CN220009438U - 一种车用电池包锁止装置及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车用电池包锁止装置及电动汽车。电池包锁止装置包括第一锁合机构和第二锁合机构，第一锁合机构和第二锁合机构两者之一设于电动汽车的车身、两者之另一设于电池包；第一锁合机构包括第一锁合件，第二锁合机构包括第二锁合件，第二锁合件具有驱动斜面，驱动斜面用于在第一锁合件的抵接作用下带动第二锁合件伸缩以在与第一锁合件锁合的锁止位置及与第一锁合件脱离的解锁位置之间切换。电动汽车包括车身及通过所述锁止装置可拆卸地安装于车身的电池包。本申请中用于实现第一锁合件和第二锁合件的锁合或解锁的第二锁合件的伸缩运动由两者相对移动的过程中通过第一锁合件和所述驱动斜面的配合带动实现，功耗少，换电效率高。

Description

一种车用电池包锁止装置及电动汽车

技术领域

本申请属于电动汽车技术领域，具体涉及一种车用电池包锁止装置及电动汽车。

背景技术

在日常生活中，汽车已经越来越多，而众多燃油车的使用不仅加重了一些不可再生资源的使用，尾气排放还污染了环境。面对传统能源日益供需失衡、全球气候变暖的严峻形势下，电动汽车作为一种新能源交通工具应运而生，电动汽车因噪声低、能源利用率高、无移动废气排放等优势，成为各国重点支持的战略性新兴产业之一。随着电动汽车进入市场，续航里程成为阻碍其发展的重要影响因素。借鉴传统汽车利用加油实现续航的方式，对于电动汽车而言，为亏电的电池包进行充电，或者直接对亏电的电池包进行拆卸以更换满电的电池包，成为增加电动汽车续航里程的重点研发方向。

现有的电池包和车身之间的锁止装置大多通过半固定螺栓紧固方式、棘轮卡扣方式及连杆滑块方式等多种方式实现。而不论是何种固定方式，在换装电池包的过程中，用于实现电池包和车身锁止的动态锁合部件均由相应的动力驱动部件带动，使其能够在锁止位置和解锁位置之间移动切换，即用于实现电池包和车身锁止的动态锁合部件的移动需要配备相应的动力源才可实现，导致锁止机构复杂、锁止解锁效率低。

发明内容

本申请提供了一种车用电池包锁止装置及电动汽车，以解决锁止机构复杂、锁止效率低的问题。

本申请所采用的技术方案为：

一种车用电池包锁止装置，包括第一锁合机构和第二锁合机构，所述第一锁合机构和所述第二锁合机构两者之一设于电动汽车的车身、两者之另一设于电池包；所述第一锁合机构包括第一锁合件，所述第二锁合机构包括第二锁合件，所述第二锁合件具有驱动斜面，所述驱动斜面用于在所述第一锁合件的抵接作用下带动所述第二锁合件伸缩以在与所述第一锁合件锁合的锁止位置及与所述第一锁合件脱离的解锁位置之间切换。

本申请中用于实现第一锁合件和第二锁合件的锁合或解锁的第二锁合件的伸缩运动由两者相对移动的过程中通过第一锁合件和驱动斜面的配合带动实现，即无需为第二锁合件的伸缩运动专门配备相应的动力单元，不仅减少了功耗，而且省却了因需要设置相应的动力单元所造成的对安装空间和移动空间的需求，简化了电池包或车身的结构设计，降低了制造成本和改装成本，提升了商业应用价值。

此外，本申请中第二锁合件的伸缩运动与电池包换装时电池包的移动在时间顺序上至少部分同步，从而大幅提升了换电效率，缩减了用户的等待时长，提升了用户的换电体验。

本申请中的所述车用电池包锁止装置还包括下述附加技术特征：

所述第二锁合件包括驱动块和锁杆，所述驱动块设于锁杆的一端，所述锁杆的另一端活动连接于电池包上，所述驱动斜面位于所述驱动块朝向所述第一锁合件的一侧。

本技术方案中第二锁合件的结构组成简单且紧凑，驱动块与锁杆的协同配合，驱动块实现与第一锁合件的锁止功效，锁杆实现驱动块与电池包的连接定位以及动态配合，驱动斜面位于驱动块面向第一锁合件的一侧以使驱动斜面能够在与第一锁合件的抵接作用下移动以带动驱动块连同锁杆做伸缩运动，并最终实现与第一锁合件的锁合或解锁，整个配合过程顺畅、自然，有助于提升锁止效率和解锁效率，从而有助于提升换电效率。

所述锁杆的另一端滑动连接于所述电池包的安装板，第二锁合机构还包括位于所述驱动块和所述安装板之间的复位件，所述复位件套设于锁杆上，用于使第二锁合件沿伸出方向复位至锁止位置。

常态下，即设于第二锁合件的驱动斜面未与第一锁合件抵接的情况下，第二锁合件处于伸出状态，在电池包移动至能够与电动汽车的车身进行安装的预设安装位置的过程中，第二锁合件的驱动斜面会触碰到第一锁合件而在换电车辆与电池包的相对移动过程中通过第一锁合件和驱动斜面的配合带动第二锁合件收缩，电池包和换电车辆继续相对移动的过程中，当第二锁合件处在能够与设于第一锁合件锁止的位置相对时，因复位件的存在，第二锁合件能够在复位件的作用下伸出并与第一锁合件锁合，实现第二锁合件与第一锁合件的锁止。作为优选，复位件为诸如弹簧等具有弹性的机械零件，通过复位件的弹性性能驱动第二锁合件由解锁位置向锁止位置的移动，实现了非动力性驱动，简化了第二锁合机构的结构设计，也降低了第二锁合机构对于安装空间和作业空间的需求，有助于第二锁合机构整体的小型化。

