一种快换电池用锁止机构及汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种快换电池用锁止机构及汽车。

背景技术

新能源汽车以动力电池作为驱动源，而动力电池充电时间长、续航里程短，是制约新能源汽车发展的关键因素。

动力电池的充电很难在短时间内完成。因此，目前保证新能源汽车能够在短时间内补充电能的主要方案是“换电”，即用预先充满电的动力电池替换汽车上的需要补充电能的动力电池，从而达到快速补充电能的目的。

但是，现有技术中，动力电池通过螺栓安装在车身上，且连接螺栓的数量较多，导致更换动力电池时需要对多个连接螺栓进行拆装，进而导致动力电池更换时操作繁琐，效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快换电池用锁止机构及汽车，以解决现有技术中存在的动力电池更换时操作繁琐、效率低的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种快换电池用锁止机构，包括：

车身连接组件，包括车身支架和浮动连接于所述车身支架上的第一锁止件，所述车身支架被配置为安装于汽车车身上；

电池连接组件，包括第二锁止件，所述第二锁止件被配置为安装于动力电池上，所述第一锁止件和所述第二锁止件二者中的一个为锁止销，另一个为锁止芯，所述锁止芯内设置有开口大小能够调节的锁止孔，所述锁止销能够插入所述锁止孔内；

加解锁件，与所述锁止芯连接，所述加解锁件能够调节所述锁止孔的开口大小以将所述锁止销与所述锁止孔锁定或者解锁。

可选地，所述第一锁止件为所述锁止销，所述第二锁止件为所述锁止芯，所述电池连接组件还包括具有内腔的固定锁套，所述固定锁套被配置为安装于所述动力电池上，所述锁止芯包括呈圆周且间隔设置的多个调节瓣体，多个所述调节瓣体的内壁围设形成所述锁止孔，所述调节瓣体的外侧面与所述固定锁套之间形成至少线接触，所述加解锁件能够带动所述调节瓣体相对所述内腔伸出或者缩回，以调节所述锁止孔的开口大小。

可选地，所述锁止芯还包括锁止芯本体，所述锁止芯本体活动设于所述内腔内，多个所述调节瓣体沿所述锁止芯本体的端面周向设置且所述调节瓣体的外侧面与所述锁止芯本体的外侧面之间的夹角为钝角，所述加解锁件与所述锁止芯本体连接且能够带动所述锁止芯本体沿所述内腔的轴线方向运动。

可选地，所述加解锁件包括外螺纹轴，所述外螺纹轴连接于所述固定锁套并伸入所述内腔内与所述锁止芯本体螺纹连接，所述锁止芯本体与所述外螺纹轴形成丝杠螺母副，所述外螺纹轴能够绕自身轴线转动以带动所述调节瓣体相对所述内腔伸出或者缩回。

可选地，所述锁止芯本体的外侧壁凸设有防转动块，所述内腔的内侧壁上设置有沿所述内腔的轴线方向延伸的导向槽，所述防转动块卡接于所述导向槽内。

可选地，所述外螺纹轴上还套设有轴挡圈，所述固定锁套内设置有与所述轴挡圈配合的轴挡圈卡槽。

可选地，所述第一锁止件为所述锁止销，所述第二锁止件为所述锁止芯，所述锁止销包括：

导向头，沿靠近所述锁止孔的方向，所述导向头的横截面的直径逐渐减小；

锁紧部，同轴连接于所述导向头远离所述锁止孔的一端，沿靠近所述锁止孔的方向，所述导向头的横截面的直径逐渐增大；

所述锁止销锁止于所述锁止孔内时，所述锁止孔能够收缩直至所述锁止孔的内侧壁与所述锁紧部的侧面抵紧。

可选地，所述锁止销还包括浮动轴，所述浮动轴同轴设于所述锁紧部远离所述导向头的一端，所述浮动轴浮动连接于所述车身支架上。

可选地，所述锁止销还包括限位端盖，所述限位端盖同轴设于所述浮动轴远离所述锁紧部的一端；

所述车身支架上设置有与所述浮动轴配合的连接孔，所述限位端盖的直径大于所述连接孔的直径，所述浮动轴能够沿所述连接孔的径向浮动，所述浮动轴穿过所述连接孔，所述锁紧部位于所述连接孔靠近所述锁止孔的一侧，所述限位端盖位于所述连接孔的另一侧。

