JP6997326B2 - 電池ホルダー、電池交換装置、電気自動車、電気自動車の取付方法 - Google Patents

Description

本願は出願日が２０１７年１２月２９日の中国特許出願ＣＮ２０１７１１４８２９６６．３及びＣＮ２０１７１１４８６８９６．９の優先権を主張する。本願は、上記中国特許出願の全文を引用する。

本発明は、電気自動車の分野に関し、特に電池ホルダー、電池交換装置、電気自動車、電気自動車の取付方法に関する。

従来の電気自動車のバッテリーパック取付方式は一般には、固定式及び交換可能式に分けられ、固定式のバッテリーパックは一般には、自動車に固定され、充電時、直接自動車を充電対象とする。一方、交換可能式のバッテリーパックは、一般には、可動取付の方式を採用し、バッテリーパックをいつでも取り外して新たなバッテリーパックを交換することができる。

新たなバッテリーパックの交換の工程において、バッテリーパックの施錠及び解錠に関する。一般には、バッテリーパックの左右両側に施錠軸が取付られ、施錠機構がバッテリーパックホルダーに固定されて電池交換装置を形成するように組み立てられ、電池交換装置全体がさらに電気自動車の車台に取付られ、施錠軸が施錠機構と係合して、バッテリーパックの施錠を実現する。

しかしながら、上記構成形態では以下の欠陥がある。固定ブラケットにバッテリーパックの施錠軸と係合する施錠機構のみが設置され、バッテリーパックの重量が固定ブラケットの施錠機構に集中し、その結果、施錠機構の受ける力が集中し、耐用年数が短く、且つバッテリーパックと固定ブラケットとの接続強度が低い。

新たなバッテリーパックの工程において、さらに電気接続装置に関し、施錠機構はバッテリーパックとバッテリーパックホルダーとの接続に影響を与えるだけでなく、バッテリーパックと電気接続装置との電気的接続の信頼性にも影響を与える。

しかしながら、従来技術では、施錠機構と電気接続装置が個別に設置されているため、施錠機構がバッテリーパックを所定の位置に施錠してしまうが、バッテリーパックと電気接続装置との確実な電気的接続を実現できない、或いは、バッテリーパックと電気接続装置を確実に電気的に接続できるが、バッテリーパックを所定の位置に施錠できない場合が多い。つまり、従来技術の電池交換装置は施錠機構と電気接続装置との同期作用を実現することが困難であり、電池交換の効率及び電池交換の信頼性を損ないやすい。

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術の欠陥を克服するために、電池交換装置及びその取付方法を提供することである。

本発明は下記技術案によって上記技術的課題を解決する。

電気自動車の車体に取付られてバッテリーパックを固定し、固定ブラケット及び施錠機構を備え、前記施錠機構が前記固定ブラケットに固設される電池ホルダーであって、前記電池ホルダーは、
前記固定ブラケットのバッテリーパックを向く一側に固設され、前記バッテリーパックを支持する複数の支持点を提供する為に用いられる複数の支持装置をさらに備える。

本技術案では、施錠機構と施錠軸を組み合わせてバッテリーパックの施錠を実現したうえで、バッテリーパックに複数の支持部が設置され、且つ固定ブラケットに前記支持部を支持する複数の支持装置が設置されることで、バッテリーパックの重量が同時に複数の支持装置及び施錠機構に分布でき、固定ブラケットの受ける力がさらに均一であり、施錠機構に対するバッテリーパックの作用力を小さくし、固定ブラケット上の施錠機構の受ける力が集中することを回避し、施錠機構の耐用年数を延ばし、さらに安全性を向上させるだけでなく、バッテリーパックアセンブリと電池ホルダーとの接続強度を向上させる。また、電池ホルダーは構造が簡単で、生産コストが低いとともに、過剰位置決めを回避し、それによって施錠機構を解錠できないリスクを軽減させる。

好ましくは、前記施錠機構は施錠ベースを備え、前記施錠ベースに、開口及び前記開口から延伸するキャビティが設けられ、前記開口は前記バッテリーパックに取付られた施錠軸が前記キャビティに入るためのものであり、前記支持装置に支持溝が設けられ、前記支持溝の下面が前記キャビティの下面と同一平面上にある。

本技術案では、支持溝の下面が施錠機構のキャビティの下面と同一平面上にあることで、バッテリーパックを固定ブラケット内にさらに安定的に固定することができ、それによってバッテリーパックの移動を安定させることができる。

好ましくは、前記支持装置に支持溝が設けられ、前記支持装置は支持ベースを備え、前記支持ベースに、支持開口、及び前記支持開口から延伸する前記支持溝が設けられ、前記支持開口は前記バッテリーパックに取付られた支持部が前記支持溝に入るためのものである。

本技術案では、施錠軸が施錠機構に入ると同時に、バッテリーパックの支持部が電池ホルダーの支持溝に入り、且つ施錠が所定の位置に到達すると同時に、支持部もちょうど支持ベースの支持溝内に圧設され、それによってさらにバッテリーパックを固定ブラケット内にさらに安定的に固定することができる。

好ましくは、前記固定ブラケットは、前記支持開口の上方に位置する上部到達収容室を有し、前記上部到達収容室内に、前記バッテリーパックの支持部が前記支持開口を通過したか否かを検出するための上部到達センサが設けられ、
及び／又は、前記固定ブラケットは、前記支持溝の前端に位置する前部到達収容室を有し、前記前部到達収容室内に、前記バッテリーパックの支持部が前記支持溝の前端に入ったか否かを検出するための前部到達センサが設けられる。

本技術案では、上部到達センサはバッテリーパックの支持部が支持開口を通過したか否かを検出し、それによってバッテリーパックが電気自動車の高さ方向において電池ホルダーに対して所定の位置に取付られているか否かを判断でき、前部到達センサはバッテリーパックの支持部が支持溝の前端に入ったか否かを検出し、それによってバッテリーパックが電気自動車の長さ方向において電池ホルダーに対して所定の位置に取付られている否かを判断でき、さらに、バッテリーパックが所定の位置に取付られている状態で電気自動車を走行させることを確保し、電気自動車の安全性を向上させることができる。

好ましくは、前記支持装置は、少なくとも一部が前記支持溝内に位置し、前記バッテリーパックの支持部に当接する為に用いられる弾性部材をさらに備える。本技術案では、弾性部材は必ずしも支持部に接触する必要がないが、一旦接触すると、支持部と支持ベースとの剛体衝突を防止できる。

好ましくは、前記弾性部材は順に接続される弾性パッド、弾性ハンドル及び弾性ヘッドを備え、前記弾性パッドは前記支持溝内に位置し、前記バッテリーパックの支持部に当接し、前記弾性ハンドルは前記支持ベースに穿設され、且つ前記支持ベースの壁部が前記弾性パッドと前記弾性ヘッドとの間に係設される。本技術案では、このようにして、弾性部材全体を支持ベースに安定的に取付ることができる。

好ましくは、前記支持ベースに位置決め孔が設けられ、前記支持装置は、前記位置決め孔外に部分的に位置し、前記位置決め孔に締り嵌めされる位置決めピンをさらに備え、
及び／又は、前記支持ベースに取付孔が設けられ、前記取付孔がねじ孔であり、前記支持ベースが前記取付孔によって前記固定ブラケットに着脱可能に接続され、
及び／又は、前記支持開口はラッパ口状である。

本技術案では、位置決めピンは位置決め孔外に部分的に位置し、位置決め孔に締り嵌めされることで、支持装置を固定ブラケットに取付る時、位置決めピンは位置決めに使用できる。取付孔はねじ孔であることで、ねじ付き締め具は取付孔を貫通して支持装置を固定ブラケットに取付ることができる。支持開口はラッパ口状であることで、支持部が支持溝に入りやすい。

好ましくは、複数の前記支持装置は前記固定ブラケット内に前記固定ブラケットの長さ方向の両側に分布している。本技術案では、上記構成形態によって、バッテリーパックを電池ホルダーにさらに安定的に取付ることができる。好ましくは、それぞれ前記固定ブラケットの両側に位置する前記支持装置は数が同じであり、且つ前記固定ブラケットの両側に設けられる前記支持装置は一対一対応して対向して設けられる。好ましくは、前記固定ブラケット内に前記固定ブラケットの長さ方向の両側にそれぞれ前記施錠機構が設けられ、同一側に位置する前記支持装置と前記施錠機構が間隔をあけて設けられる。好ましくは、同一側に位置する前記支持装置及び前記施錠機構のうち、前記固定ブラケットの長さ方向において、前記支持装置は前記固定ブラケットの両端に分布し、前記施錠機構は前記固定ブラケットの中部に位置する。

好ましくは、前記固定ブラケット内に前記固定ブラケットの長さ方向の両側にそれぞれ２つの前記施錠機構が設けられ、前記固定ブラケットの同一側に位置する２つの前記施錠機構は間隔をあけて設けられ、それぞれ一次施錠機構及び二次施錠機構である。本技術案では、二次施錠機構はバッテリーパックに対して二次施錠又は施錠保護機能を提供することができ、一次施錠機構が故障すると、バッテリーパックの脱落を防止し、安全性を向上させる。

好ましくは、前記一次施錠機構は施錠リンク、少なくとも１つの一次施錠舌片、及び少なくとも１つの一次施錠ベースを備え、前記一次施錠ベースは前記固定ブラケットに固設され、一次開口、及び前記一次開口から延伸する一次キャビティが設けられ、前記一次開口は前記バッテリーパックに取付られた一次施錠軸が前記一次キャビティに入るためのものであり、施錠リンクは少なくとも１つの前記一次施錠舌片に回転可能に接続され、外力作用により前記一次施錠舌片が回転させるように前記一次施錠舌片を動かすことにより、前記一次施錠舌片を前記一次施錠ベースに対して回転可能にして一次解錠状態と一次施錠状態との間に変化させ、前記一次施錠舌片が前記一次施錠状態にある時、前記一次施錠舌片は前記一次施錠軸が前記一次開口から前記一次キャビティを離れることを阻止でき、
及び／又は、前記二次施錠機構は、
前記固定ブラケットに固設され、二次開口、及び前記二次開口から延伸する二次キャビティが設けられ、前記二次開口は前記バッテリーパックに取付られた二次施錠軸が前記二次キャビティに入るためのものである二次施錠ベースと、
前記二次施錠ベースに対して回転可能で解錠状態と施錠状態との間に変化する二次施錠舌片であって、固定して接続される二次施錠舌片本体及び二次施錠舌片拡張部を備え、前記二次施錠舌片拡張部が前記二次施錠ベースの外部に位置し、前記二次施錠舌片が前記施錠状態にある時、前記二次施錠舌片本体は前記二次施錠軸が前記二次開口から前記二次キャビティを離れることを阻止できる二次施錠舌片と、
前記二次施錠ベースに設けられ、前記二次施錠舌片に作用し、弾性変形可能であり、前記二次施錠舌片を施錠方向に回転させて前記解錠状態から前記施錠状態に復帰させるための二次復帰部材と、を備える。

本技術案では、二次施錠機構では、二次復帰部材が設置されることで、二次施錠舌片を解錠状態から施錠状態に簡単に復帰でき、それによりバッテリーパックの取付、施錠がともに簡単になり、また、二次復帰部材の作用によって、二次施錠舌片は簡単に解錠状態に変わることがなく、施錠の信頼性が向上し、二次施錠ベースの外部に位置する二次施錠舌片拡張部が設置され、二次施錠舌片拡張部に作用することによって二次施錠舌片本体の回転を実現できるため、解錠が簡単になる。

好ましくは、前記固定ブラケットはフレーム及び仮接続部品を備え、前記フレーム内に前記固定ブラケットの幅方向の一側にブラケット開口を有し、前記仮接続部品は前記フレーム内の、前記ブラケット開口の両端に位置する部位に着脱可能に接続され、且つ前記ブラケット開口をカバーし又は前記ブラケット開口内に位置し、
及び／又は、前記電池ホルダーは、前記固定ブラケットに設置され、電池交換設備の位置信号を検出し、且つ前記位置信号をコントローラに伝送するための急速交換センサをさらに備える。

