杆部201的外形相匹配。夹片302整体设计为弧形结构，夹片302能够很好地与锁舌2的外侧面结合，提高锁芯3和锁舌2夹持的稳固性。同时，由于锁舌2的球头部202具有相对更大的球径，能够在夹片302与夹杆部201夹紧的时候，使两个夹片302在电池包重力的作用下压紧球头部202，进一步增加锁定的稳定性。

本实施例中，如图3和图4所示，导向机构包括导向槽6和导向块7，导向槽6为弧形通槽并沿弧形板301的弧长方向开设。导向块7为圆柱体并设置在容纳腔内，导向块7的外侧面与导向槽6的槽面贴合。导向槽6设计成和弧形板301相适应的弧形通槽，并且导向块7为圆柱体，因此在齿条5和从动齿轮4的驱动下，弧形板301可以沿着导向槽6发生偏转，使得夹片302和锁舌2的夹杆部201夹紧或分离。

更进一步的，导向块7可以设计成弧形块，导向块7两侧的弧形面与导向槽6的槽面相贴合。此时，导向块7与导向槽6的接触为面接触，相对于圆柱体，弧形块结构能够增加导向块7与导向槽6的接触面积，能够进一步增加锁芯3的偏转稳定性。

本实施例中，参照图3，齿条5的两侧均设置有齿结构，相应的，从动齿轮4设置有两个且分别位于齿条5的两侧，锁芯3对应设置有两个。此时，齿条5的移动可以同时带动两个从动齿轮4转动，进而实现两个锁芯3同步偏转。解锁的时候，则两个锁芯3可以同时向外侧打开，提高解锁效率。在上锁的时候，两个锁芯3也可以同时向锁舌2的位置靠近并将锁舌2夹紧，提高上锁效率。

实施例2

与第一个实施例不同的是，导向机构为弧形导向板，导向板的内侧弧面与弧形板301的外侧弧面相贴合。此时，导向板的内侧弧面和弧形板301的外侧弧面接触，相对于第一个实施例的导向机构，导向板和弧形板301的接触面积更大，可以使锁芯3具有更好地稳定性。

实施例3

与第一个实施例不同的是，锁芯3的端部为销结构，锁舌2的端部设置有孔结构，二者卡合锁定。需要说明的是，销结构和孔结构是间隙配合，能够在销机构和孔结构卡合时留有间隙，便于二者脱锁。

实施例4

与第一个实施例和第三个实施例相比，不同点在于，锁舌2的端部为销结构，锁芯3的端部为孔结构，二者卡合锁定。同样的，销结构和孔结构也采取间隙配合的关系，便于脱锁。

更进一步的，锁芯3设置有两个，两个锁芯3的孔结构与锁舌2的销结构的两端卡合锁定，两个锁芯3的孔结构能够增加和销结构的锁合点，进一步提高锁定的稳定性。

上锁过程：有轨车辆举升包端的基体1向车端的锁舌2靠近，当锁芯3的夹片302到达锁舌2的夹杆部201的位置时，然后将齿条5向远离锁舌2的方向移动，齿条5带动两侧的从动齿轮4转动，从动齿轮4转动将锁芯3向靠近锁舌2的方向偏转，夹片302将夹杆部201夹紧。然后有轨车辆撤走，在电池包重力的作用下，夹片302压紧球头部202，夹片302的顶部与基体1之间产生间隙，完成上锁。

下锁过程：有轨车辆举升包端的基体1，夹片302的顶部向间隙处移动，使夹片302与球头部202之间放松，然后将驱动齿条5向锁舌2的方向移动，齿条5带动两侧的从动齿轮4转动，从动齿轮4转动将锁芯3向远离锁舌2的方向偏转，夹片302向外侧打开，打开的间距超过球头部202的球径，有轨车辆继续向下将电池包与汽车端脱锁。

需要说明的是，此处以第一个实施例为例来说明下本实用新型的上锁和下锁过程，其他实施例的过程大致相同，不再赘述。此外，电池锁的基体1是Z向布置的，有轨车辆只需带动电池包在Z向上下移动即可完成上、下锁动作，十分方便快捷。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种齿驱动式电池锁，其特征在于，包括

基体(1)，其内部设置有容纳腔；

锁孔(101)，其设置在所述基体(1)上且与所述容纳腔连通；

锁舌(2)，其可通过所述锁孔(101)进出所述容纳腔；

锁芯(3)，其活动设置在所述容纳腔内，锁芯(3)的一侧面设置有轮齿；

从动齿轮(4)，其转动连接在所述容纳腔内且其与所述轮齿外啮合；

齿条(5)，其活动设置在所述容纳腔内且与所述从动齿轮(4)外啮合；

导向机构，其用于限制所述锁芯(3)的运动轨迹；

当齿条(5)向所述锁舌(2)的方向移动时，从动齿轮(4)转动带动锁芯(3)沿所述运动轨迹偏转，锁芯(3)的一端与所述锁舌(2)分离，二者解锁；

当齿条(5)向远离所述锁舌(2)的方向移动时，从动齿轮(4)转动带动锁芯(3)沿所述运动轨迹偏转，锁芯(3)的一端与所述锁舌(2)卡合，二者锁定。

2.根据权利要求1所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述锁舌(2)包括夹杆部(201)和球头部(202)，所述球头部(202)的球径大于所述夹杆部(201)的杆径。

3.根据权利要求2所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述锁芯(3)包括弧形板(301)和夹片(302)，所述轮齿设置在弧形板(301)的内侧弧面；所述夹片(302)设置在弧形板(301)靠近锁舌(2)的一端，所述夹片(302)与锁舌(2)的接触面的形状与所述夹杆部(201)的外形相匹配。

4.根据权利要求3所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述导向机构包括导向槽(6)和导向块(7)，所述导向槽(6)为弧形通槽并沿所述弧形板(301)的弧长方向开设；所述导向块(7)为圆柱体并设置在所述容纳腔内，所述导向块(7)的外侧面与所述导向槽(6)的槽面贴合。

5.根据权利要求4所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述导向块(7)为弧形块，导向块(7)两侧的弧形面与所述导向槽(6)的槽面相贴合。

6.根据权利要求3所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述导向机构为弧形导向板，导向板的内侧弧面与弧形板(301)的外侧弧面相贴合。

7.根据权利要求5所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述齿条(5)的两侧均设置有齿结构，所述从动齿轮(4)设置有两个且分别位于所述齿条(5)的两侧，所述锁芯(3)对应设置有两个。

8.根据权利要求1所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述锁芯(3)的端部为销结构，所述锁舌(2)的端部设置有孔结构，二者卡合锁定。

9.根据权利要求1所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述锁舌(2)的端部为销结构，所述锁芯(3)的端部为孔结构，二者卡合锁定。

10.根据权利要求9所述的一种齿驱动式电池锁，其特征在于，所述锁芯(3)设置有两个，两个锁芯(3)的孔结构与所述锁舌(2)的销结构的两端卡合锁定，销结构与孔结构间隙配合。