CN220368065U - 一种活塞式电池锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞式电池锁，属于电动汽车换电技术领域，包括固定部件，其设置有容纳空间和第一锁孔；锁托，其内部设置有腔道且其可进出所述容纳空间；锁芯，其活动设置在所述腔道中并可沿腔道直线运动；驱动件，其驱动所述锁芯在所述腔道和第一锁孔中往复运动，以将锁托与固定部件锁定或解锁。本实用新型能够减少在X向上得时间和动作上的浪费，提高了电池包的换电速度。锁托和固定部件在Z向上通过锁芯锁合，锁芯承载电池包的Z向力，具有较好的可靠性。

Description

一种活塞式电池锁

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，涉及一种活塞式电池锁。

背景技术

随着电动汽车的推广，为电动汽车快速、安全地补充能源已成为一个广受关注的问题。目前主流的解决方案是采用充电桩为电动车充电。通过快充的方式补电，普遍需要1-2小时的充电时间，长时间快充对电池寿命影响较大。如果使用慢充，则耗时6-10小时，等待时间更长，这也为电动汽车换电业务提供了一个发展契机。

电动汽车快速补能的另一个研究方向就是动力电池的快速更换。动力电池包在快速更换过程中，Z向锁的设计直接关系到动力电池包的更换速度和更换后的可靠性。目前市场上的动力电池包换电锁结构主要以X、Y向动作上锁、螺栓固定等方式进行，存在换锁动作时间长，可靠性低等的缺点。

随着换电版新能源车的推广普及，市场上出现越来越多的各类换电车型，此时对新能源车动力电池的换电速度和可靠性提出了更高要求，需要更快更高效的完成动力电池包的换电操作。

实用新型内容

1.实用新型所要解决的技术问题

针对现有技术中动力电池包换电锁结构主要以X、Y向动作上锁、螺栓固定等方式进行，存在一定的换锁动作时间长的问题，本实用新型提供一种活塞式电池锁，能够提高换电过程中的时间效益，实现Z向锁的安全可靠性。

2.技术方案

为了实现上述目的，本实用新型提供一种活塞式电池锁，包括

固定部件，其设置有容纳空间和第一锁孔；

锁托，其内部设置有腔道且其可进出所述容纳空间；

锁芯，其活动设置在所述腔道中并可沿腔道直线运动；

驱动件，其驱动所述锁芯在所述腔道和第一锁孔中往复运动，以将锁托与固定部件锁定或解锁。

进一步的，所述固定部件为两端弯折的钣金结构，两端弯折形成所述容纳空间，两端的弯折部位设置所述第一锁孔。

进一步的，所述锁托为矩形框架结构，矩形框架内设置有底板，所述腔道设置在底板与矩形框架形成的空间中；矩形框架的两侧设置有第二锁孔，第二锁孔与所述腔道连通；当所述锁托与固定部件锁定时，所述锁芯将第二锁孔与第一锁孔卡合。

进一步的，所述驱动件为贯穿所述锁托的杆状结构，所述驱动件可沿其轴向转动；所述锁芯有两个且关于驱动件的轴线对称设置。

进一步的，所述驱动件的外侧面设置有两个连接耳，两个连接耳关于驱动件的轴线对称设置；所述连接耳和锁芯之间设置有转动连杆，所述转动连杆的一端与锁芯的端部转动连接，另一端与连接耳转动连接；当所述锁托与固定部件锁定时，两个转动连杆呈一直线排布。

进一步的，所述驱动件远离固定部件的一端延伸至锁托的外部，该驱动件远离固定部件的一端的端部设置有防松组件。

进一步的，所述防松组件包括防松弹簧、防松螺栓和解锁螺母，所述防松螺栓活动套设在驱动件的外侧面；所述防松螺栓包括螺头和螺柱，所述锁托上对应设置有防松孔，所述螺柱可在防松孔中沿防松孔的轴向移动；所述防松弹簧安装在螺头和锁托之间，所述解锁螺母与防松螺栓螺纹连接。

进一步的，所述解锁螺母的内孔设置有键槽，用于与驱动件端部的平键牢固卡合。

进一步的，所述螺柱上设置有两个关于其轴向对称的键，所述防松孔中对应设置有两个键槽，前述键可在键槽中轴向移动，且不可转动。

进一步的，所述螺头设置有容纳解锁螺母的空腔，解锁螺母和螺头相对的侧面均设置有防松齿端面，二者的防松齿端面相互配合。

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)本实用新型的一种活塞式电池锁，驱动件能够带动锁芯在锁托的腔道中往复运动，通过锁芯的往复运动将锁托与固定部件锁定或解锁，不需要在X向上产生行程，减少在X向上的时间和动作上的浪费，提高了电池包的换电速度。锁托和固定部件在Z向上通过锁芯锁合，锁芯承载电池包的Z向力，具有较好的可靠性。