一种汽车，包括上述的快换电池用锁止机构，所述车身支架连接于所述汽车的车架上，所述第二锁止件安装于所述汽车的动力电池上。

本发明提出的快换电池用锁止机构在使用时，将车身连接组件的车身支架安装于汽车车身上，将电池连接组件的第二锁止件安装于动力电池上，将动力电池安装于汽车车身上时，通过加解锁件将锁止孔的开口调大，当锁止销插入锁止芯后通过加解锁件将锁止孔的开口调小，将锁止销与锁止孔锁定，从而快速完成动力电池在汽车车身上的安装。同时，将第一锁止件浮动连接于车身支架上，从而能够抵消车身和电池之间的公差，加快动力电池的安装速度。当需要更换动力电池时，通过加解锁件将锁止孔的开口调大，将锁止销从锁止芯内抽出，实现动力电池与车身的分离，并安装新的动力电池。

本发明提出的汽车采用上述的换电池用锁止机构，更改快速完成动力电池的更换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的快换电池用锁止机构的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的快换电池用锁止机构的分解结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的锁止芯的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的电池连接组件的剖面图；

图5是本发明实施例一提供的车身连接组件锁止于电池连接组件时的剖视图。

图中：

1、车身连接组件；

11、车身支架；111、连接孔；112、限位端盖挡板；

12、锁止销；121、导向头；122、锁紧部；123、浮动轴；124、限位端盖；125、过渡部；

2、电池连接组件；

21、锁止芯；211、锁止孔；212、调节瓣体；2121、第二斜面；213、锁止芯本体；2131、防转动块；

22、固定锁套；221、内腔；2211、导向槽；2212、第一斜面；222、连接法兰；

3、加解锁件；31、外螺纹轴；32、轴挡圈；33、螺帽。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1-图5，本实施例提供一种快换电池用锁止机构，用于实现动力电池在新能源汽车上的快拆快换。

具体地，本实施例中，快换电池用锁止机构包括车身连接组件1、电池连接组件2和加解锁件3。

其中，车身连接组件1包括车身支架11和浮动连接于车身支架11上的第一锁止件，车身支架11被配置为安装于汽车车身上。

电池连接组件2包括第二锁止件，第二锁止件被配置为安装于动力电池上，第一锁止件和第二锁止件二者中的一个为锁止销12，另一个为锁止芯21，锁止芯21内设置有开口大小能够调节的锁止孔211，锁止销12能够插入锁止孔211内。

加解锁件3与锁止芯21连接，加解锁件3能够调节锁止孔211的开口大小以将锁止销12与锁止孔211锁定或者解锁。

本实施例提供的快换电池用锁止机构在使用时，将车身连接组件1的车身支架11安装于汽车车身上，将电池连接组件2的第二锁止件安装于动力电池上，将动力电池安装于汽车车身上时，通过加解锁件3将锁止孔211的开口调大，当锁止销12插入锁止芯21后通过加解锁件3将锁止孔211的开口调小，将锁止销12与锁止孔211锁定，从而快速完成动力电池在汽车车身上的安装。同时，将第一锁止件浮动连接于车身支架11上，从而能够抵消车身和电池之间的公差，加快动力电池的安装速度。

当需要更换动力电池时，通过加解锁件3将锁止孔211的开口调大，将锁止销12从锁止芯21内抽出，实现动力电池与车身的分离，并安装新的动力电池。

优选地，为了便于操作，本实施例中，第一锁止件为锁止销12，第二锁止件为锁止芯21，也即加解锁件3安装于动力电池上。

进一步地，电池连接组件2还包括具有内腔221的固定锁套22，固定锁套22被配置为安装于动力电池上。

锁止芯21包括呈圆周且间隔设置的多个调节瓣体212，多个调节瓣体212的内壁围设形成锁止孔211，调节瓣体212的外侧面与固定锁套22之间形成至少线接触，加解锁件3能够带动调节瓣体212相对内腔221伸出或者缩回，以调节锁止孔211的开口大小。