本技術案では、仮接続部品は前記フレーム内の、前記ブラケット開口の両端に位置する部位に着脱可能に接続されることで、バッテリーパックと電池ホルダーを電気自動車に取付た後、仮接続部品を取り外すことができ、それによって電気自動車の軽量化に有利である。

急速交換センサは強制遮断高電圧センサであり、電池交換設備の位置信号を検出することができ、電池交換設備が所定の位置に到達すると、急速交換センサは検出した信号をコントローラに伝送し、バッテリーパックに対して遮断操作を行い、それによって遮断状態におけるバッテリーパックの交換を確保し、その安全性を向上させる。

本発明は電池交換装置をさらに提供し、上記電池ホルダーを備え、固定ブラケットに、バッテリーパックを収容するバッテリーパック収容室が形成され、前記バッテリーパックの両側に施錠軸が設けられ、前記施錠機構が前記バッテリーパック収容室の両側に固設され、前記電池交換装置は、
前記バッテリーパック収容室内に設けられ、前記バッテリーパックの電池側コネクタを向く車体側電気コネクタをさらに備え、前記車体側電気コネクタ及び前記電池側コネクタはそれぞれ複数の対応する極柱を有し、
ここで、前記バッテリーパックの施錠軸が前記バッテリーパックの高さ方向に前記施錠機構内で所定の位置に上昇する時、前記施錠機構内での前記バッテリーパックの長さ方向に沿った前記施錠軸と施錠点との距離は、前記電池側電気コネクタと、前記車体側電気コネクタとの間の前記バッテリーパックの長さ方向に沿った隙間よりも大きく、
前記施錠軸が前記施錠機構の施錠点に到達する時、前記電池側電気コネクタの極柱が前記車体側電気コネクタの極柱に当接することを特徴とする。

本技術案では、バッテリーパックの施錠軸が施錠機構内で所定の位置に施錠した後、電池側電気コネクタが確実に車体側電気コネクタと電気的に接続でき、それによって該電池交換装置を利用して電気自動車のバッテリーを交換する信頼性及び電池交換効率を向上させることができる。

好ましくは、施錠機構内でのバッテリーパックの長さ方向に沿った施錠軸と施錠点との距離は第１距離であり、電池側電気コネクタの高電圧極柱と、車体側電気コネクタの高電圧極柱との間のバッテリーパックの長さ方向に沿った隙間は第２距離であり、
車体側電気コネクタの低電圧極柱の高さは、車体側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、且つ車体側電気コネクタの低電圧極柱と車体側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差は第１距離と第２距離との差分以下であり、
又は、電池側電気コネクタの低電圧極柱の高さは、電池側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、且つ電池側電気コネクタの低電圧極柱と電池側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差は第１距離と第２距離との差分以下である。

本技術案では、上記高さ差と差分との関係によって、車体側電気コネクタと電池側電気コネクタを接続する時、高電圧を接続してから低電圧を接続し、低電圧が接触すると、バッテリーパック内のコンタクタ制御スイッチが高電圧を出力できる。また、車体側電気コネクタと電池側電気コネクタとの接続を遮断する時、低電圧を遮断してから高電圧を遮断するように制御し、高電圧の未遮断による極柱のアーク放電や焼結等の不良現象を防止する。

好ましくは、車体側電気コネクタの低電圧極柱と車体側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差の範囲は０～２ｍｍである。

好ましくは、施錠機構内でのバッテリーパックの長さ方向に沿った施錠軸と施錠点との距離は第１距離であり、電池側電気コネクタの高電圧極柱と、車体側電気コネクタの高電圧極柱との間のバッテリーパックの長さ方向に沿った隙間は第２距離であり、
車体側電気コネクタの低電圧極柱の高さは、車体側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、且つ電池側電気コネクタの低電圧極柱の高さは、電池側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、
車体側電気コネクタの低電圧極柱と車体側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差と、電池側電気コネクタの低電圧極柱と電池側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差との和は、第１距離と第２距離との差分以下である。

本技術案では、上記高さ差と差分との関係によって、車体側電気コネクタと電池側電気コネクタを接続する時、高電圧を接続してから低電圧を接続し、低電圧が接触すると、バッテリーパック内のコンタクタ制御スイッチが高電圧を出力できる。また、車体側電気コネクタと電池側電気コネクタとの接続を遮断する時、低電圧を遮断してから高電圧を遮断するように制御し、高電圧の未遮断による極柱のアーク放電や焼結等の不良現象を防止する。

好ましくは、前記車体側電気コネクタは前記電池側電気コネクタとのフローティング電気接続に用いられ、
好適には、前記車体側電気コネクタの高電圧極柱は電気接触端子及び配線端子を有し、
高電圧極柱の電気接触端子の端面に凹溝が設けられ、凹溝が高電圧極柱の軸方向に内へと凹み、凹溝内に導電弾性部品が嵌着され、導電弾性部品が電気接触端子の接触面から突出し、好適には、導電弾性部品は導電スプリングである。

好ましくは、施錠機構は施錠ベースを備え、施錠ベースに、開口及び開口から延伸するキャビティが設けられ、開口は施錠軸がキャビティに入るためのものであり、
バッテリーパックホルダーは、開口の上方に位置する上部到達収容室を有し、上部到達収容室内に、施錠軸が開口を通過してバッテリーパックの高さ方向に施錠機構内で所定の位置に上昇したか否かを検出する上部到達センサが設けられ、
及び／又は、バッテリーパックホルダーは、キャビティの前端に位置する前部到達収容室を有し、前部到達収容室内に、施錠軸がキャビティの前端に入ってバッテリーパックの長さ方向に施錠機構内で所定の位置に施錠したか否かを検出する前部到達センサが設けられる。

本技術案では、上部到達センサは施錠軸が施錠機構内で所定の位置に上昇したか否かを検出でき、前部到達センサは施錠軸がキャビティの前端で所定の位置に施錠し、施錠点に到達したか否かを検出でき、上部到達センサ及び前部到達センサによって、バッテリーパックの施錠信頼性を向上させることができ、さらに車体側電気コネクタと電池側電気コネクタとの電気的接続の信頼性の向上に有利であり、さらに電気自動車の電池交換の信頼性の向上に有利である。

好ましくは、バッテリーパックホルダー内にバッテリーパックホルダーの長さ方向の両側にそれぞれ２つの施錠機構が設けられ、バッテリーパックホルダーの同一側に位置する２つの施錠機構は間隔をあけて設置され、それぞれ一次施錠機構及び二次施錠機構であり、
車体側電気コネクタはバッテリーパックホルダー内にバッテリーパックホルダーの幅方向の一側壁に設けられ、
バッテリーパックホルダーの長さ方向はバッテリーパックの長さ方向に平行である。
本技術案では、一次施錠機構が故障すると、二次施錠機構は機能してバッテリーパックの施錠軸を施錠し、バッテリーパックの脱落を防止し、それによって、電気自動車の電池交換の信頼性のさらなる向上に有利である。

好ましくは、電池交換装置は、バッテリーパックホルダーの一次施錠機構と対向する一側に固設され、施錠リンクの移動経路に設けられ、一次施錠ベースに対する施錠リンクの運動を制限する保護施錠機構をさらに備え、
好適には、保護施錠機構は施錠リンクに対して第１位置と第２位置との間に移動可能であり、保護施錠機構が第１位置にある時、保護施錠機構は施錠リンクに作用して、一次施錠ベースに対する施錠リンクの運動を制限し、保護施錠機構が第２位置にある時、保護施錠機構は施錠リンクと分離して、一次施錠ベースに対する施錠リンクの運動を許容する。

本技術案では、一次施錠機構が施錠軸を施錠する時、保護施錠機構は一次施錠ベースに対する施錠リンクの運動を制限することができ、それによって一次施錠機構の施錠効果を向上させることができ、一次施錠機構は施錠軸を確実に施錠できる。さらに、電気自動車の電池交換の信頼性の向上にも有利である。

好ましくは、保護施錠機構は、
一次施錠ベースの施錠軸と対向する一側面に着脱可能に接続され、内部に収納室を有し、側壁に収納室と連通する挿通孔を有する下部筐体と、
収納室内に位置し、施錠ピンに穿設され、延出状態と没入状態との間に切り替え可能な施錠ピンと、を備え、施錠ピンが延出状態にある時、施錠ピンは第１位置にあり、施錠ピンが没入状態にある時、施錠ピンは第２位置にあり、
好適には、保護施錠機構は、施錠ピンに作用し、外力作用で施錠ピンに対して運動して施錠ピンと係合又は分離することが可能である動力ピンをさらに備え、動力ピンが施錠ピンと分離すると、動力ピンは没入方向に沿った作用力を施錠ピンに加えて、施錠ピンを没入状態にし、動力ピンが施錠ピンと係合すると、施錠ピンは延出状態にある。

好ましくは、バッテリーパックホルダーに、上部到達センサによって検出された上部到達信号、前部到達センサによって検出された前部到達信号を電池交換設備に伝送するためのワイヤーハーネスがさらに設けられる。

好ましくは、電池交換装置は、
バッテリーパックホルダーのバッテリーパックを向く一側に固設され、バッテリーパックを支持する複数の支持点を提供する複数の支持機構をさらに備え、
好適には、支持機構は、
支持開口、及び支持開口から延伸する支持溝が設けられ、支持開口はバッテリーパックに取付られた支持部が支持溝に入るためのものである支持ベースを備え、
好適には、複数の支持機構はバッテリーパックホルダー内にバッテリーパックホルダーの長さ方向の両側に分布し、且つバッテリーパックホルダーの両側に設置される支持機構は一対一対応して対向して設けられ、
バッテリーパックホルダー内にバッテリーパックホルダーの長さ方向の両側にそれぞれ施錠機構が設けられ、同一側に位置する支持機構と施錠機構は間隔をあけて設置される。

本技術案では、支持機構はバッテリーパックに対する支持作用を実現でき、バッテリーパックとバッテリーパックホルダーとの取付が簡単になり、施錠機構の施錠効果の向上に有利であり、それによって電気自動車の電池交換の信頼性の向上に有利である。

好ましくは、電池交換装置は、
バッテリーパックホルダーに設けられ、電池交換設備を感知し、且つ車体側電気コネクタと電池側電気コネクタとの電気的接続を遮断するように制御する電池交換センサをさらに備える。

本技術案では、電池交換設備がバッテリーパックをバッテリーパックホルダーから取り外すと、電池交換センサは車体側電気コネクタと電池側電気コネクタとの電気的接続を遮断することができ、それによって電気自動車を保護することができる。

本発明は前記電池交換装置の取付方法をさらに提供し、
施錠軸がバッテリーパックの高さ方向に沿って施錠機構内で所定の位置に上昇するまで、バッテリーパックをバッテリーパックホルダーの底部からバッテリーパックの高さ方向に沿ってバッテリーパックホルダーに装着するステップＳ１と、
施錠軸がバッテリーパックの長さ方向に沿って施錠機構内で施錠点に到達するまで、バッテリーパックをその長さ方向に前へと運動させるステップＳ２と、を含む、ことを特徴とする。

本発明は電気自動車をさらに提供し、バッテリーパック及び施錠軸を備えるバッテリーパックアセンブリを備え、前記施錠軸が前記バッテリーパックに取付られ、前記電気自動車は前記電池ホルダーをさらに備え、前記バッテリーパックアセンブリは前記電池ホルダーに取付られ、前記施錠軸は前記施錠機構内に位置し、
前記バッテリーパックアセンブリは複数の支持部をさらに備え、複数の前記支持部は前記バッテリーパックに取付られ、複数の前記支持装置に一対一対応して設置され、前記支持装置は対応する前記支持部を支持する。