(2)本实用新型的一种活塞式电池锁，转动连杆将锁芯与驱动件连接起来，驱动件沿其自身转动进而可以使锁芯做直线运动，驱动件通过控制自身的转动方向进而实现锁芯的往复运动，使得锁芯可以与第一锁孔、第二锁孔卡合或分离，实现锁托与固定部件的锁定或解锁。

(3)本实用新型的一种活塞式电池锁，防松组件能够防止驱动件转动滑松。解锁螺母与防松螺栓螺纹连接在一起，在电池锁的锁定状态下，防松弹簧为防松螺栓提供复位力，防松弹簧复位将解锁螺母的键槽与驱动件端部的平键卡合，防松螺栓的键与防松孔的键槽卡合，形成自锁结构。在需要解锁时，将防松螺栓被向上顶起并压缩防松弹簧，使防松螺栓的键与防松孔的键槽相对滑动，驱动件可以转动进行解锁。解锁螺母和螺头的防松齿能够进一步提高锁定的稳定性。

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的主视图；

图2是图1沿A-A的剖视图；

图3是本实用新型实施例的仰视图；

图4是图3沿B-B的剖视图；

图5是本实用新型实施例的防松螺栓的结构示意图；

图6是本实用新型实施例的解锁螺母的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、固定部件；2、锁托；201、隔板；202、支撑部；203、锁定部；204、肋板；3、锁芯；4、驱动件；5、转动连杆；6、防松弹簧；7、防松螺栓；8、解锁螺母；9、防松齿端面。

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

参照图1-图4，本实施例提供一种活塞式电池锁，包括固定部件1，其安装在车端底盘上，主要是用于车端底盘吊装和承载电池包重量件。固定部件1为两端弯折的板状钣金结构，两端弯折形成容纳空间，两端的弯折部位设置有第一锁孔。钣金结构，加工简单且结构强度优

本实施例的换电锁还设置有锁托2，其内部设置有腔道且锁托2能够进出容纳空间，配合固定部件1进行上下锁。在上下锁过程中，锁托2承载电池包结构重量的结构，同时装配锁体其他结构件的组件。还设置有锁芯3和驱动件4，锁芯3活动设置在锁托2的腔道中并可沿腔道直线运动。驱动件4驱动锁芯3在腔道中往复运动，以将锁托2与固定部件1锁定或解锁。这种结构设计不需要在X向上产生行程，减少在X向上得时间和动作上的浪费，提高了电池包的换电速度。锁托和固定部件在Z向上通过锁芯3锁合，锁芯3承载电池包的Z向力，具有较好的可靠性。

进一步的，锁托2为矩形框架结构，框架结构能够减轻锁托2整体的重量。由于电池包尺寸的限制或者有轨车辆的举升行程的限制，矩形框架的内部的底板调整到框架的中间位置形成隔板201，隔板201将矩形框架分隔为支撑部202和锁定部203，腔道设置在锁定部203内。锁定部203的两侧设置有第二锁孔，第二锁孔与腔道连通。锁定部203为锁芯3提供活动空间且可以配合固定部件1的第一锁孔完成电池包的上锁。当锁托2与固定部件1锁定时，锁芯3将第二锁孔与第一锁孔卡合。需要说明的是，在隔板201位于框架的中间位置时，支撑部202的内部设置有多个肋板204，肋板204将支撑部202相邻的两边框连接，进一步加强锁托2的结构强度。

需要说明的是，在不受限于电池包尺寸或有轨车辆的举升行程的情况下，锁托2中间无需设置隔板201。

本实施例中，如图1和图4所示，驱动件4为杆状结构，驱动件4贯穿锁托2设置且驱动件4可沿其轴向转动；锁芯3设置有两个且关于驱动件4的轴线对称设置。更进一步的，驱动件4的外侧面设置有两个连接耳，两个连接耳关于驱动件4的轴线对称设置。连接耳和锁芯3之间设置有转动连杆5，转动连杆5的一端与锁芯3的端部转动连接，另一端与连接耳转动连接。驱动件4通过控制自身的转动方向进而实现锁芯3的往复运动，使得锁芯3可以与第一锁孔、第二锁孔卡合或分离，实现锁托2与固定部件1的锁定或解锁。当锁托2与固定部件1锁定时，两个转动连杆5呈一条直线排布。

本实施例中，参照图1和图4，驱动件4远离固定部件1的一端延伸至锁托2的外部，该驱动件4远离固定部件1的一端的端部设置有防松组件。具体的，防松组件包括防松弹簧6、防松螺栓7和解锁螺母8，防松螺栓7活动套设在驱动件4的外侧面。如图5所示，防松螺栓7包括螺头和螺柱，锁托2上对应设置有防松孔，螺柱可在防松孔中沿防松孔的轴向移动。螺柱上设置有两个关于其轴向对称的键，防松孔中对应设置有两个键槽，键槽能够限制防松螺栓7的转动自由度，避免防松螺栓7转动滑松。防松弹簧6安装在螺头和锁托2之间，防松弹簧6为防松螺栓7提供复位力。解锁螺母8与防松螺栓7螺纹连接，螺头设置有容纳解锁螺母8的空腔。如图6所示，解锁螺母8和螺头均设置有防松齿端面9，二者的防松齿端面9相互配合，能够进一步提高锁定的稳定性。更进一步的，解锁螺母8的内孔设置有键槽，用于与驱动件4端部的平键卡合，防止驱动件4转动滑松。