所述锁杆的另一端设有止挡部，所述止挡部与所述安装板止挡配合以限制所述锁杆沿伸出方向脱离所述安装板。

通过止挡部和安装板的止挡配合能够限制在第二锁合件处于锁止位置时第二锁合件沿锁止方向的移动，从而可以避免在电动汽车运行工况下尤其是颠簸或快速转弯的车况下，因振动或离心力等使第二锁合件从安装板脱出或者第二锁合件沿锁止方向移动而对第一锁合件造成瞬时撞击，既保证了第二锁合件的安装位置，又延长了第二锁合件和第一锁合件的使用寿命，降低了维修概率。

所述第一锁合件设有与所述第二锁合件适配的锁孔，在所述锁止位置，所述驱动块的至少部分区域伸入所述锁孔。

本技术方案通过锁孔与第二锁合件的配合实现第一锁合件和第二锁合件的锁合或解锁，结构设计简单，制造成本较低，可靠性强，而且仅通过第二锁合件的伸缩移动即可实现与第一锁合件的锁合或解锁，使锁止和解锁操作方便快捷，有助于提升换电效率，缩短用户的等待时长。

所述驱动块设有用于与所述锁孔的内壁抵靠的第一止挡面和/或第二止挡面，所述第一止挡面和/或所述第二止挡面与所述锁孔的内壁之间为平面接触。

通过设置第一止挡面实现驱动块与第一锁合件的止挡配合，保证了换电车辆运行过程中电池包不会发生向下的移位，从而确保了电池包的安装位置，避免了因移位而对电池包与换电车辆的车身的电连接处发生机械碰撞损伤等，既保证了换电车辆运行的可靠性和稳定性，又延长了电池包与车身的电连接件的使用寿命。此外，第一止挡面与第一锁合件的用于构成锁孔的内壁之间为平面接触，从而减小了电池包的重力对第一锁合件或第二锁合件所产生的力矩，延长了第一锁合件或第二锁合件的使用寿命。

通过设置第二止挡面实现驱动块与第一锁合件的止挡配合，保证了换电车辆运行过程中电池包不会发生向上的移位，从而确保了电池包的安装位置，避免了因移位而对电池包与车身的电连接处发生机械碰撞损伤等，既保证了换电车辆运行的可靠性和稳定性，又延长了电池包与车身的电连接件的使用寿命。此外，在锁止位置，驱动斜面与第一锁合件的用于构成锁孔的内壁抵靠，使得在需要对电池包进行拆卸时，移动电池包使第一锁合件和第二锁合件发生相对移动时，第一锁合件能够通过驱动斜面驱动第二锁合件回缩，以使第二锁合件实现由锁止位置向解锁位置的切换，从而实现电池包拆卸过程中，第二锁合件的无动力源性驱动，减少了用于驱动第二锁合件回缩的驱动单元的设置，简化了结构，降低了成本。

所述第二锁合件和所述安装板之间设有导向机构，用于引导所述第二锁合件在所述安装板上仅沿轴向伸缩运动。

通过设置导向机构以对第二锁合件的伸缩运动实现引导，避免第二锁合件偏离预设移动路径，保证了第二锁合件伸缩运动的顺畅性，从而确保了第二锁合件在锁止位置和解锁位置切换的顺畅性，进而保证了电池包换装操作的顺利进行，有助于提升电池包的装拆效率，提高换电效率，缩短用户等待时长，提升用户体验。

所述导向机构包括导向槽和导向凸筋，所述第二锁合件和所述安装板两者之一设有导向槽、两者之另一设有与所述导向槽适配的导向凸筋，所述第二锁合件通过所述导向凸筋和所述导向槽的配合实现伸缩移动的导向。

通过在第二锁合件与安装板设置相互配合的导向槽和导向凸筋，能够为第二锁合件的伸缩运动提供导向，提升第二锁合件运动平稳性，保证了第二锁合件位置切换的顺畅性，从而保证了换电过程的顺利进行。

所述锁止装置还包括用于将所述第二锁合件保持在所述解锁位置的位姿保持单元，所述位姿保持单元包括限位件和驱动件，所述限位件具有与所述第二锁合件适配的锁止部，所述驱动件用于驱动所述限位件移动以使所述限位件具有将所述第二锁合件锁止在所述解锁位置的第一位置及与所述第二锁合件解锁的第二位置。

通过设置位姿保持单元可以将第二锁合件锁止在所述解锁位置，以在换电时电池包由预设安装位置向换电位置移动的过程中，避免第二锁合件回复至与第一锁合件锁合的位置，而阻碍电池包的拆卸，从而可以确保了换电过程的顺利进行。