本技術案では、前記電池ホルダーを備えた電気自動車によれば、施錠機構と施錠軸を組み合わせてバッテリーパックの施錠を実現したうえで、バッテリーパックに、それぞれ固定ブラケットの複数の支持装置と係合する複数の支持部が設置されることで、バッテリーパックの重量が同時に複数の支持装置及び施錠機構に分布でき、固定ブラケットの受ける力がさらに均一であり、施錠機構に対するバッテリーパックの作用力を小さくし、固定ブラケット上の施錠機構の受ける力が集中することを回避し、施錠機構の耐用年数を延ばし、さらに安全性を向上させるだけでなく、バッテリーパックアセンブリと電池ホルダーとの接続強度を向上させ、それによって電気自動車の安全性を向上させる。

好ましくは、前記施錠機構は、開口、及び前記開口から延伸するキャビティが設けられる施錠ベースを備え、前記開口は前記施錠軸が前記キャビティに入るためのものであり、前記施錠軸は前記キャビティ内に位置し、
前記支持装置は、支持開口、及び前記支持開口から延伸する前記支持溝が設けられる支持ベースを備え、前記支持開口は前記支持部が前記支持溝に入るためのものであり、
前記支持部は、前記支持ベースに圧設され、且つ前記支持溝内に位置する支持軸を備える。

本技術案では、施錠軸が開口に入ると、支持軸が支持開口に入り、施錠軸が施錠機構のキャビティに入ると、バッテリーパックの支持軸が電池ホルダーの支持溝に入り、且つ所定の位置に施錠すると同時に、支持軸もちょうど支持ベースの支持溝内に圧設され、それによってさらにバッテリーパックを固定ブラケット内により安定的に固定することができる。

好ましくは、前記支持部は、前記支持軸に回転可能にスリーブされる軸スリーブをさらに備える。本技術案では、軸スリーブが支持軸に回転可能にスリーブされることで、軸スリーブが転がり可能であり、それによって多回取付を確保し、摩耗を低減させ、支持部の耐用年数を延ばす。

好ましくは、前記軸スリーブの材質は弾性材質であり、
及び／又は、前記支持部は、前記支持軸にスリーブされ、且つ前記軸スリーブの一端に圧設されるガスケットをさらに備え、
及び／又は、前記支持軸は軸本体及びフランジ部を備え、前記フランジ部は前記軸本体の一端に同軸に設置され、前記軸スリーブは前記軸本体にスリーブされ、前記フランジ部は前記バッテリーパックに着脱可能に接続される。

好ましくは、前記支持軸に電磁誘導素子が設けられ、前記電磁誘導素子は好適には磁性鋼であり、
前記固定ブラケットは、前記支持開口の上方に位置する上部到達収容室を有し、前記上部到達収容室内に、前記電磁誘導素子に作用し、前記バッテリーパックの支持部が前記支持開口を通過したか否かを検出する上部到達センサが設けられ、
及び／又は、前記固定ブラケットは、前記支持溝の前端に位置する前部到達収容室を有し、前記前部到達収容室内に、前記電磁誘導素子に作用し、前記バッテリーパックの支持部が前記支持溝の前端に入ったか否かを検出する前部到達センサが設けられる。

本技術案では、上部到達センサは支持部の電磁誘導素子に作用し、バッテリーパックの支持部が支持開口を通過したか否かを検出し、それによってバッテリーパックが電気自動車の高さ方向において電池ホルダーに対して所定の位置に取付られたか否かを判断することができる。

前部到達センサは支持部の電磁誘導素子に作用し、バッテリーパックの支持部が支持溝の前端に入ったか否かを検出し、それによってバッテリーパックが電気自動車の長さ方向において電池ホルダーに対して所定の位置に取付られたか否かを判断することができ、さらにバッテリーパックが所定の位置に取付られている状態で電気自動車を走行させることを確保でき、電気自動車の安全性を向上させる。

好ましくは、前記支持軸の前記バッテリーパックから離れた一端に凹部が設けられ、前記電磁誘導素子は前記凹部内に位置し、前記支持軸の前記バッテリーパックから離れた両端面と同一平面上にある。

好ましくは、前記支持部は、
前記支持装置に圧設される支持軸と、
前記支持軸に回転可能にスリーブされる軸スリーブと、を備える。

好ましくは、前記電気自動車は車台をさらに備え、前記電池ホルダーは前記車台に固定される。

本分野の常識を逸脱しない限り、上記各好適な条件を任意に組み合わせて、本発明の各好適例を得ることができる。

本発明の積極的かつ進歩的な効果は以下の通りである。

本発明の電池ホルダー及びそれを備えた電気自動車によれば、施錠機構と施錠軸を組み合わせてバッテリーパックの施錠を実現したうえで、バッテリーパックに複数の支持部が設置され、且つ固定ブラケットに前記支持部を支持する複数の支持装置が設置されることで、バッテリーパックの重量が同時に複数の支持装置及び施錠機構に分布でき、固定ブラケットの受ける力がさらに均一であり、施錠機構に対するバッテリーパックの作用力を小さくし、固定ブラケット上の施錠機構の受ける力が集中することを回避し、施錠機構の耐用年数を延ばし、さらに安全性を向上させるだけでなく、バッテリーパックアセンブリと電池ホルダーとの接続強度を向上させる。また、本発明の電池ホルダー及びそれを備えた電気自動車は構造が簡単で、生産コストが低いとともに、過剰位置決めを回避し、それによって施錠機構を解錠できないリスクを軽減させる。本発明の電池交換装置では、バッテリーパックの施錠軸が施錠機構内で所定の位置に施錠した後、電池側電気コネクタが確実に車体側電気コネクタと電気的に接続でき、それによって該電池交換装置を用いて電気自動車のバッテリーを交換する信頼性及び電池交換効率を向上させることができる。

本発明の実施例１に係る電池ホルダーの斜視構造概略図である。 本発明の実施例１に係る電池ホルダーの部分概略図である。 本発明の実施例１に係る電池ホルダーの別の部分概略図であり、ここで、一部が図２と重なる。 本発明の実施例１に係る電池ホルダーの二次施錠機構の構造概略図である。 本発明の実施例１に係る電池ホルダーの支持装置の構造概略図である。 本発明の実施例１に係る電気自動車のバッテリーパックアセンブリと電池ホルダーを係合した斜視構造概略図である。 本発明の実施例１に係る電気自動車のバッテリーパックアセンブリの斜視構造概略図である。 本発明の実施例１に係る電気自動車のバッテリーパックアセンブリの支持部の斜視構造概略図である。 本発明の実施例１に係る電気自動車のバッテリーパックアセンブリの支持部の内部構造概略図である。 本発明の実施例２に係る電池交換装置の部分構造概略図である。 本発明の実施例２に係る電池交換装置の別の部分構造概略図である。 本発明の実施例２に係る電池交換装置における一次施錠機構の構造概略図である。 本発明の実施例２に係る電池交換装置における二次施錠機構の構造概略図である。 本発明の実施例２に係る電池交換装置における保護施錠機構の断面概略図であり、ここで、施錠ピンが延出状態にある。 本発明の実施例２に係る電池交換装置における保護施錠機構の分解構造概略図である。 本発明の実施例２に係る電池交換装置における保護施錠機構の別の断面概略図であり、ここで、施錠ピンが没入状態にある。 本発明の実施例２に係る保護施錠機構における施錠ピンの構造概略図である。 本発明の実施例２に係る保護施錠機構における動力ピンの構造概略図である。 本発明の実施例２に係る電池交換装置における支持機構の構造概略図である。

以下、実施例を参照しながら本発明をさらに説明するが、本発明を実施例の範囲に限定するものではない。

実施例１
図１～５は本発明の一実施例によれば電池ホルダーの構造概略図を示す。図１～５に示すように、電池ホルダー１０はバッテリーパック３１を固定するように電気自動車の車体に取付られるために用いられ、すなわち、急速交換バッテリーパック又は充電バッテリーパックを取付ることができる。電池ホルダー１０は、固定ブラケット１１、施錠機構及び複数の支持装置１４を備える。施錠機構は、固定ブラケット１１に固設される。複数の支持装置１４は、固定ブラケット１１のバッテリーパック３１を向く一側に固設され、バッテリーパック３１を支持する複数の支持点を提供する為に用いられる。

本実施例では、施錠機構と施錠軸を組み合わせてバッテリーパック３１の施錠を実現したうえで、バッテリーパック３１に複数の支持部３４が設置され、且つ固定ブラケット１１に前記支持部３４を支持する複数の支持装置１４が設置されることで、バッテリーパック３１の重量が同時に複数の支持装置１４及び施錠機構に分布でき、固定ブラケット１１の受ける力がさらに均一であり、施錠機構に対するバッテリーパック３１の作用力を小さくし、固定ブラケット１１上の施錠機構の受ける力が集中することを回避し、施錠機構の耐用年数を延ばし、さらに安全性を向上させるだけでなく、バッテリーパックアセンブリ３０と電池ホルダー１０との接続強度を向上させる。また、電池ホルダー１０は構造が簡単で、生産コストが低いとともに、過剰位置決めを回避し、それによって施錠機構を解錠できないリスクを軽減させる。

図１に示すように、固定ブラケット１１はフレーム構造である。施錠機構及び複数の支持装置１４はフレーム構造のフレーム内に固定される。勿論、ほかの実施例では、固定ブラケット１１は、環状側壁を有する円盤状構造、底面に開口を有する直方体構造又は板状構造であってもよいが、ここでは本発明の保護範囲を限定しない。

ここで、固定ブラケット１１はフレーム１１０及び仮接続部品１１２を備える。フレーム１１０内に固定ブラケットの幅方向Ｗ上の一側にブラケット開口１１１を有し、仮接続部品１１２は、フレーム１１０内の、ブラケット開口１１１の両端に位置する部位に着脱可能に接続され、且つブラケット開口１１１をカバーし又はブラケット開口１１１内に位置する。バッテリーパック３１及び電池ホルダー１０を電気自動車に取付た後、仮接続部品１１２を取り外すことができ、それによって電気自動車の軽量化に有利である。

また、施錠機構は通常、施錠ベースを備え、施錠ベースには、開口及び開口から延伸するキャビティが設けられ、開口は、バッテリーパック３１に取付られた施錠軸がキャビティに入るためのものである。支持装置１４に支持溝１４２が設けられ、支持溝１４２の下面がキャビティの下面と同一平面上にある。このようにして、バッテリーパック３１を固定ブラケット１１内により安定的に固定することができ、それによってバッテリーパック３１の移動を安定させることができる。

一好適実施形態では、図１に示すように、固定ブラケット１１内に固定ブラケットの長さ方向Ｌの両側にそれぞれ施錠機構が設けられ、同一側に位置する支持装置１４と施錠機構が間隔をあけて設置される。ここで、固定ブラケット１１の長さ方向は電気自動車の長さ方向と略同じである。

さらに好ましくは、同一側に位置する支持装置１４及び施錠機構のうち、固定ブラケットの長さ方向Ｌにおいて、支持装置１４は固定ブラケット１１の両端に分布し、施錠機構は固定ブラケット１１の中部に位置する。

図１～３に示すように、固定ブラケット１１内に固定ブラケットの長さ方向Ｌの両側にそれぞれ２つの施錠機構が設けられる。固定ブラケット１１の同一側に位置する２つの施錠機構は間隔をあけて設置され、それぞれ一次施錠機構１２及び二次施錠機構１３である。ここで、二次施錠機構１３は一次施錠機構１２とともに使用され、一次施錠機構１２は公開番号がＣＮ１０６４２７５１４Ａの中国特許出願に開示されている「施錠装置」を参照できる。二次施錠機構１３はバッテリーパック３１に対する二次施錠又は施錠保護機能を提供することができ、一次施錠機構１２が故障する時、バッテリーパック３１の脱落を防止し、安全性を向上させる。