上锁前过程：驱动件4转动九十度，锁芯3收缩进入包端锁拖2内，电池包通过RGV，即有轨车辆，举升进入车端固定端。

上锁过程：上锁过程驱动件4底部反向转回九十度，锁芯3与转动连杆5在一条直线上，此时完成上锁过程。

下锁过程：下锁过程正好与上锁过程相反过程，驱动件4的转动带动锁芯3的回缩，使得包端锁拖2脱离车底盘，完成下锁动作。

需要说明的是，在上述的上锁准备、上锁和下锁的过程中，在驱动件4转动前均需要向上顶起防松组件，即将防松螺栓7连同解锁螺母8一起向上顶起，使键与键槽脱离，解除驱动件4的锁定。在上锁准备、上锁或下锁动作完成后，防松弹簧6的复位力能够驱动防松螺栓7上的键与防松孔中的键槽卡合，同时解锁螺母8的键槽与驱动件4端部的平键卡合，完成驱动件4的自锁。

本实施例的换电锁不需要在X向上产生行程，减少在X向上得时间和动作上的浪费。锁托2和固定部件1在Z向上通过插锁芯3结构实现上下锁功能。上锁时，此时的动力电池包卡在固定部件1的容纳空间即槽口内，Z向靠锁芯3部分来承载电池包，从而达到较好的可靠性要求。本实施例的电池包更换过程中，只需换电站端结构对Z向锁的锁芯3进行解锁，同时换电站端托起及落下电池包，完成电池包的更换过程，可以提高换电过程中的时间效益，实现Z向锁的安全可靠性，相对于目前现有技术具有更高效更可靠优势。

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)

1.一种活塞式电池锁，其特征在于，包括

固定部件(1)，其设置有容纳空间和第一锁孔；

锁托(2)，其内部设置有腔道且其可进出所述容纳空间；

锁芯(3)，其活动设置在所述腔道中并可沿腔道直线运动；

驱动件(4)，其驱动所述锁芯(3)在所述腔道和第一锁孔中往复运动，以将锁托(2)与固定部件(1)锁定或解锁。

2.根据权利要求1所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述固定部件(1)为两端弯折的钣金结构，两端弯折形成所述容纳空间，两端的弯折部位设置所述第一锁孔。

3.根据权利要求1所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述锁托(2)为矩形框架结构，矩形框架内设置有底板，所述腔道设置在底板与矩形框架形成的空间中；矩形框架的两侧设置有第二锁孔，第二锁孔与所述腔道连通；当所述锁托(2)与固定部件(1)锁定时，所述锁芯(3)将第二锁孔与第一锁孔卡合。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述驱动件(4)为贯穿所述锁托(2)的杆状结构，所述驱动件(4)可沿其轴向转动；所述锁芯(3)有两个且关于驱动件(4)的轴线对称设置。

5.根据权利要求4所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述驱动件(4)的外侧面设置有两个连接耳，两个连接耳关于驱动件(4)的轴线对称设置；所述连接耳和锁芯(3)之间设置有转动连杆(5)，所述转动连杆(5)的一端与锁芯(3)的端部转动连接，另一端与连接耳转动连接；当所述锁托(2)与固定部件(1)锁定时，两个转动连杆(5)呈一条直线排布。

6.根据权利要求4所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述驱动件(4)远离固定部件(1)的一端延伸至锁托(2)的外部，该驱动件(4)远离固定部件(1)的一端的端部设置有防松组件。

7.根据权利要求6所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述防松组件包括防松弹簧(6)、防松螺栓(7)和解锁螺母(8)，所述防松螺栓(7)活动套设在驱动件(4)的外侧面；所述防松螺栓(7)包括螺头和螺柱，所述锁托(2)上对应设置有防松孔，所述螺柱可在防松孔中沿防松孔的轴向移动；所述防松弹簧(6)安装在螺头和锁托(2)之间。

8.根据权利要求7所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述解锁螺母(8)的内孔设置有键槽，用于与驱动件(4)端部的平键牢固卡合。

9.根据权利要求8所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述螺柱上设置有两个关于其轴向对称的键，所述防松孔中对应设置有两个键槽。

10.根据权利要求8所述的一种活塞式电池锁，其特征在于，所述螺头、螺母(8)相对的侧面上均设置有防松齿端面，二者的防松齿端面相互锁合。