本申请还公开了一种电动汽车，包括车身和电池包，还包括如上所述的车用电池包锁止装置，所述电池包通过所述车用电池包锁止装置可拆卸地安装于所述车身。

由于采用上述结构，能够提升电动汽车的换电效率，减少用户的等待时长，愉悦用户体验。且在满足电动汽车使用的情况下，本申请中的锁止装置结构简单轻巧、操作方便、成本低廉、电池包锁止稳定可靠、空间利用率高，有利于电动汽车快速换电的推广使用。而且，本申请中第二锁合件在锁止位置和解锁位置的切换，是通过电池包与换电车辆的相对移动以及两者相对移动的过程中通过第一锁合件和设于第二锁合件的驱动斜面配合带动第二锁合件伸缩实现的，即本申请中第二锁合件本身的伸缩运动是非动力性驱动方式，从而减少了电池包换电过程中的功耗，而且电池包的移动与第二锁合件的伸缩在时序上至少部分重合，从而大幅提升了换电效率，缩短了用户的等待时长，愉悦了用户体验。且第二锁合件伸缩运动的非动力性驱动，降低了第二锁合机构对于安装空间和作业空间的需求。

所述电池包包括至少两块沿所述第二锁合件的伸缩方向并排布置的安装板，所述第二锁合件依次穿设于所述安装板。

通过设置至少两块安装板，能够通过多块安装板实现对第二锁合件的安装定位，相较于仅使用一块安装板安装第一锁合件的技术方案而言，本技术方案可以分散受力，避免安装板与第二锁合件的配合位置处出现应力集中的现象，从而降低了因应力集中而导致安装板和/或第二锁合件发生变形或断裂的概率，延长了安装板和第二锁合件的使用寿命。

所述电池包还包括连接相邻两块所述安装板的连接板，所述连接板沿所述第二锁合件的排布方向设置有多个。

通过使用连接板连接相邻两块安装板，进一步提升了安装板的结构强度，从而提升了安装板的承载能力，降低了安装板发生形变的概率，保证了电池包装配至换电车辆后，电池包与车身的相对位置精度，从而既保证了电池包与车身的电连接口的对位，延长电连接件的使用寿命，又保证了换电车辆运行的稳定性和可靠性。

所述电池包沿第一方向移动以与车身锁合或解锁，所述第二锁合件沿与所述第一方向垂直的第二方向伸缩以在所述锁止位置和所述解锁位置切换，在所述锁止位置，所述第二锁合件与所述第一锁合件止挡配合。

相较于现有技术中，在对电池包进行换电时，需要对电池包进行两个方向甚至多于两个方向的换装方式而言，本申请中的电池包在被运输至与车身对应的换电位置之后，只需沿第一方向移动即可到达与车身进行锁合或解锁的预设安装位置，避免了多向移动所带来的高功耗、动力驱动和传动装置复杂的问题且降低了换装过程中电池包换向对于车身上与电池包对应的安装空间及换向过程中的运动空间的需求，从而减少了对车身的改装要求，进而降低了应用本申请中的锁止装置对电池包进行换装的商业化难度。从另一个角度来说，本申请中电池包在到达换电位置后，只需沿所述第一方向移动即可到达预设安装位置，可以大幅提升换电效率，减少换电车主的等待时长，提升用户体验度。

而用于实现第二锁合件在锁止位置和解锁位置之间的位置切换的移动方向为与第一方向垂直的第二方向，从而使得第二锁合件的伸缩运动与电池包在换装时的移动动作互不干涉，确保了第二锁合件运动的可靠性和平稳性，从而保证了换装过程的顺利进行。

所述电池包或所述车身沿与所述第一方向垂直的第三方向间隔设置有若干个所述第二锁合件。

通过设置多个第二锁合件实现在锁止位置处第二锁合件对于电池包的承载，可以分散受力，避免在第一锁合件和第二锁合件的配合处出现应力集中的现象，从而能够避免因局部应力过大而导致第一锁合件和/或第二锁合件超过其允许的应力值而发生断裂的现象，既延长了第一锁合件和第二锁合件的使用寿命，又保证了电池包锁止到位后锁止的可靠性和稳定性。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的有益效果为：

1.本申请中用于实现第一锁合件和第二锁合件的锁合或解锁的第二锁合件的伸缩运动由两者相对移动的过程中通过第一锁合件和所述驱动斜面的配合带动实现，即无需为第二锁合件的伸缩运动专门配备相应的动力单元，不仅减少了功耗，而且省却了因需要设置相应的动力单元所造成的对安装空间和移动空间的需求，简化了电池包或车身的结构设计，降低了制造成本和改装成本，提升了商业应用价值。

2.本申请中第二锁合件的伸缩运动与电池包换装时电池包的移动在时间顺序上至少部分同步，从而大幅提升了换电效率，缩减了用户的等待时长，提升了用户的换电体验。

3.作为本申请的一种优选实施方式，对电动汽车的电池包进行换装时，在将电池包运输至与车身对应的换电位置之后，只需沿第一方向移动电池包即可使电池包到达与车身进行锁合或解锁的预设安装位置，避免了多向移动所带来的高功耗、动力驱动和传动装置复杂的问题且降低了换装过程中电池包换向对于车身上与电池包对应的安装空间及换向过程中的运动空间的需求，从而减少了对车身的改装要求，进而降低了应用本申请中的锁止装置对电池包进行换装的商业化难度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请中一种实施方式下换电车辆的部分结构示意图；