また、一次施錠機構１２は施錠リンク１２０、少なくとも１つの一次施錠舌片１２１及び少なくとも１つの一次施錠ベース１２２を備える。一次施錠ベース１２２は固定ブラケット１１に固設される。本実施例では、固定ブラケット１１のフレーム内の両側にそれぞれ３つの一次施錠ベース１２２及び３つの一次施錠舌片１２１が設けられる。図２及び図３は両側のうちの一側の部分概略図である。

図２～３に示すように、一次施錠ベース１２２には、一次開口１２３、及び一次開口１２３から延伸する一次キャビティ１２４が設けられ、一次開口１２３はバッテリーパック３１に取付られた一次施錠軸３２が一次キャビティ１２４に入るためのものである。施錠リンク１２０は、少なくとも１つの一次施錠舌片１２１に回転可能に接続され、外力作用により一次施錠舌片１２１が回転させるように一次施錠舌片１２１を動かし、一次施錠舌片１２１を一次施錠ベース１２２に対して回転可能にして一次解錠状態と一次施錠状態との間に変化させる為に用いられる。一次施錠舌片１２１が一次施錠状態にある時、一次施錠舌片１２１は一次施錠軸３２が一次開口１２３から一次キャビティ１２４を離れることを阻止できる。「一次施錠状態」とは、一次施錠機構１２の施錠の状態というものであり、「一次解錠状態」とは、一次施錠機構１２の解錠の状態というものである。

図４に示すように、二次施錠機構１３は、二次施錠ベース１３１、二次施錠舌片１３０及び二次復帰部材１３４を備える。二次施錠ベース１３１は固定ブラケット１１に固設される。二次施錠ベース１３１には、二次開口１３２及び二次開口１３２から延伸する二次キャビティ１３３が設けられ、二次開口１３２はバッテリーパック３１に取付られる二次施錠軸３３（構造は一次施錠軸３２と同じであり又は類似する）が二次キャビティ１３３に入るためのものである。

二次施錠舌片１３０は、解錠状態と施錠状態との間に変化するように二次施錠ベース１３１に対して回転可能であり。二次施錠舌片１３０は、固定して接続される二次施錠舌片本体１３００及び二次施錠舌片拡張部１３０１を備え、二次施錠舌片拡張部１３０１は二次施錠ベース１３１の外部に位置する。二次施錠舌片１３０が施錠状態にある時、二次施錠舌片本体１３００は二次施錠軸３３が二次開口１３２から二次キャビティ１３３を離れることを阻止できる。

二次復帰部材１３４は、二次施錠ベース１３１に設けられ、二次施錠舌片１３０に作用する。二次復帰部材１３４は、弾性変形可能であり、二次施錠舌片１３０を施錠方向に回転させて解錠状態から施錠状態に復帰させる為に用いられる。

二次施錠機構１３では、二次復帰部材１３４が設置されることで、二次施錠舌片１３０を解錠状態から施錠状態に簡単に復帰でき、それによりバッテリーパック３１の取付、施錠がともに簡単になり、また、二次復帰部材１３４の作用によって、二次施錠舌片１３０は簡単に解錠状態に変わることがなく、施錠の信頼性が向上し、二次施錠ベース１３１の外部に位置する二次施錠舌片１３０拡張部が設置され、二次施錠舌片１３０拡張部に作用することによって二次施錠舌片１３０本体の回転を実現し、解錠が簡単になる。

本実施例では、図１～５に示すように、支持溝１４２の下面は一次キャビティ１２４の下面、二次キャビティ１３３の下面と同一平面上にある。支持溝１４２の下面、一次キャビティ１２４の下面及び二次キャビティ１３３の下面とは、いずれも使用時、地面に近い面であり、バッテリーパック３１の支持部３４、一次施錠軸３２及び二次施錠軸３３に対する支持作用を担い、同一平面上にあることでバッテリーパック３１の移動を安定させることができる。

一好適実施形態では、複数の支持装置１４は固定ブラケット１１内に固定ブラケットの長さ方向Ｌの両側に分布している。このようにして、バッテリーパック３１を電池ホルダー１０にさらに安定的に取付ることができる。それぞれ固定ブラケット１１の両側に位置する支持装置１４は数が同じであり、且つ固定ブラケット１１の両側に設置される支持装置１４は一対一対応して対向して設けられる。

本実施例では、支持装置１４は一次施錠ベース１２２、二次施錠ベース１３１の構造と類似し、施錠作用がなく、バッテリーパック３１の支持プラットホームのみとして機能する。ほかの実施例では、ほかの同様に支持プラットホームを有する支持機構はともに適用できる。支持装置１４の数は実際のバッテリーパック３１の重量に応じて調整可能であり、好適には、支持装置１４ごとに受ける平均重量は２５ＫＧ以下である。

図５に示すように、支持装置１４は支持ベース１４０を備え、支持ベース１４０には支持開口１４１及び支持開口１４１から延伸する支持溝１４２が設けられ、支持開口１４１はバッテリーパック３１に取付られた支持部３４が支持溝１４２に入るためのものである。

施錠軸が施錠機構に入る（本実施例では、一次施錠軸３２が一次施錠機構１２に入り、二次施錠軸３３が二次施錠機構１３に入る）と同時に、バッテリーパック３１の支持部３４が電池ホルダー１０の支持溝１４２に入り、且つ所定の位置に施錠すると同時に、支持部３４もちょうど支持ベース１４０の支持溝１４２内に圧設され、それによってさらにバッテリーパック３１を固定ブラケット１１内により安定的に固定することができる。

また、支持装置１４は弾性部材１４３をさらに備え、弾性部材１４３は、少なくとも一部が支持溝１４２内に位置し、バッテリーパック３１の支持部３４に当接するために用いられる。弾性部材１４３は必ずしも支持部３４に接触する必要がないが、一旦接触すると、支持部３４と支持ベース１４０との剛体衝突を防止できる。

具体的には、弾性部材１４３は順に接続される弾性パッド１４３０、弾性ハンドル（図示せず）及び弾性ヘッド１４３１を備える。弾性パッド１４３０は支持溝１４２内に位置し、バッテリーパック３１の支持部３４に当接するために用いられる。弾性ハンドルは支持ベース１４０に穿設され、且つ支持ベース１４０の壁部が弾性パッド１４３０と弾性ヘッド１４３１との間に係設される。このようにして、弾性部材１４３全体を支持ベース１４０に安定的に取付ることができる。弾性部材１４３は好適にはゴムで製造される。

さらに、支持ベース１４０に位置決め孔１４４が設けられる。支持装置１４は位置決めピン１４５をさらに備える。位置決めピン１４５は位置決め孔１４４外に部分的に位置し、位置決め孔１４４に締り嵌めされる。支持装置１４を固定ブラケット１１に取付る時、位置決めピン１４５は位置決めに使用できる。

支持ベース１４０に取付孔１４６が設けられ、取付孔１４６がねじ孔であり、支持ベース１４０が取付孔１４６によって固定ブラケット１１に着脱可能に接続される。支持開口１４１はラッパ口状であり、それによって支持部３４が支持溝１４２に入りやすい。

図１～３及び５に示すように、固定ブラケット１１は、支持開口１４１の上方に位置する上部到達収容室（図示せず）を有する。上部到達収容室内に、バッテリーパック３１の支持部３４が支持開口１４１を通過したか否かを検出する上部到達センサ（図示せず）が設けられ、それによってバッテリーパック３１が電気自動車の高さ方向において電池ホルダー１０に対して所定の位置に取付られているか否かを判断できる。

固定ブラケット１１は、支持溝１４２の前端に位置する前部到達収容室（図示せず）を有する。前端とは、電気自動車の長さ方向において自動車の先頭部分に近い位置というものである。前部到達収容室内に、バッテリーパック３１の支持部３４が支持溝１４２の前端に入ったか否かを検出する前部到達センサ（図示せず）が設けられる。それによって、バッテリーパック３１が電気自動車の長さ方向において電池ホルダー１０に対して所定の位置に取付られているか否かを判断でき、さらに、バッテリーパック３１が所定の位置に取付られている状態で電気自動車を走行させることを確保し、電気自動車の安全性を向上させる。

電池ホルダー１０は、固定ブラケット１１に設置される急速交換センサ（図示せず）をさらに備える。急速交換センサは、電池交換設備の位置信号を検出し、位置信号をコントローラに伝送する。急速交換センサは強制遮断高電圧センサであり、電池交換設備の位置信号を検出することができ、電池交換設備が所定の位置に到達する時、急速交換センサは検出した信号をコントローラに伝送し、バッテリーパック３１に対して遮断操作を行い、それによって遮断状態におけるバッテリーパック３１の交換を確保し、その安全性を向上させる。

本発明は電気自動車をさらに提供し、図６に示すように、電気自動車はバッテリーパックアセンブリ３０及び上記電池ホルダー１０を備え、バッテリーパックアセンブリ３０は電池ホルダー１０に取付られる。本実施例では、電気自動車は車台（図示せず）をさらに備え、電池ホルダー１０が車台に固定される。

図７に示すように、バッテリーパックアセンブリ３０はバッテリーパック３１及び施錠軸（本実施例では、施錠軸は一次施錠軸３２及び二次施錠軸３３を有する）を備え、施錠軸がバッテリーパック３１に取付られる。施錠軸は施錠機構内に位置する（本実施例では、一次施錠軸３２は一次施錠機構１２内に位置し、二次施錠軸３３は二次施錠機構１３内に位置する）。

バッテリーパックアセンブリ３０は複数の支持部３４をさらに備え、複数の支持部３４は、バッテリーパック３１に取付られ、複数の支持装置１４に一対一対応して設置され、支持装置１４は対応する支持部３４を支持する為に用いられる。

上記電池ホルダー１０を備えた電気自動車によれば、施錠機構と施錠軸を組み合わせてバッテリーパック３１の施錠を実現したうえで、バッテリーパック３１にそれぞれ固定ブラケット１１の複数の支持装置１４と係合する複数の支持部３４が設置されることで、バッテリーパック３１の重量が同時に複数の支持装置１４及び施錠機構に分布でき、固定ブラケット１１の受ける力がさらに均一であり、施錠機構に対するバッテリーパック３１の作用力を小さくし、固定ブラケット１１上の施錠機構の受ける力が集中することを回避し、施錠機構の耐用年数を延ばし、さらに安全性を向上させるだけでなく、バッテリーパックアセンブリ３０と電池ホルダー１０との接続強度を向上させ、それによって電気自動車の安全性を向上させる。

図５及び８～９に示すように、支持部３４は支持軸３４０を備え、支持軸３４０は支持ベース１４０に圧設され、支持溝１４２内に位置する。施錠軸が開口に入る（本実施例では、一次施錠軸３２が一次開口１２３に入り、二次施錠軸３３が二次開口１３２に入る）時、支持軸３４０が支持開口１４１に入り、施錠軸が施錠機構のキャビティ（本実施例では、一次施錠軸３２が一次施錠機構１２の一次キャビティ１２４に入り、二次施錠軸３３が二次施錠機構１３の二次キャビティ１３３に入る）時、バッテリーパック３１の支持軸３４０が電池ホルダー１０の支持溝１４２に入り、所定の位置に施錠すると同時に、支持軸３４０もちょうど支持ベース１４０の支持溝１４２内に圧設され、それによってさらにバッテリーパック３１を固定ブラケット１１内により安定的に固定することができる。

また、支持部３４は、支持軸３４０に回転可能にスリーブされる軸スリーブ３４１をさらに備える。軸スリーブ３４１が支持軸３４０に回転可能にスリーブされることで、軸スリーブ３４１が転がり可能であり、それによって多回取付を確保し、摩耗を低減させ、支持部３４の耐用年数を延ばす。軸スリーブ３４１の材質は好適には弾性材質である。

一好適実施形態では、支持部３４は、支持軸３４０にスリーブされ、軸スリーブ３４１の一端に圧設されるガスケット３４２をさらに備える。支持軸３４０は軸本体３４００及びフランジ部３４０１を備え、フランジ部３４０１は軸本体３４００の一端に同軸に設置され、軸スリーブ３４１は軸本体３４００にスリーブされ、フランジ部３４０１はバッテリーパック３１に着脱可能に接続される。