通过将多个调节瓣体212间隔设置，使得相邻的两个调节瓣体212之间存在调节间隙，为调节瓣体212提供变形空间。

调节瓣体212的外侧面与固定锁套22之间形成线接触时，调节瓣体212的外侧面与内腔221的开口端的内圆抵接。多个调节瓣体212伸出或者缩回，内腔221的开口端的内圆能够调节多个调节瓣体212的聚拢程度，从而调节锁止孔211的开口大小。

优选地，本实施例中，每一调节瓣体212的外侧面均与固定锁套22形成斜面接触，使得固定锁套22的内壁能够对调节瓣体212提供稳定的反作用力，从而使得调节瓣体212变形，当加解锁件带动调节瓣体212相对内腔221伸出或者缩回，调节瓣体212与锁止孔211的轴线之间的夹角会发生变化，以调节锁止孔211的开口大小。具体地，多个调节瓣体212的外侧面围设形成大致的第一倒锥面，内腔221的内壁设置有与第一倒锥面抵接的第二倒锥面。

具体地，锁止芯21还包括锁止芯本体213，锁止芯本体213活动设于内腔221内，多个调节瓣体212沿锁止芯本体213的端面周向设置且调节瓣体212的外侧面与锁止芯本体213的外侧面之间的夹角为钝角，加解锁件3与锁止芯本体213连接且能够带动锁止芯本体213沿内腔221的轴线方向运动。

由于调节瓣体212的外侧面与锁止芯本体213的外侧面之间的夹角为钝角，当加解锁件3带动锁止芯本体213沿内腔221的轴线方向运动时，调节瓣体212会相对内腔221伸出或者缩回，从而使得调节瓣体212的外侧面与锁止芯本体213的外侧面之间的夹角发生变化，从而能够调节多个调节瓣体212的聚拢程度，以调节锁止孔211的开口大小。

具体地，内腔221的内壁设置有与调节瓣体212的外侧面抵接的第一斜面2212，第一斜面2212始终与调节瓣体212的外侧面呈斜面接触。当锁止芯21与锁止销12锁紧时，调节瓣体212的外侧面与内腔221之间的斜面接触能够保证调节瓣体212稳定聚拢，从而保证锁止的稳定性。

更为具体地，加解锁件3包括外螺纹轴31，外螺纹轴31连接于固定锁套22并伸入内腔221内与锁止芯本体213螺纹连接，锁止芯本体213与外螺纹轴31形成丝杠螺母副，外螺纹轴31能够绕自身轴线转动以带动调节瓣体212相对内腔221伸出或者缩回。通过丝杠螺母副将旋转运动转化为直线运动，从而使得加解锁件3能够带动锁止芯本体213沿锁止芯本体213的轴线方向移动。

以图4和图5所示方位为例，在图4和图5中，锁止孔211的开口为调小状态，锁止销12锁紧于锁止孔211内。当需要将锁止销12解锁时，旋拧加解锁件3的外螺纹轴31，使得锁止芯本体213上移，此时多个调节瓣体212逐渐伸出内腔221，多个调节瓣体212的聚拢程度降低，锁止孔211的开口变大，锁止销12能够从锁止孔211内抽出，实现锁止销12与锁止芯21的解锁。

进一步地，为了便于旋拧外螺纹轴31，外螺纹轴31的端面同轴设置有螺帽33，通过操作螺丝刀，旋拧螺帽33，实现外螺纹轴31绕自身轴线的转动。优选地，螺帽33位于内腔221之外且与固定锁套22的外侧面抵接，防止外螺纹轴31沿自身轴线方向窜动。

进一步地，外螺纹轴31上还套设有轴挡圈32，固定锁套22内设置有与轴挡圈32配合的轴挡圈卡槽，进一步防止外螺纹轴31沿自身轴线方向窜动。

优选地，为了防止锁止芯本体213随外螺纹轴31发生转动，本实施例中，锁止芯本体213的外侧壁凸设有防转动块2131，内腔221的内侧壁上设置有沿内腔221的轴线方向延伸的导向槽2211，防转动块2131卡接于导向槽2211内。