图2为本申请中一种实施方式下换电车辆的车身与电池包的爆炸图；

图3为本申请一种实施方式下电池包的结构示意图；

图4为本申请一种实施方式下第二锁合机构的部分结构的立体图一；

图5为本申请一种实施方式下第二锁合机构的部分结构的侧视图；

图6为本申请一种实施方式下第二锁合机构的部分结构的立体图二；

图7为本申请一种实施方式下第二锁合机构的部分结构的俯视图；

图8为图7的A部放大图。

其中，

1.车身、11.锁孔、12.第一锁合件；

2.电池包、21.驱动块、211.驱动部、2111.驱动斜面、2112.第二止挡面、212.底座、2121.第一止挡面、213.导向槽、22.止挡部、23.复位件、241.安装板、242.连接板、25.锁杆；

3.限位件、31.锁止部。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及各实施例中的特征可以相互结合。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请中，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，还可以是通信；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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。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申请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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1至图8所示，一种车用电池包锁止装置，包括第一锁合机构和第二锁合机构，第一锁合机构和第二锁合机构两者之一设于电动汽车的车身1、两者之另一设于电池包2；第一锁合机构包括第一锁合件12，第二锁合机构包括第二锁合件，第二锁合件具有驱动斜面2111，驱动斜面2111用于在第一锁合件12的抵接作用下带动第二锁合件伸缩以在与第一锁合件12锁合的锁止位置及与第一锁合件12脱离的解锁位置之前切换。

本申请中的第二锁合件在常态(即第二锁合件的驱动斜面2111未承受外力以促使第二锁合件伸缩的状态)下处在伸出的状态，当第二锁合件的驱动斜面2111受到外力作用且该外力能够通过驱动斜面2111驱动第二锁合件移动的时，第二锁合件能够回缩。

在本实施例中，第一锁合机构设于换电车辆的车身1，第二锁合机构设于电池包2，在电池包2的换装过程中，第二锁合件随电池包2的移动而移动，当第二锁合件移动过程中其驱动斜面2111触碰到第一锁合件12时，第一锁合件12通过带动驱动斜面2111移动以带动第二锁合件回缩，当第二锁合件运动至能够与第一锁合件12进行锁止的位置时，第二锁合件伸出以与第一锁合件12锁止。在另一个实施方式中，第一锁合机构设于电池包2，第二锁合机构设于电动汽车的车身1，在电池包2换装的过程中，第一锁合件12随电池包2的移动而移动，当第一锁合件12移动过程中触碰到第二锁合件的驱动斜面2111时，第一锁合件12通过带动驱动斜面2111移动以带动第二锁合件回缩，当第一锁合件12运动至能够与第二锁合件进行锁止的位置时，第二锁合件伸出以与第一锁合件12锁止。

因此，本申请中用于实现第一锁合件12和第二锁合件的锁合或解锁的第二锁合件的伸缩运动由两者相对移动的过程中通过第一锁合件12和驱动斜面2111的配合带动实现，即无需为第二锁合件的伸缩运动专门配备相应的动力单元，不仅减少了功耗，而且省却了因需要设置相应的动力单元所造成的对安装空间和移动空间的需求，简化了电池包2或车身1的结构设计，降低了制造成本和改装成本，提升了商业应用价值。

此外，本申请中第二锁合件的伸缩运动与电池包2换装时电池包2的移动在时间顺序上至少部分同步，从而大幅提升了换电效率，缩减了用户的等待时长，提升了用户的换电体验。

本申请对于将电池包2移动至与车身1能够进行锁合或解锁时的移动过程不做限定，其包括但不限于下述的实施方式一、实施方式二或实施方式三。

实施方式一：在安装电池包2时，电池包2先沿第一方向运动至第一目标位置，再沿与第一方向垂直的第二方向移动至第二目标位置，第二目标位置为能够与车身1进行锁合的预设安装位置；在拆卸电池包2时，先将电池包2与车身1进行解锁，然后沿第二方向移动电池包2至第一目标位置，再沿第一方向移动电池包2至能够将电池包2自换电车辆的车身1上取下的换电位置。在本实施方式一中，电池包2在第一目标位置和第二目标位置之间的位置切换中，第一锁合件12与第二锁合件的驱动斜面2111配合实现对第二锁合件的位置切换。

实施方式二：在安装电池包2时，电池包2先沿第一方向运动至第一目标位置，再沿与第一方向垂直的第二方向移动至第二目标位置，然后沿分别与第一方向和第二方向垂直的第三方向将电池包2移动至第三目标位置，第三目标位置为能够与车身1进行锁合的预设安装位置；在拆卸电池包2时，先将电池包2与车身1进行解锁，然后沿第三方向移动电池包2至第二目标位置，之后沿第二方向移动电池包2至第一目标位置，再沿第一方向移动电池包2至能够将电池包2自换电车辆的车身1上取下的换电位置。在本实施方式二以中，电池包2在第二目标位置和第三目标位置之间的位置切换中，第一锁合件12与第二锁合件的驱动斜面2111配合实现对第二锁合件的位置切换。

实施方式三：电池包2沿第一方向移动以与车身1锁合或解锁，第二锁合件沿与第一方向垂直的第二方向伸缩以在锁止位置和解锁位置切换，在锁止位置，第二锁合件与第一锁合件12止挡配合。在本实施方式三中，电池包2沿第一方向移动的过程中，第一锁合件12与第二锁合件的驱动斜面2111配合实现对第二锁合件的位置切换。其中，第一方向为沿竖直向上方向。