さらに好適には、支持軸３４０に電磁誘導素子３４３が設けられる。電磁誘導素子３４３は好適には磁性鋼である。支持軸３４０のバッテリーパック３１から離れた一端に凹部３４４が設けられ、電磁誘導素子３４３が凹部３４４内に位置する。且つ、電磁誘導素子３４３は支持軸３４０のバッテリーパック３１から離れた両端面と同一平面上にある。

上部到達センサは電磁誘導素子３４３に作用し、バッテリーパック３１の支持部３４が支持開口１４１を通過したか否かを検出する為に用いられる。それによって、バッテリーパック３１が電気自動車の高さ方向において電池ホルダー１０に対して所定の位置に取付られているか否かを判断できる。

前部到達センサは電磁誘導素子３４３に作用し、バッテリーパック３１の支持部３４が支持溝１４２の前端に入ったか否かを検出する為に用いられる。それによって、バッテリーパック３１が電気自動車の長さ方向において電池ホルダー１０に対して所定の位置に取付られるか否かを判断し、さらにバッテリーパック３１が所定の位置に取付られている状態で電気自動車を走行させることを確保し、電気自動車の安全性を向上させる。

続いて、主に図４～５及び図７を参照して二次施錠機構１３及び支持装置１４の動作プロセスを簡単に説明し、主に解錠プロセス及び施錠プロセスを含み、ここで、初期状態は全て施錠状態である。

施錠プロセスについては、二次施錠軸３３が外力作用で上へ移動し、二次開口１３２を通過して二次キャビティ１３３に入り、二次施錠軸３３が二次施錠舌片１３０に作用して二次施錠舌片１３０を反時計回りに回転させると同時に、支持部３４が外力作用で上へ移動し、支持開口１４１を通過して支持溝１４２に入り、二次施錠舌片１３０が二次復帰部材１３４に作用し、二次復帰部材１３４の付勢力を変化させ、二次施錠舌片１３０が所定角度回転した後、二次キャビティ１３３内に二次施錠軸３３が通過する通路が形成され、二次施錠軸３３が後から前へと運動可能であり、それと同時に、支持部３４が支持溝１４２内で後から前へと運動可能であり、二次施錠軸３３が二次施錠舌片１３０に接触しなくなると、二次施錠舌片１３０が復帰部材の作用で時計回りに回転して施錠状態に復帰し、二次施錠軸３３が所定の位置に施錠すると同時に、支持部３４も所定の位置に取付られる。

解錠プロセスについては、二次施錠舌片１３０に作用力を加えて、二次施錠舌片１３０を反時計回りに回転させ、二次施錠舌片１３０が二次復帰部材１３４に作用して二次復帰部材１３４の付勢力を変化させ、二次施錠舌片１３０が所定角度回転した後、二次キャビティ１３３内に二次施錠軸３３が通過する通路が形成され、二次施錠軸３３が前から後へと運動可能であり、さらに二次開口１３２を通過して下へと運動し、二次施錠機構１３から離間し、それと同時に、支持部３４が支持溝１４２内で前から後へと運動可能であり、さらに支持開口１４１を通過して下へと運動し、支持装置１４から離間する。

実施例２
本実施例は電気自動車に対して電池交換を行うための電池交換装置を開示する。図１０及び図１１に示すように、電池交換装置は、バッテリーパックホルダー６０（該バッテリーパックホルダーは実施例１の電池ホルダーに対応する）、及び車体側電気コネクタ５０を備える。ここで、バッテリーパックホルダーの固定ブラケットには、バッテリーパック（図示せず）を収容するバッテリーパック収容室６０２が形成され、バッテリーパックの両側に施錠軸が設けられ、施錠機構がバッテリーパック収容室６０２の両側に固設される。車体側電気コネクタ５０は、バッテリーパック収容室６０２内にバッテリーパックの電池側電気コネクタを向く一側に設けられる。ここで、バッテリーパックの施錠軸がバッテリーパックの高さ方向に沿って施錠機構内で所定の位置に上昇する時、施錠機構内でのバッテリーパックの長さ方向に沿った施錠軸と施錠点との距離は、電池側電気コネクタと、車体側電気コネクタ５０との間のバッテリーパックの長さ方向に沿った隙間よりも大きい。施錠軸が施錠機構の施錠点に到達する時、電池側電気コネクタが車体側電気コネクタ５０に締り嵌めされる。

本実施形態では、バッテリーパックの施錠軸が施錠機構内で所定の位置に施錠した後、電池側電気コネクタが確実に車体側電気コネクタ５０と電気的に接続でき、それによって該当電池交換装置を利用して電気自動車に対する電池交換の信頼性及び効率を向上させることができる。

説明を容易にするために、施錠機構内でのバッテリーパックの長さ方向に沿った施錠軸と施錠点との距離を第１距離、電池側電気コネクタの高電圧極柱と車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱との間のバッテリーパックの長さ方向に沿った隙間を第２距離、と呼ぶ。本実施形態では、車体側電気コネクタ５０の低電圧極柱の高さは、車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱の高さよりも低く、且つ車体側電気コネクタ５０の低電圧極柱と車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱との高さ差は第１距離と第２距離との差分以下である。

本実施形態では、上記高さ差と差分との関係によって、車体側電気コネクタ５０と電池側電気コネクタを接続する時、高電圧を接続してから低電圧を接続し、低電圧接触をした限り、バッテリーパックにおる接触器制御スイッチが高電圧を出力できる。また、車体側電気コネクタ５０と電池側電気コネクタとの接続を遮断する時、低電圧を遮断してから高電圧を遮断するように制御し、高電圧の未遮断による極柱のアーク放電や焼結等の不良現象を防止する。好適には、車体側電気コネクタ５０の低電圧極柱と車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱との高さ差の範囲は０～２ｍｍである。且つ、本実施形態では、車体側電気コネクタ５０の低電圧極柱と車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱との高さ差は１ｍｍである。

なお、車体側電気コネクタ５０の低電圧極柱と車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱との高さ差は、車体側電気コネクタ５０と電池側電気コネクタを実現できるうえで、０から第１距離と第２距離との差分までの任意の数値であってもよい。

ほかの代替可能な実施形態では、電池側電気コネクタの低電圧極柱の高さは、電池側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、且つ電池側電気コネクタの低電圧極柱と電池側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差は第１距離と第２距離との差分以下であるようにしてもよい。

別の代替可能な実施形態では、車体側電気コネクタ５０の低電圧極柱の高さは、車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱の高さよりも低く、且つ電池側電気コネクタの低電圧極柱の高さは、電池側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、車体側電気コネクタ５０の低電圧極柱と車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱との高さ差と、電池側電気コネクタの低電圧極柱と電池側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差との和は、第１距離と第２距離との差分以下であるようにしてもよい。

本実施形態では、電池側電気コネクタは車体側電気コネクタにフローティングするように電気的に接続され、図１０中の車体側電気コネクタ５０の高電圧極柱は電気接触端子５０２及び配線端子５０１を有する。高電圧極柱の電気接触端子５０２の端面に凹溝（図示せず）が設けられ、凹溝が高電圧極柱の軸方向に内へ凹み、凹溝内に導電弾性部品（図示せず）が嵌着され、導電弾性部品が電気接触端子５０２の接触面から突出している。好適には、導電弾性部品は導電スプリングである。また、車体側電気コネクタ５０はフレキシブル電気接続部品（図示せず）及び高電圧プラグを備え、フレキシブル電気接続部品の一端が高電圧極柱の配線端子５０１にフローティングするように電気的に接続される。高電圧プラグは、フレキシブル電気接続部品の他端にフローティングするように電気的に接続される。

本実施形態では、施錠機構は施錠ベースを備え、施錠ベースには、開口、及び開口から延伸するキャビティが設けられ、開口は、施錠軸がキャビティに入るためのものである。バッテリーパックホルダー６０は、開口の上方に位置する上部到達収容室を有し、上部到達収容室内には、施錠軸が開口を通過した且つバッテリーパックの高さ方向に沿って施錠機構内で所定の位置に上昇したか否かを検出する上部到達センサが設けられる。バッテリーパックホルダー６０は、キャビティの前端に位置する前部到達収容室をさらに有し、前部到達収容室内には、施錠軸がキャビティの前端に入ってバッテリーパックの長さ方向に沿って施錠機構内で所定の位置に施錠したか否かを検出する前部到達センサが設けられる。

本実施形態では、上部到達センサは施錠軸が施錠機構内で所定の位置に上昇したか否かを検出でき、前部到達センサは施錠軸がキャビティの前端で所定の位置に施錠し、施錠点に到達したか否かを検出でき、上部到達センサ及び前部到達センサによって、バッテリーパックの施錠信頼性を向上させることができ、さらに車体側電気コネクタ５０と電池側電気コネクタとの電気的接続の信頼性の向上に有利であり、さらに電気自動車の電池交換の信頼性の向上に有利である。

図１０に示すように、バッテリーパックホルダー６０には、上部到達センサによって検出された上部到達信号、前部到達センサによって検出された前部到達信号を電池交換設備に伝送する為に用いられるワイヤーハーネス７０がさらに設けられる。

図１０及び図１１を参照して理解したところ、バッテリーパックホルダー６０内にバッテリーパックホルダー６０の長さ方向の両側にそれぞれ２つの施錠機構が設けられ、バッテリーパックホルダー６０の同一側に位置する２つの施錠機構は間隔をあけて設置され、且つ２つの施錠機構はそれぞれ一次施錠機構２０及び二次施錠機構３０である。車体側電気コネクタ５０はバッテリーパックホルダー６０内にバッテリーパックホルダー６０の幅方向の一側壁に設けられる。バッテリーパックホルダー６０の長さ方向はバッテリーパックの長さ方向に平行である。ここで、一次施錠機構２０が故障すると、二次施錠機構３０は機能し、バッテリーパックの施錠軸を施錠し、バッテリーパックの脱落を防止し、それによって、電気自動車の電池交換の信頼性のさらなる向上に有利である。

図１０～１２を参照して理解したところ、一次施錠機構２０は施錠リンク２０１、少なくとも１つの一次施錠舌片２０２、及び少なくとも１つの一次施錠ベース２０３を備え、一次施錠ベース２０３はバッテリーパックホルダー６０に固設され、一次施錠ベース２０３に、一次開口及び一次開口から延伸する一次キャビティ２０４が設けられ、一次開口はバッテリーパックの一次施錠軸が一次キャビティ２０４に入るためのものであり、施錠リンク２０１は少なくとも１つの一次施錠舌片２０２に回転可能に接続され、外力作用により一次施錠舌片２０２が回転させるように一次施錠舌片２０２を動かし、一次施錠舌片２０２を一次施錠ベース２０３に対して回転可能にして一次解錠状態と一次施錠状態との間に変化させ、一次施錠舌片２０２が一次施錠状態にある時、一次施錠舌片２０２は一次施錠軸が一次開口から一次キャビティ２０４を離れることを阻止できる。施錠リンク２０１の一次施錠ベース２０３を向く一側に解錠塊２０５がさらに設けられ、解錠塊２０５は施錠リンク２０１から外へ形成された弧状突起であり、解錠塊２０５のトップ部は施錠リンク２０１へ凹んだ内弧溝である。本実施形態では、一次施錠舌片２０２及び一次施錠ベース２０３の数はそれぞれ３つである。