优选地，沿锁止芯本体213的外侧壁的周向在锁止芯本体213上间隔设置有若干个防转动块2131，内腔221的内侧壁上设置有与防转动块2131一一对应的多个导向槽2211。

具体地，为了实现固定锁套22在动力电池上的安装，固定锁套22远离车身连接组件1的一端设置有连接法兰222。

进一步地，参见图2和图5，本实施例中，锁止销12包括导向头121和锁紧部122。

具体地，沿靠近锁止孔211的方向，导向头121的横截面的直径逐渐减小；锁紧部122同轴连接于导向头121远离锁止孔211的一端，沿靠近锁止孔211的方向，导向头121的横截面的直径逐渐增大。

锁止销12锁止于锁止孔211内时，锁止孔211能够收缩直至锁止孔211内侧壁与锁紧部122的侧面抵接，以保证锁止销12能够稳定锁止于锁止孔211内。

本实施例中，当锁止芯21与锁止销12锁紧时，调节瓣体212与内腔221之间的斜面接触能够保证调节瓣体212稳定聚拢，锁止孔211收缩直至锁止孔211内侧壁与锁紧部122的侧面抵紧，从而保证锁止的稳定性。

可选地，本实施例中，导向头121的侧面为锥面，锁紧部122的侧面为锥面也为锥面。导向头121和锁紧部122的连接处的截面为锁止销12的最大截面，锁止孔211在自由开孔状态的直径大于锁止销12的最大截面的直径，以保证锁止芯21能够顺利插入锁止孔211内。

可选地，导向头121和锁紧部122之间还可以设置一过渡部125，锁止销12的最大截面为过渡部125的某一截面，锁止销12锁止于锁止孔211内时，锁止孔211能够收缩直至锁止孔211内侧壁与锁紧部122的侧面和部分过渡部125的侧面抵接。

优选地，调节瓣体212的内壁设置有第二斜面2121，第二斜面2121与锁止芯21的轴线方向成夹角设置，沿朝向锁止孔211的开口外侧的方向，第二斜面2121围设形成的空腔的截面的横截面积逐渐减小，以保证锁止孔211的开口调小后锁止孔211能够锁紧锁止销12。同时，当锁止孔211锁紧锁止销12时，第二斜面2121与锁紧部122的侧面抵接，保证锁止的稳定性。

进一步地，本实施例中，锁止销12还包括浮动轴123和限位端盖124。浮动轴123同轴设于锁紧部122远离导向头121的一端，浮动轴123浮动连接于车身支架11上。限位端盖124同轴设于浮动轴123远离锁紧部122的一端。

车身支架11上设置有与浮动轴123配合的连接孔111，限位端盖124的直径大于连接孔111的直径，浮动轴123能够沿连接孔111的径向浮动，浮动轴123穿过连接孔111，锁紧部122位于连接孔111靠近锁止孔211的一侧，限位端盖124位于连接孔111的另一侧。

通过设置浮动轴123沿连接孔111的径向浮动，能够抵消车身和电池之间的公差，加快动力电池的安装速度。通过设置限位端盖124，防止锁止销12脱离车身支架11。

进一步地，为了对锁止销12进行轴向限位，本实施例中，车身支架11上设置有用于对限位端盖124进行轴向限位的限位端盖挡板112。

进一步地，连接孔111的直径大于锁止销12的最大截面直径。车身支架11上间隔设置有两个限位端盖挡板112，连接孔111位于两个限位端盖挡板112之间，在组装车身连接组件1前，限位端盖挡板112垂直于车身支架11，当将锁止销12安装至连接孔111后，将两个限位端盖挡板112弯折至相对设置且与限位端盖124相对设置，从而对锁止销12进行轴向限位。

实施例二

本实施例提供一种汽车，包括实施例一中的快换电池用锁止机构。车身支架11连接于汽车的车架上，第二锁止件安装于汽车的动力电池上。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。