相较于上述实施方式一和实施方式二，利用本实施方式三对电池包2进行换电时，需要对电池包2进行两个方向甚至多于两个方向的换装方式而言，本实施方式三中的电池包2在被运输至与车身1对应的换电位置之后，只需沿第一方向移动即可到达与车身1进行锁合或解锁的预设安装位置，避免了多向移动所带来的高功耗、动力驱动和传动装置复杂的问题且降低了换装过程中电池包2换向对于车身1上与电池包2对应的安装空间及换向过程中的运动空间的需求，从而减少了对车身1的改装要求，进而降低了应用本申请中的锁止装置对电池包2进行换装的商业化难度。从另一个角度来说，采用本实施方式三中的技术方案，将电池包2在到达换电位置后，只需沿第一方向移动即可到达预设安装位置，可以大幅提升换电效率，减少换电车主的等待时长，提升用户体验度。

此外，实施方式三中用于实现第二锁合件在锁止位置和解锁位置之间的位置切换的移动方向为与第一方向垂直的第二方向，从而使得第二锁合件的伸缩运动与电池包2在换装时的移动动作互不干涉，确保了第二锁合件运动的可靠性和平稳性，从而保证了换装过程的顺利进行。

本实施例中，以商用车的底盘换电为例，第一方向指的是上下方向，与第一方向垂直的第二方向指的是水平方向或者车身的宽度方向。

因电池包2的整体重量较大，电池包2安装后对于第一锁合件12和第二锁合件的承载能力提出了较高的要求。作为本申请的一种优选实施方式，如图3、图4和图7所示，电池包2或车身1沿与第一方向垂直的第三方向间隔设置有若干个第二锁合件。更进一步地，第二锁合件沿第三方向等间隔均匀排布。第三方向可以为沿电动车辆的长度方向。

通过设置多个第二锁合件实现在锁止位置处第二锁合件对于电池包2的承载，可以分散受力，避免在第一锁合件12和第二锁合件的配合处出现应力集中的现象，从而能够避免因局部应力过大而导致第一锁合件12和/或第二锁合件超过其允许的应力值而发生断裂的现象，既延长了第一锁合件12和第二锁合件的使用寿命，又保证了电池包2锁止到位后锁止的可靠性和稳定性。

为进一步实现第二锁合件与第一锁合件12的解锁过程亦为非动力性驱动，作为优选，本申请在对电池包2进行解锁时，以上述实施方式三为例，先将电池包2继续沿第一方向的正向移动小段距离，使得第一锁合件12能够再次通过驱动斜面2111带动第二锁合件回缩，以由锁止位置切换至解锁位置，然后将电池包2沿第一方向的负向移动以进行电池包2的拆卸，而在电池包2沿第一方向的负向移动的过程中，第二锁合件会再次运动至能够与第一锁合件12锁合的位置。为避免在第一锁合件12和第二锁合件再次对位时发生第二锁合件与第一锁合件12锁止的现象，作为本申请的一种优选实施方式，锁止装置还包括用于将第二锁合件保持在解锁位置的位姿保持单元，位姿保持单元包括限位件3和驱动件，限位件3具有与第二锁合件适配的锁止部31，驱动件用于驱动限位件3移动以使限位件3具有将第二锁合件锁止在解锁位置的第一位置及与第二锁合件解锁的第二位置。

通过设置位姿保持单元可以将第二锁合件锁止在解锁位置，以在换电时电池包2由预设安装位置向换电位置移动的过程中，避免第二锁合件回复至与第一锁合件12锁合的位置，而阻碍电池包2的拆卸，从而可以确保了换电过程的顺利进行。

本实施方式对于限位件3和第二锁合件的配合方式不做限定，作为优选，限位件3具有锁止部31，第二锁合件具有能够与锁止部31卡合的卡合部，当第二锁合件处于解锁位置时，驱动件驱动限位件3移动，以使第二锁合件的卡合部卡入锁止部31，以保持第二锁合件能够稳定地保持在解锁位置，当需要第二锁合件具备伸缩移动的能力以使其能够再次与第一锁合件12锁合时，驱动件驱动限位件3移动以使其解除对于第二锁合件的锁止。

作为本实施方式下的一个优选实施例，如图7和图8所示，电池包2或车身1沿与第一方向垂直的第三方向间隔设置有若干个第二锁合件，与之相对应地，限位件3沿第二锁合件的排布方向对应设置有若干个锁止部31，提升了限位件3的结构整体性和各锁止部31动作的一致性，简化了位姿保持单元的结构设计，便于驱动件的驱动控制。

需要说明的是，本实施方式中限位件3的结构形式并不局限于图8中所示的结构形式，其还可以采用其它的结构造型，例如，锁止部31呈钩状，第二锁合件具有与该钩状的锁止部31进行钩挂的定位孔，在限位件3处于第一位置时，锁止部31能够挂靠于定位孔以将第二锁合件锁止在锁止位置。

作为本申请的一种优选实施方式，第二锁合件包括驱动块21和锁杆，驱动块21设于锁杆25的一端，锁杆25的另一端活动连接于电池包上，驱动斜面2111位于驱动块21朝向第一锁合件12的一侧。