図１０及び図１３を参照して理解したところ、二次施錠機構３０は二次施錠ベース３０１、二次施錠舌片３０２及び二次復帰部材３０３を備える。ここで、二次施錠ベース３０１はバッテリーパックホルダー６０に固設され、二次施錠ベース３０１に、二次開口３０１１及び二次開口３０１１から延伸する二次キャビティ３０１２が設けられ、二次開口３０１１はバッテリーパックの二次施錠軸が二次キャビティ３０１２に入るためのものである。二次施錠舌片３０２は二次解錠状態と二次施錠状態との間に変化するように二次施錠ベース３０１に対して回転可能であり、二次施錠舌片３０２は固定して接続される二次施錠舌片本体３０２１及び二次施錠舌片拡張部３０２２を備え、二次施錠舌片拡張部は二次施錠ベース３０１の外部に位置し、二次施錠舌片３０２が二次施錠状態にある時、二次施錠舌片本体３０２１は二次施錠軸が二次開口３０１１から二次キャビティ３０１２を離れることを阻止できる。二次復帰部材３０３は、二次施錠ベース３０１に設けられ、二次施錠舌片３０２に作用し、弾性変形可能であり、二次解錠状態から二次施錠状態に復帰させるように二次施錠舌片３０２を施錠方向に回転させる為に用いられる。

図１０、図１１及び図１４～１６を参照して理解したところ、電池交換装置は保護施錠機構１０をさらに備える。保護施錠機構１０はバッテリーパックホルダー６０の一次施錠機構と対向する一側に固設され、施錠リンク２０１の移動経路に設けられ、一次施錠ベース２０３に対する施錠リンク２０１の運動を制限する。保護施錠機構１０は施錠リンク２０１に対して第１位置と第２位置との間を移動可能である。ここで、保護施錠機構１０が第１位置にある時、保護施錠機構１０は施錠リンク２０１に作用して、一次施錠ベース２０３に対する施錠リンク２０１の運動を制限し、保護施錠機構１０が第２位置にある時、保護施錠機構１０は施錠リンク２０１と分離して、一次施錠ベース２０３に対する施錠リンク２０１の運動を許容する。

一次施錠機構２０が施錠軸を施錠する時、保護施錠機構１０は一次施錠ベース２０３に対する施錠リンク２０１の運動を制限することができ、それによって、一次施錠機構２０の施錠効果を向上させることができることで、一次施錠機構２０が施錠軸を確実に施錠することができる。さらに、電気自動車の電池交換の信頼性の向上にも有利である。

図１１、図１４～１８を参照して理解したところ、保護施錠機構１０は第１下部筐体１０１及び施錠ピン１０２を備える。第１下部筐体１０１は一次施錠ベース２０３の施錠軸と対向する一側面に着脱可能に接続され、第１下部筐体１０１の内部には第１収納室１０１１を有し、下部筐体の側壁には、第１収納室１０１１と連通する挿通孔１０１２を有する。施錠ピン１０２は第１収納室１０１１内に位置し、挿通孔１０１２に穿設され、延出状態と没入状態との間で切り替え可能である。ここで、施錠ピン１０２は延出状態にある時、施錠ピン１０２は第１位置にあり、施錠ピン１０２は没入状態にある時、施錠ピン１０２は第２位置にある。施錠ピン１０２の延出及び没入を制御することで、施錠ピン１０２の第１位置と第２位置との切り替えを実現でき、構造が簡単で、実現しやすい。また、図２に示すように、バッテリーパックホルダー６０に貫通孔６０１が設けられ、施錠ピン１０２が貫通孔６０１によって第１位置と第２位置との間で切り替えられる。

保護施錠機構１０は動力ピン１０３、第１電磁誘導素子１０４及び第１弾性素子１０５をさらに備える。動力ピン１０３は、施錠ピン１０２に作用し、施錠ピン１０２と係合又は分離するように施錠ピン１０２に対して運動可能である。第１電磁誘導素子１０４は、動力ピン１０３に設けられ、外部電磁設備の作用により、動力ピン１０３が施錠ピン１０２の没入方向に沿った作用力を施錠ピン１０２に加えるように動力ピン１０３を動かす為に用いられる。第１弾性素子１０５は施錠ピン１０２のキャビティから離れた一端に接続され、施錠ピン１０２と第１収納室１０１１の内壁面との間に当接され、第１弾性素子１０５は施錠ピン１０２の延出方向に沿った作用力を施錠ピン１０２に加える為に用いられる。ここで、第１電磁誘導素子１０４が外部電磁設備と吸着する時、動力ピン１０３は施錠ピン１０２と分離し、没入方向に沿った作用力を施錠ピン１０２に加え、施錠ピン１０２を没入状態にさせ、第１電磁誘導素子１０４が外部電磁設備と分離する時、第１弾性素子１０５は延出方向に沿った作用力を施錠ピン１０２に加え、動力ピン１０３が施錠ピン１０２と係合して施錠ピン１０２を延出状態にさせる。

本実施形態では、第１電磁誘導素子１０４が外部電磁設備と吸着する時、動力ピン１０３は施錠ピン１０２から離れる方向へ運動し、没入方向に沿った作用力を施錠ピン１０２に加えて、施錠ピン１０２を没入させ、施錠ピン１０２が第１弾性素子１０５を押出し、動力ピン１０３が施錠ピン１０２と完全に分離する時、第１弾性素子１０５は回復力を施錠ピン１０２に提供して、施錠ピン１０２を動力ピン１０３と係合するための位置に復帰させる。第１電磁誘導素子１０４が外部電磁設備と分離する時、動力ピン１０３は施錠ピン１０２に近接する方向へ運動して、施錠ピン１０２と係合し、施錠ピン１０２を延出状態にさせる。また、本実施形態では、磁気吸着の方式によって動力ピン１０３と施錠ピン１０２の係合及び分離を制御し、さらに施錠ピン１０２の延出及び没入を制御し、制御方法が簡単で、制御効率が高い。

施錠ピン１０２は実行部１０２１及び接続部１０２２を有する。接続部１０２２は実行部１０２１の一次キャビティ２０４から離れた一端に接続され、動力ピン１０３を収納するための第２収納室１０２３を有する。ここで、第１弾性素子１０５は、接続部１０２２の実行部１０２１から離れた一端に接続され、接続部１０２２と第１収納室１０１１の内壁面との間に当接され、延出方向に沿った作用力を接続部１０２２に加える。動力ピン１０３が施錠ピン１０２と係合する時、動力ピン１０３の施錠ピン１０２に近接する一端が第２収納室１０２３に係合され、内嵌接続に属し、占有空間が少ない。

本実施形態では、接続部１０２２の長さ方向と動力ピン１０３との高さ方向は第１夾角をなし、第２収納室１０２３は動力ピン１０３の高さ方向に沿って延伸することで、動力ピン１０３は施錠ピン１０２に対して動力ピン１０３の高さ方向に沿って運動する。

動力ピン１０３はその高さ方向に沿ってヘッド端及びテール端を有し、動力ピン１０３のヘッド端が第２収納室１０２３に嵌着され、第１電磁誘導素子１０４が動力ピン１０３のテール端に設けられる。第２収納室１０２３の内壁面に第１傾斜部１０２４を有し、動力ピン１０３のヘッド端には、第１傾斜部１０２４と一致する第２傾斜部１０３２を有する。ここで、動力ピン１０３が施錠ピン１０２と係合する時、第１傾斜部１０２４は第２傾斜部１０３２に密着し、動力ピン１０３が施錠ピン１０２と分離する時、第２傾斜部１０３２は第１傾斜部１０２４に対して下へと運動し、没入方向に沿った作用力を施錠ピン１０２に加えて、施錠ピン１０２を没入状態にさせる。

本実施形態では、第１傾斜部１０２４と第２傾斜部１０３２の協働を巧妙に利用し、動力ピン１０３が施錠ピン１０２から離れる方向へ運動する時、第１傾斜部１０２４は第２傾斜部１０３２に対してスライドし、第１傾斜部１０２４が第２傾斜部１０３２に加える摩擦力を没入方向に沿った分力に分解でき、該分力の作用で、施錠ピン１０２が没入する。

第２収納室１０２３の内壁面には凹部１０２５をさらに有し、動力ピン１０３のヘッド端は凹部１０２５に一致する突出部を有する。第２収納室１０２３の内壁面には２つの第１傾斜部１０２４を有し、２つの第１傾斜部１０２４が凹部１０２５の両側に対向して設けられる。本実施形態では、凹部１０２５は動力ピン１０３に対する制限作用を発揮でき、動力ピン１０３と施錠ピン１０２の確実な係合に有利であり、それによって施錠ピン１０２の安定的な延出に有利であり、それによって施錠軸の確実な施錠に有利である。

第１電磁誘導素子１０４は動力ピン１０３のテール端に嵌着される。このようにして、第１電磁誘導素子１０４は動力ピン１０３の外部の空間を別途占有することがなく、空間利用率の向上に有利である。また、第１電磁誘導素子１０４の保護にも有利である。

また、動力ピン１０３のテール端に第２弾性素子１０６がスリーブされ、第２弾性素子１０６は接続部１０２２に近接する方向に沿った作用力を動力ピン１０３に加え、ここで、第２弾性素子１０６が動力ピン１０３に加える作用力は動力ピン１０３の重力よりも大きい。本実施形態では、動力ピン１０３が施錠ピン１０２と係合する時、第２弾性素子１０６が動力ピン１０３に加える作用力によって、動力ピン１０３が重力の作用で脱落することを回避し、それによって動力ピン１０３と施錠ピン１０２との係合の信頼性をさらに向上させる。動力ピン１０３が施錠ピン１０２に近接する方向へ運動する必要がある時、第２弾性素子１０６が動力ピン１０３に加える作用力は動力ピン１０３の重力に抵抗して、動力ピン１０３を施錠ピン１０２に近接する方向へ確実に運動させることができる。

保護施錠機構１０は第２下部筐体１０７をさらに備え、第２下部筐体１０７は第１下部筐体１０１の底部に接続され、第３収納室１０７１を有し、第３収納室１０７１が第１収納室１０１１と連通し、動力ピン１０３が第３収納室１０７１内に位置する。第２下部筐体１０７の中心軸線と第１下部筐体１０１の中心軸線は第２夾角をなし、第２夾角は第１夾角に等しい。

また、動力ピン１０３の外壁面には、第２弾性素子１０６の両端に対応する位置にそれぞれストッパ部１０３１が設けられ、第２弾性素子１０６が２つのストッパ部１０３１の間に係設される。つまり、本実施形態では、第２弾性素子１０６全体は動力ピン１０３の外壁面にスリーブされ、且つ第２弾性素子１０６はスプリングである。ここで、ストッパ部１０３１の主な作用は動力ピン１０３の高さ方向における第２弾性素子１０６の運動を制限するように第２弾性素子１０６を位置決めするものである。

また、保護施錠機構１０は、第１下部筐体１０１に圧設して着脱可能に接続される上部筐体１０８をさらに備える。上部筐体１０８は施錠ピン１０２、動力ピン１０３等に対して固定及び保護作用を発揮できる。上部筐体１０８は第４収納室１０８１を有し、第４収納室１０８１内に第１センサ１０８２が設けられ、実行部１０２１に第２電磁誘導素子１０２６が設けられる。ここで、第１センサ１０８２は第２電磁誘導素子１０２６に作用して、実行部１０２１の延出状態を検出する。第４収納室１０８１内に第２センサ１０８３が設けられ、第２センサ１０８３は第２電磁誘導素子１０２６に作用して、実行部１０２１の没入状態を検出する。ここで、第２センサ１０８３は第１センサ１０８２よりも動力ピン１０３に近接している。第１センサ１０８２、第２センサ１０８３及び第２電磁誘導素子１０２６によって、施錠ピン１０２が何時延出状態、没入状態にあることを確実に検出でき、一次施錠機構２０によるバッテリーパックの解錠及び施錠に有利である。また、本実施形態では、第１電磁誘導素子１０４及び第２電磁誘導素子１０２６はともに磁性鋼である。

また、本実施形態では、保護施錠機構１０は動力ピン１０３を電磁吸着することで施錠ピン１０２の延出及び没入を実現し、且つ施錠ピン１０２の延出及び没入は同一直線方向上にある。ほかの代替可能な実施形態では、ほかの駆動方式（非電磁駆動方式）によって施錠ピン１０２の延出及び没入を実現してもよく、施錠ピン１０２の移動経路を曲線にしてもよく、施錠ピン１０２以外の構造、例えばクランク機構、ロッカー機構によって、保護施錠機構を第１位置と第２位置との間で切り替えることができる。