本技术方案中第二锁合件的结构组成简单且紧凑，驱动块21与锁杆25的协同配合，驱动块21实现与第一锁合件12的锁止功效，锁杆25实现驱动块21与电池包的连接定位以及动态配合，驱动斜面2111位于驱动块21面向第一锁合件12的一侧以使驱动斜面2111能够在与第一锁合件12的抵接作用下移动以带动驱动块21连同锁杆25做伸缩运动，并最终实现与第一锁合件12的锁合或解锁，整个配合过程顺畅、自然，有助于提升锁止效率和解锁效率，从而有助于提升换电效率。

作为本实施方式下的一个优选示例，锁杆25的另一端设有止挡部22，22止挡部与安装板241止挡配合以限制锁杆25沿伸出方向脱离安装板241。

通过止挡部22和安装板241的止挡配合能够限制在第二锁合件处于锁止位置时第二锁合件沿锁止方向的移动，从而可以避免在换电车辆运行工况下尤其是颠簸或快速转弯的车况下，因振动或离心力等使第二锁合件从脱出或者第二锁合件沿锁止方向移动而对第一锁合件12造成瞬时撞击，既保证了第二锁合件的安装位置，又延长了第二锁合件和第一锁合件12的使用寿命，降低了维修概率。

作为本优选示例下的一个优选实现方式，如图8所示，止挡部22设于锁杆25且具有凸出于第二锁合件布置的止挡端头，止挡部22的外径大于设于安装板241的供锁杆25滑移的导向孔的内径，以使第二锁合件运动至止挡端头与抵靠时，能够通过止挡端头与安装板241的止挡配合限制第二锁合件的继续移动。本实施例对于止挡部22与锁杆25的连接方式不做限定，作为优选，锁杆25设有与止挡部22适配的安装孔，止挡部22安装于安装孔处且与锁杆25可拆卸地连接，以便于简化第二锁合件的结构设计，并方便第二锁合件和安装板的装配。

如图2至图8所示，第一锁合件12设有与第二锁合件适配的锁孔11，在锁止位置，驱动块21的至少部分区域伸入锁孔11。具体而言，驱动块21包括底座212及与底座212固连的驱动部211，驱动斜面2111设于驱动部211，在锁止位置，底座212的至少部分区域和驱动部211的至少部分区域伸入锁孔11，且至少底座212与第一锁合件12的用于构成锁孔11的内壁抵靠。

本实施方式对于底座212与驱动部211的连接方式不做限定，作为优选，底座212与驱动部211一体成型，从而有助于提升锁合的整体结构强度。

通过驱动块21与锁孔11的配合实现第一锁合件12和第二锁合件的锁合或解锁，结构设计简单，制造成本较低，可靠性强，而且仅通过第二锁合件的伸缩移动即可实现与第一锁合件12的锁合或解锁，使锁止和解锁操作方便快捷，有助于提升换电效率，缩短用户的等待时长。此外，通过至少底座212与第一锁合件12的抵靠实现驱动块21与锁孔11之间的限位，避免了换电车辆运行过程中因颠簸等车况而造成电池包2的晃动，提升了电池包2安装后的稳定性，从而保证了换电车辆运行的可靠性和稳定性。

作为本实施方式下的一个优选实施例，如图2至图6所示，底座212设有与第一锁合件12的用于构成锁孔11的内壁抵靠的第一止挡面2121，第一止挡面2121与第一锁合件12的用于构成锁孔11的内壁之间为平面接触。

通过设置第一止挡面2121实现底座212与第一锁合件12的止挡配合，保证了换电车辆运行过程中电池包2不会发生向下的移位，从而确保了电池包2的安装位置，避免了因移位而对电池包2与车身1的电连接处发生机械碰撞损伤等，既保证了换电车辆运行的可靠性和稳定性，又延长了电池包2与车身1的电连接件的使用寿命。此外，第一止挡面2121与第一锁合件12的用于构成锁孔11的内壁之间为平面接触，从而减小了电池包2的重力对第一锁合件12或第二锁合件所产生的力矩，延长了第一锁合件12或第二锁合件的使用寿命。

作为本实施方式下的另一个优选实施例，驱动部211设有与第一锁合件12的用于构成锁孔11的内壁抵靠的第二止挡面2112，第二止挡面2112与驱动斜面2111毗邻，且在锁止位置，驱动斜面2111与第一锁合件12的用于构成锁孔11的内壁抵靠。

通过设置第二止挡面2112实现底座212与第一锁合件12的止挡配合，保证了换电车辆运行过程中电池包2不会发生向上的移位，从而确保了电池包2的安装位置，避免了因移位而对电池包2与车身1的电连接处发生机械碰撞损伤等，既保证了换电车辆运行的可靠性和稳定性，又延长了电池包2与车身1的电连接件的使用寿命。此外，在锁止位置，驱动斜面2111与第一锁合件12的用于构成锁孔11的内壁抵靠，使得在需要对电池包2进行拆卸时，移动电池包2使第一锁合件12和第二锁合件发生相对移动时，第一锁合件12能够通过驱动斜面2111驱动第二锁合件回缩，以使第二锁合件实现由锁止位置向解锁位置的切换，从而实现电池包2拆卸过程中，第二锁合件的无动力源性驱动，减少了用于驱动第二锁合件回缩的驱动单元的设置，简化了结构，降低了成本。

作为本实施方式下的又一优选实施例，驱动块21设有用于与锁孔11的内壁抵靠的第一止挡面2121和第二止挡面2112，第一止挡面2121和第二止挡面2112与锁孔11的内壁之间为平面接触。

为提升第二锁合件移动的顺畅性，优选地，第二锁合件和安装板241之间设有导向机构，用于引导所述第二锁合件在安装板241上仅沿轴向伸缩运动。

更进一步地，如图6所示，在一个示例中，导向机构包括导向槽和导向凸筋，第二锁合件设有导向槽213、安装板241设有与导向槽213适配的导向凸筋，第二锁合件通过导向凸筋和导向槽213的配合实现伸缩移动的导向。在另一个示例中，导向机构包括导向槽和导向凸筋，安装板241设有导向槽、第二锁合件设有与导向槽适配的导向凸筋，第二锁合件通过导向凸筋和导向槽的配合实现伸缩移动的导向。

通过导向槽213和导向凸筋，能够为第二锁合件的伸缩运动提供导向，提升第二锁合件运动平稳性，保证了第二锁合件位置切换的顺畅性，从而保证了换电过程的顺利进行。

作为本申请的一种优选实施方式，如图3、图4、图8所示，锁杆25的另一端滑动连接于电池包的安装板241，第二锁合机构还包括位于驱动块21和安装板241之间的复位件23，复位件23套设于锁杆25上，用于使第二锁合件沿伸出方向复位至锁止位置。

常态下，即设于第二锁合件的驱动斜面2111未受到第一锁合件12的驱动的情况下，第二锁合件处于伸出状态，在电池包2移动至能够与换电车辆的车身1进行安装的预设安装位置的过程中，第二锁合件的驱动斜面2111会触碰到第一锁合件12而在换电车辆与电池包2的相对移动过程中通过第一锁合件12和驱动斜面2111的配合带动第二锁合件收缩，电池包2和换电车辆继续相对移动的过程中，当第二锁合件处在能够与设于第一锁合件12的锁孔11位置相对时，因复位件23的存在，第二锁合件能够在复位件23的作用下伸出并插接进入第一锁合件12的锁孔11，实现第二锁合件与第一锁合件12的锁止。作为优选，复位件23为诸如弹簧等具有弹性的机械零件，通过复位件23的弹性性能驱动第二锁合件由解锁位置向锁止位置的移动，实现了非动力性驱动，简化了第二锁合机构的结构设计，也降低了第二锁合机构对于安装空间和作业空间的需求，有助于第二锁合机构整体的小型化。当然，本实施方式中，复位件23并不局限于弹簧，其可以采用具有弹性性能的结构，例如橡胶块等。

本申请还公开了一种电动汽车，包括车身1和电池包2，还包括如上的车用电池包锁止装置，电池包2通过车用电池包锁止装置可拆卸地安装于车身1。

由于采用上述结构，能够提升电动汽车的换电效率，减少用户的等待时长，愉悦用户体验。且在满足电动汽车使用的情况下，本申请中的锁止装置结构简单轻巧、操作方便、成本低廉、电池包2锁止稳定可靠、空间利用率高，有利于电动汽车快速换电的推广使用。而且，本申请中第二锁合件在锁止位置和解锁位置的切换，是通过电池包2与换电车辆的相对移动以及两者相对移动的过程中通过第一锁合件12和设于第二锁合件的驱动斜面2111配合带动第二锁合件伸缩实现的，即本申请中第二锁合件本身的伸缩运动是非动力性驱动方式，从而减少了电池包2换电过程中的功耗，而且电池包2的移动与第二锁合件的伸缩在时序上至少部分重合，从而大幅提升了换电效率，缩短了用户的等待时长，愉悦了用户体验。且第二锁合件伸缩运动的非动力性驱动，降低了第二锁合机构对于安装空间和作业空间的需求。

优选地，如图2至图7所示，电池包包括至少两块沿第二锁合件的伸缩方向并排布置的安装板241，第二锁合件依次穿设于安装板241。

通过设置至少两块安装板241，能够通过多块安装板241实现对第二锁合件的安装定位，相较于仅使用一块安装板241安装第一锁合件12的技术方案而言，本技术方案可以分散受力，避免安装板241与第二锁合件的配合位置处出现应力集中的现象，从而降低了因应力集中而导致安装板241和/或第二锁合件发生变形或断裂的概率，延长了安装板241和第二锁合件的使用寿命。

更进一步地，如图3和图7所示，电池包还包括连接相邻两块安装板241的连接板242，连接板242沿第二锁合件的排布方向设置有多个。

通过使用连接板242连接相邻两块安装板241，进一步提升了安装板241的结构强度，从而提升了安装板241的承载能力，降低了安装板241发生形变的概率，保证了电池包2装配至换电车辆后，电池包2与车身1的相对位置精度，从而既保证了电池包2与车身1的电连接口的对位，延长电连接件的使用寿命，又保证了换电车辆运行的稳定性和可靠性。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，其示出了第一锁合件12设于换电车辆，第二锁合件设于电池包2的具体示例，更为具体地，第一锁合件12构成换电车辆的车身1的横梁的一部分，横梁上沿车身1的长度方向依次排布有用于与第二锁合件锁合的若干个锁孔11，第二锁合件随电池包2移动的过程中能够在第一锁合件12及第二锁合件的驱动斜面2111的配合下实现伸缩移动以与车身1锁合或解锁。