図１０及び図１９を参照して理解したところ、電池交換装置は複数の支持機構４０をさらに備える。複数の支持機構４０は、バッテリーパックホルダー６０のバッテリーパックを向く一側に固設され、バッテリーパックを支持する複数の支持点を提供する為に用いられる。具体的には、支持機構４０は支持ベース４０１を備え、支持ベース４０１には、支持開口４０２及び支持開口４０２から延伸する支持溝４０３が設けられ、支持開口４０２はバッテリーパックに取付られた支持部が支持溝４０３に入るためのものである。複数の支持機構４０は、バッテリーパックホルダー６０におるバッテリーパックホルダー６０の長さ方向の両側に分布し、バッテリーパックホルダー６０の両側に設置される支持機構４０は一対一対応して対向して設けられる。バッテリーパックホルダー６０内にバッテリーパックホルダー６０の長さ方向の両側にそれぞれ施錠機構が設けられ、同一側に位置する支持機構４０と施錠機構が間隔をあけて設置される。支持機構４０はバッテリーパックに対して支持する役割を果たせ、バッテリーパックとバッテリーパックホルダー６０との取付が簡単になり、施錠機構の施錠効果の向上に有利であり、それによって電気自動車の電池交換の信頼性の向上に有利である。

また、本実施形態では、図１０中のバッテリーパックホルダー６０に、電池交換設備を感知し、車体側電気コネクタ５０と電池側電気コネクタとの電気的接続を遮断するように制御するための電池交換センサ（図示せず）がさらに設けられる。電池交換設備がバッテリーパックをバッテリーパックホルダー６０から取り外す時、電池交換センサは車体側電気コネクタ５０と電池側電気コネクタとの電気的接続を遮断することができ、それによって電気自動車を保護することができる。

本実施例は電池交換装置の取付方法をさらに開示し、取付方法は、
施錠軸がバッテリーパックの高さ方向に沿って施錠機構内で所定の位置に上昇するまでに、バッテリーパックをバッテリーパックホルダーの底部からバッテリーパックの高さ方向に沿ってバッテリーパックホルダーに装着するステップ１と、
施錠軸がバッテリーパックの長さ方向に沿って施錠機構内で施錠点に到達するまでに、バッテリーパックをその長さ方向に前へと運動させるステップ２と、を含む。

本実施例に係る電池交換装置については、バッテリーパックの施錠軸が施錠機構内で所定の位置に施錠した後、電池側電気コネクタが確実に車体側電気コネクタと電気的に接続でき、それによって該電池交換装置を利用して電気自動車の電池交換の信頼性及び電池交換効率を向上させることができる。

以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、当業者であれば、これらは単に例示的な説明であり、本発明の原理及び趣旨を逸脱せずに、これらの実施形態に対して種々の変更や変形を行うことができると理解できるだろう。従って、本発明の保護範囲は特許請求の範囲により定められている。

実施例１
電池ホルダー：１０；固定ブラケット：１１；フレーム：１１０；ブラケット開口：１１１；仮接続部品：１１２；一次施錠機構：１２；施錠リンク：１２０；一次施錠舌片：１２１；一次施錠ベース：１２２；一次開口：１２３；一次キャビティ：１２４；二次施錠機構：１３；二次施錠舌片：１３０；二次施錠舌片本体：１３００；二次施錠舌片拡張部：１３０１；二次施錠ベース：１３１；二次開口：１３２；二次キャビティ：１３３；二次復帰部材：１３４；支持装置：１４；支持ベース：１４０；支持開口：１４１；支持溝：１４２；弾性部材：１４３；弾性パッド：１４３０；
弾性ヘッド：１４３１；位置決め孔：１４４；位置決めピン：１４５；取付孔：１４６；バッテリーパックアセンブリ：３０；バッテリーパック：３１；一次施錠軸：３２；二次施錠軸：３３；支持部：３４；支持軸：３４０；軸本体：３４００；フランジ部：３４０１；軸スリーブ：３４１；ガスケット：３４２；電磁誘導素子：３４３；凹部：３４４；固定ブラケットの幅方向：Ｗ；固定ブラケットの長さ方向：Ｌ
実施例２
１０保護施錠機構；１０１第１下部筐体；１０１１第１収納室；１０１２挿通孔；１０２施錠ピン；１０２１実行部；１０２２接続部；１０２３第２収納室；１０２４第１傾斜部；１０２５凹部；１０２６第２電磁誘導素子；１０３動力ピン；１０３１ストッパ部；１０３２第２傾斜部；１０４第１電磁誘導素子；１０５第１弾性素子；１０６第２弾性素子；１０７第２下部筐体；１０７１第３収納室；１０８上部筐体；１０８１第４収納室；１０８２第１センサ；１０８３第２センサ；２０一次施錠機構；２０１施錠リンク；２０２一次施錠舌片；２０３一次施錠ベース；２０４一次キャビティ；２０５解錠塊；３０二次施錠機構；３０１二次施錠ベース；３０１１二次開口；３０１２二次キャビティ；３０２二次施錠舌片；３０２１二次施錠舌片本体；３０２２二次施錠舌片拡張部；３０３二次復帰部材；４０支持機構；４０１支持ベース；４０２支持開口；４０３支持溝；５０車体側電気コネクタ；５０１配線端子；５０２電気接触端子；６０バッテリーパックホルダー；６０１貫通孔；６０２バッテリーパック収容室；７０ワイヤーハーネス

Claims (18)