更为优选地，如图1至图3所示，电池包2设有两套第二锁合机构，两套第二锁合机构分别位于车身1横梁的两侧，以提升电池包2装配后的平衡性和稳固性。

通过在换电车辆的横梁上开孔，在电池包2上设第二锁合件，以实现电池包2与车身1的连接，可以大幅降低换电车辆的改装成本，降低商业化应用的难度。

下面以电动汽车为商用车，换电方式为底盘换电，第一锁合机构设于车身1，第二锁合机构设于电池包2，换装时仅沿上下方向移动电池包2即可将电池包2运送至预设安装位置为例，对本申请做进一步地详细说明：

在本示例中，在安装满电电池包时，将满电的电池包通过换电设备运输至商用车的下方，通过换电设备上的举升装置将满电的电池包向上举升，在将电池包向上举升至其能够与车身1进行连接的预设安装位置的过程中，第二锁合件的驱动斜面2111触碰第一锁合件12，并在第二锁合件和第一锁合件12的相对运动过程中带动第二锁合件回缩，第二锁合件随电池包继续上移直至第二锁合件上升至与第一锁合件12的锁孔11相对应的位置，第二锁合件在该位置处失去止挡而朝向第一锁合件12移动以伸入锁孔11并与第一锁合件12锁合，实现满电电池包的安装。在拆卸亏电电池包时，通过换电设备举升车辆上的电池包向上移动一段小的距离，使第二锁合件的驱动斜面2111碰触到第一锁合件12，并在第二锁合件和第一锁合件12的相对运动过程中带动第二锁合件回缩，至第二锁合件离开所述第一锁合件，第二锁合件与第一锁合件12解除锁止，换电设备带动电池包下降以将电池包换下，重复上述满电电池包的安装过程即可实现电池包的换装。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的所述权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种车用电池包锁止装置，包括第一锁合机构和第二锁合机构，所述第一锁合机构和所述第二锁合机构两者之一设于电动汽车的车身、两者之另一设于电池包；其特征在于，所述第一锁合机构包括第一锁合件，所述第二锁合机构包括第二锁合件，所述第二锁合件具有驱动斜面，所述驱动斜面用于在所述第一锁合件的抵接作用下带动所述第二锁合件伸缩以在与所述第一锁合件锁合的锁止位置及与所述第一锁合件脱离的解锁位置之间切换。

2.根据权利要求1所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述第二锁合件包括驱动块和锁杆，所述驱动块设于锁杆的一端，所述锁杆的另一端活动连接于电池包上，所述驱动斜面位于所述驱动块朝向所述第一锁合件的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述锁杆的另一端滑动连接于所述电池包的安装板，第二锁合机构还包括位于所述驱动块和所述安装板之间的复位件，所述复位件套设于锁杆上，用于使第二锁合件沿伸出方向复位至锁止位置。

4.根据权利要求3所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述锁杆的另一端设有止挡部，所述止挡部与所述安装板止挡配合以限制所述锁杆沿伸出方向脱离所述安装板。

5.根据权利要求2所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述第一锁合件设有与所述第二锁合件适配的锁孔，在所述锁止位置，所述驱动块的至少部分区域伸入所述锁孔。

6.根据权利要求5所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述驱动块设有用于与所述锁孔的内壁抵靠的第一止挡面和/或第二止挡面，所述第一止挡面和/或所述第二止挡面与所述锁孔的内壁之间为平面接触。

7.根据权利要求3所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述第二锁合件和所述安装板之间设有导向机构，用于引导所述第二锁合件在所述安装板上仅沿轴向伸缩运动。

8.根据权利要求7所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述导向机构包括导向槽和导向凸筋，所述第二锁合件和所述安装板两者之一设有导向槽、两者之另一设有与所述导向槽适配的导向凸筋，所述第二锁合件通过所述导向凸筋和所述导向槽的配合实现伸缩移动的导向。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种车用电池包锁止装置，其特征在于，

所述锁止装置还包括用于将所述第二锁合件保持在所述解锁位置的位姿保持单元，所述位姿保持单元包括限位件和驱动件，所述限位件具有与所述第二锁合件适配的锁止部，所述驱动件用于驱动所述限位件移动以使所述限位件具有将所述第二锁合件锁止在所述解锁位置的第一位置及与所述第二锁合件解锁的第二位置。

10.一种电动汽车，包括车身和电池包，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的车用电池包锁止装置，所述电池包通过所述车用电池包锁止装置可拆卸地安装于所述车身。

11.根据权利要求10所述的一种电动汽车，其特征在于，

所述电池包包括至少两块沿所述第二锁合件的伸缩方向并排布置的安装板，所述第二锁合件依次穿设于所述安装板。

12.根据权利要求11所述的一种电动汽车，其特征在于，

所述电池包还包括连接相邻两块所述安装板的连接板，所述连接板沿所述第二锁合件的排布方向设置有多个。

13.根据权利要求10所述的一种电动汽车，其特征在于，

所述电池包沿第一方向移动以与车身锁合或解锁，所述第二锁合件沿与所述第一方向垂直的第二方向伸缩以在所述锁止位置和所述解锁位置切换，在所述锁止位置，所述第二锁合件与所述第一锁合件止挡配合。

14.根据权利要求13所述的一种电动汽车，其特征在于，

所述电池包或所述电动汽车的车身沿与所述第一方向垂直的第三方向间隔设置有若干个所述第二锁合件。