1. 電気自動車の車体に取付られてバッテリーパックを固定し、固定ブラケット及び施錠機構を備え、前記施錠機構が前記固定ブラケットに固設され、前記固定ブラケットのバッテリーパックを向く一側に固設され、前記バッテリーパックを支持する複数の支持点を提供する為に用いられる複数の支持装置を備える電池ホルダーを備える電池交換装置であって、
   前記固定ブラケットには、バッテリーパックを収容するバッテリーパック収容室が形成され、前記バッテリーパックの両側に施錠軸が設けられ、前記施錠機構が前記バッテリーパック収容室の両側に固設され、
   前記電池交換装置は、前記バッテリーパック収容室内に設けられ、前記バッテリーパックの電池側電気コネクタを向く車体側電気コネクタをさらに備え、前記車体側電気コネクタ及び前記電池側電気コネクタはそれぞれ複数の対応する極柱を有し、
   ここで、前記バッテリーパックの施錠軸が前記バッテリーパックの高さ方向に前記施錠機構内で所定の位置に上昇するとき、前記施錠機構内での前記バッテリーパックの長さ方向に沿った前記施錠軸と施錠点との距離は、前記電池側電気コネクタと、前記車体側電気コネクタとの間の前記バッテリーパックの長さ方向に沿った隙間よりも大きくなり、
   前記施錠軸が前記施錠機構の施錠点に到達すると、前記電池側電気コネクタの極柱が前記車体側電気コネクタの極柱に当接する、
   ことを特徴とする電池交換装置。
2. 前記施錠機構内での前記バッテリーパックの長さ方向に沿った前記施錠軸と施錠点との距離は第１距離であり、前記電池側電気コネクタの高電圧極柱と、前記車体側電気コネクタの高電圧極柱との間の前記バッテリーパックの長さ方向に沿った隙間は第２距離であり、
   前記車体側電気コネクタの低電圧極柱の高さは、前記車体側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、且つ前記車体側電気コネクタの低電圧極柱と前記車体側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差は第１距離と第２距離との差分以下であり、
   又は、前記電池側電気コネクタの低電圧極柱の高さは前記電池側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、且つ前記電池側電気コネクタの低電圧極柱と前記電池側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差は第１距離と第２距離との差分以下であり、
   好ましくは、前記車体側電気コネクタの低電圧極柱と前記車体側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差の範囲は０～２ｍｍである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池交換装置。
3. 前記施錠機構内での前記バッテリーパックの長さ方向に沿った前記施錠軸と施錠点との距離は第１距離であり、前記電池側電気コネクタの高電圧極柱と、前記車体側電気コネクタの高電圧極柱との間の前記バッテリーパックの長さ方向に沿った隙間は第２距離であり、
   前記車体側電気コネクタの低電圧極柱の高さは前記車体側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、且つ前記電池側電気コネクタの低電圧極柱の高さは前記電池側電気コネクタの高電圧極柱の高さよりも低く、
   前記車体側電気コネクタの低電圧極柱と前記車体側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差と、前記電池側電気コネクタの低電圧極柱と前記電池側電気コネクタの高電圧極柱との高さ差との和は、第１距離と第２距離との差分以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池交換装置。
4. 前記車体側電気コネクタは前記電池側電気コネクタとのフローティング電気接続に用いられ、
   好ましくは、前記車体側電気コネクタの高電圧極柱は電気接触端子及び配線端子を有し、
   ここで、前記高電圧極柱の前記電気接触端子の端面に凹溝が設けられ、前記凹溝が前記高電圧極柱の軸方向に内へと凹み、前記凹溝内に導電弾性部品が嵌着され、前記導電弾性部品が前記電気接触端子の接触面から突出し、
   好ましくは、前記導電弾性部品は導電スプリングである、
   ことを特徴とする請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の電池交換装置。
5. 前記施錠機構は施錠ベースを備え、前記施錠ベースには、開口、及び前記開口から延伸するキャビティが設けられ、前記開口は前記施錠軸が前記キャビティに入るためのものであり、
   前記電池ホルダーは、前記開口の上方に位置する上部到達収容室を有し、前記上部到達収容室内に、前記施錠軸が前記開口を通過して前記バッテリーパックの高さ方向に前記施錠機構内で所定の位置に上昇したか否かを検出するための上部到達センサが設けられ、
   及び／又は、前記電池ホルダーは、前記キャビティの前端に位置する前部到達収容室を有し、前記前部到達収容室内には、前記施錠軸が前記キャビティの前端に入って前記バッテリーパックの長さ方向に前記施錠機構内で所定の位置に施錠したか否かを検出するための前部到達センサが設けられ、
   好ましくは、前記電池ホルダー内に前記電池ホルダーの長さ方向の両側にそれぞれ２つの前記施錠機構が設けられ、前記電池ホルダーの同一側に位置する２つの前記施錠機構は間隔をあけて設けられ、それぞれ一次施錠機構及び二次施錠機構であり、前記車体側電気コネクタは前記電池ホルダー内に前記電池ホルダーの幅方向の一側壁に設けられ、ここで、前記電池ホルダーの長さ方向は前記バッテリーパックの長さ方向に平行である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池交換装置。
6. 前記電池交換装置は、
   前記電池ホルダーの前記一次施錠機構と対向する一側に固設され、前記一次施錠機構の施錠リンクの移動経路に設けられ、前記一次施錠機構の一次施錠ベースに対する前記施錠リンクの運動を制限するための保護施錠機構をさらに備え、
   好ましくは、前記保護施錠機構は、前記施錠リンクに対して第１位置と第２位置との間を移動可能であり、
   ここで、前記保護施錠機構が前記第１位置にあるとき、前記保護施錠機構は前記施錠リンクに作用して、前記一次施錠ベースに対する前記施錠リンクの運動を制限し、
   前記保護施錠機構が前記第２位置にあるとき、前記保護施錠機構は前記施錠リンクと分離して、前記一次施錠ベースに対する前記施錠リンクの運動を許容し、
   好ましくは、前記保護施錠機構は、
   前記一次施錠ベースの前記施錠軸と対向する一側面に着脱可能に接続され、内部に収納室を有し、側壁に前記収納室と連通する挿通孔を有する下部筐体と、
   前記収納室内に位置し、施錠ピンに穿設され、延出状態と没入状態との間で切り替え可能である前記施錠ピンと、を備え、前記施錠ピンが前記延出状態にあるとき、前記施錠ピンが前記第１位置にあり、前記施錠ピンが前記没入状態にあるとき、前記施錠ピンが前記第２位置にあり、
   好ましくは、前記保護施錠機構は、
   前記施錠ピンに作用し、外力作用で前記施錠ピンに対して運動して前記施錠ピンと係合又は分離することが可能である動力ピンをさらに備え、
   ここで、前記動力ピンが前記施錠ピンと分離するとき、前記動力ピンは没入方向に沿った作用力を前記施錠ピンに加えて、前記施錠ピンを前記没入状態にさせ、
   前記動力ピンが前記施錠ピンと係合するとき、前記施錠ピンは前記延出状態にある、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電池交換装置。
7. 前記電池ホルダーには、前記上部到達センサによって検出された上部到達信号、前記前部到達センサによって検出された前部到達信号を電池交換設備に伝送するワイヤーハーネスがさらに設けられる、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電池交換装置。
8. 前記電池交換装置は、
   前記電池ホルダーの前記バッテリーパックを向く一側に固設され、前記バッテリーパックを支持する複数の支持点を提供するための複数の支持機構をさらに備え、
   好ましくは、前記支持機構は、
   支持開口、及び前記支持開口から延伸する支持溝が設けられ、前記支持開口は前記バッテリーパックに取付られた支持部が前記支持溝に入るためのものである支持ベースを備え、
   好ましくは、複数の前記支持機構は前記電池ホルダー内に前記電池ホルダーの長さ方向の両側に分布し、且つ前記電池ホルダーの両側に設置される前記支持機構は一対一対応して対向して設けられ、
   前記電池ホルダー内に前記電池ホルダーの長さ方向の両側にそれぞれ前記施錠機構が設けられ、同一側に位置する前記支持機構と前記施錠機構は間隔をあけて設置される、
   ことを特徴とする請求項１～請求項７のうちいずれか一項に記載の電池交換装置。
9. 前記電池ホルダーは、
   前記電池ホルダーに設けられ、電池交換設備を感知し、且つ前記車体側電気コネクタと前記電池側電気コネクタとの電気的接続を遮断するように制御する電池交換センサをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１～請求項８のうちいずれか一項に記載の電池交換装置。
10. 前記施錠機構は施錠ベースを備え、前記施錠ベースには、開口及び前記開口から延伸するキャビティが設けられ、前記開口は、前記バッテリーパックに取付られた施錠軸が前記キャビティに入るためのものであり、
    前記支持装置に支持溝が設けられ、前記支持溝の下面が前記キャビティの下面と同一平面上にある、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電池交換装置。
11. 前記支持装置には、支持溝が設けられ、
    前記支持装置は、
    支持ベースを備え、前記支持ベースに、支持開口、及び前記支持開口から延伸する前記支持溝が設けられ、前記支持開口は前記バッテリーパックに取付られた支持部が前記支持溝に入るためのものであり、
    好ましくは、前記固定ブラケットは、前記支持開口の上方に位置する上部到達収容室を有し、前記上部到達収容室内には、前記バッテリーパックの支持部が前記支持開口を通過したか否かを検出するための上部到達センサが設けられ、
    及び／又は、前記固定ブラケットは、前記支持溝の前端に位置する前部到達収容室を有し、前記前部到達収容室内には、前記バッテリーパックの支持部が前記支持溝の前端に入ったか否かを検出するための前部到達センサが設けられる、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項１０に記載の電池交換装置。
12. 前記支持装置は、少なくとも一部が前記支持溝内に位置し、前記バッテリーパックの支持部に当接する為に用いられる弾性部材をさらに備え、
    好ましくは、前記弾性部材は順に接続される弾性パッド、弾性ハンドル及び弾性ヘッドを備え、
    前記弾性パッドは前記支持溝内に位置し、前記バッテリーパックの支持部に当接する為に用いられ、
    前記弾性ハンドルは前記支持ベースに穿設され、且つ前記支持ベースの壁部が前記弾性パッドと前記弾性ヘッドとの間に係設される、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電池交換装置。
13. 前記支持ベースに位置決め孔が設けられ、前記支持装置は、前記位置決め孔外に部分的に位置し、前記位置決め孔に締り嵌めされる位置決めピンをさらに備え、
    及び／又は、前記支持ベースには取付孔が設けられ、前記取付孔がねじ孔であり、前記支持ベースが前記取付孔によって前記固定ブラケットに着脱可能に接続され、
    及び／又は、前記支持開口はラッパ口状である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電池交換装置。
14. 複数の前記支持装置は、前記固定ブラケット内に前記固定ブラケットの長さ方向の両側に分布しており、
    好ましくは、それぞれ前記固定ブラケットの両側に位置する前記支持装置は数が同じであり、且つ前記固定ブラケットの両側に設けられる前記支持装置は一対一対応して対向して設けられ、
    及び／又は、前記固定ブラケット内に前記固定ブラケットの長さ方向の両側にそれぞれ前記施錠機構が設けられ、同一側に位置する前記支持装置と前記施錠機構が間隔をあけて設けられ、
    好ましくは、同一側に位置する前記支持装置及び前記施錠機構のうち、前記固定ブラケットの長さ方向において、前記支持装置は前記固定ブラケットの両端に分布し、前記施錠機構は前記固定ブラケットの中部に位置する、
    ことを特徴とする請求項１、請求項１０～請求項１３のうちいずれか一項に記載の電池交換装置。
15. 前記固定ブラケット内に前記固定ブラケットの長さ方向の両側にそれぞれ２つの前記施錠機構が設けられ、前記固定ブラケットの同一側に位置する２つの前記施錠機構は間隔をあけて設けられ、それぞれ一次施錠機構及び二次施錠機構であり、
    好ましくは、前記一次施錠機構は施錠リンク、少なくとも１つの一次施錠舌片、及び少なくとも１つの一次施錠ベースを備え、前記一次施錠ベースは前記固定ブラケットに固設され、一次開口及び前記一次開口から延伸する一次キャビティが設けられ、前記一次開口は、前記バッテリーパックに取付られた一次施錠軸が前記一次キャビティに入るためのものであり、施錠リンクは、少なくとも１つの前記一次施錠舌片に回転可能に接続され、外力作用により前記一次施錠舌片が回転させるように前記一次施錠舌片を動かすことにより、前記一次施錠舌片を前記一次施錠ベースに対して回転可能にして一次解錠状態と一次施錠状態との間で変化させ、前記一次施錠舌片が前記一次施錠状態にあるとき、前記一次施錠舌片は前記一次施錠軸が前記一次開口から前記一次キャビティを離れることを阻止でき、
    及び／又は、前記二次施錠機構は、
    前記固定ブラケットに固設され、二次開口、及び前記二次開口から延伸する二次キャビティが設けられ、前記二次開口は前記バッテリーパックに取付られた二次施錠軸が前記二次キャビティに入るためのものである二次施錠ベースと、
    前記二次施錠ベースに対して回転可能で解錠状態と施錠状態との間で変化する二次施錠舌片であって、固定して接続される二次施錠舌片本体及び二次施錠舌片拡張部を備え、前記二次施錠舌片拡張部が前記二次施錠ベースの外部に位置し、前記二次施錠舌片が前記施錠状態にあるとき、前記二次施錠舌片本体は前記二次施錠軸が前記二次開口から前記二次キャビティを離れることを阻止できる二次施錠舌片と、
    前記二次施錠ベースに設けられ、前記二次施錠舌片に作用し、弾性変形可能であり、前記二次施錠舌片を施錠方向に回転させて前記解錠状態から前記施錠状態に復帰させるための二次復帰部材と、を備える、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電池交換装置。
16. 前記固定ブラケットはフレーム及び仮接続部品を備え、前記フレーム内に前記固定ブラケットの幅方向の一側にブラケット開口を有し、前記仮接続部品は前記フレーム内の、前記ブラケット開口の両端に位置する部位に着脱可能に接続され、且つ前記ブラケット開口をカバーし又は前記ブラケット開口内に位置し、
    及び／又は、前記電池ホルダーは、前記固定ブラケットに設置され、電池交換設備の位置信号を検出し、且つ前記位置信号をコントローラに伝送するための急速交換センサをさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１、請求項１０～請求項１５のうちいずれか一項に記載の電池交換装置。
17. 前記施錠軸が前記バッテリーパックの高さ方向に沿って前記施錠機構内で所定の位置に上昇するまでに、前記バッテリーパックを前記電池ホルダーの底部から前記バッテリーパックの高さ方向に沿って前記電池ホルダーに装着するステップＳ１と、
    前記施錠軸が前記バッテリーパックの長さ方向に沿って前記施錠機構内で前記施錠点に到達するまでに、前記バッテリーパックをその長さ方向に前へと運動させるステップＳ２と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の電池交換装置の取付方法。
18. バッテリーパック及び施錠軸を備えるバッテリーパックアセンブリを備え、前記施錠軸が前記バッテリーパックに取付られる電気自動車であって、
    電気自動車の車体に取付られてバッテリーパックを固定し、固定ブラケット及び施錠機構を備え、前記施錠機構が前記固定ブラケットに固設され、前記固定ブラケットのバッテリーパックを向く一側に固設され、前記バッテリーパックを支持する複数の支持点を提供する為に用いられる複数の支持装置を備える電池ホルダーをさらに備え、
    前記バッテリーパックアセンブリは前記電池ホルダーに取付られ、前記施錠軸は前記施錠機構内に位置し、
    前記バッテリーパックアセンブリは複数の支持部をさらに備え、複数の前記支持部は、前記バッテリーパックに取付られ、複数の前記支持装置に一対一対応して設置され、前記支持装置は対応する前記支持部を支持する為に用いられる、
    前記施錠機構は、開口、及び前記開口から延伸するキャビティが設けられる施錠ベースを備え、前記開口は前記施錠軸が前記キャビティに入るためのものであり、前記施錠軸は前記キャビティ内に位置し、
    前記支持装置は、支持開口、及び前記支持開口から延伸する支持溝が設けられる支持ベースを備え、前記支持開口は前記支持部が前記支持溝に入るためのものであり、
    前記支持部は、前記支持ベースに圧設され、且つ前記支持溝内に位置する支持軸を備え、
    好ましくは、前記支持部は、前記支持軸に回転可能にスリーブされる軸スリーブをさらに備え、
    好ましくは、前記軸スリーブの材質は弾性材質であり、
    及び／又は、前記支持部は、前記支持軸にスリーブされ、且つ前記軸スリーブの一端に圧設されるガスケットをさらに備え、
    及び／又は、前記支持軸は、軸本体及びフランジ部を備え、前記フランジ部は前記軸本体の一端に同軸に設置され、前記軸スリーブは前記軸本体にスリーブされ、前記フランジ部は前記バッテリーパックに着脱可能に接続され、
    及び／又は、前記支持軸に電磁誘導素子が設けられ、前記電磁誘導素子は、好ましくは磁性鋼であり、
    前記固定ブラケットは、前記支持開口の上方に位置する上部到達収容室を有し、前記上部到達収容室内には、前記電磁誘導素子に作用し、前記バッテリーパックの支持部が前記支持開口を通過したか否かを検出するための上部到達センサが設けられ、
    及び／又は、前記固定ブラケットは、前記支持溝の前端に位置する前部到達収容室を有し、前記前部到達収容室内には、前記電磁誘導素子に作用し、前記バッテリーパックの支持部が前記支持溝の前端に入ったか否かを検出するための前部到達センサが設けられ、
    好ましくは、前記支持軸の前記バッテリーパックから離れた一端に凹部が設けられ、前記電磁誘導素子は前記凹部内に位置し、前記支持軸の前記バッテリーパックから離れた両端面と同一平面上にあり、
    及び／又は、前記支持部は、
    前記支持装置に圧設される支持軸と、
    前記支持軸に回転可能にスリーブされる軸スリーブと、を備え、
    好ましくは、前記電気自動車は車台をさらに備え、前記電池ホルダーは前記車台に固定される、
    ことを特徴とする電気自動車。

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