一种锁止结构总成和快换机构电池包安装装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种锁止结构总成和快换机构电池包安装装置。

背景技术

现有技术中电动汽车的快换动力电池包与车身一般为固定连接的部件，在动力电池的电量耗尽时，需要即刻进行充电，才能保证电动汽车的正常行驶，虽然目前各地均在不断完善充电设施，使得充电更加方便，但是，在用户时间紧迫的状况下，为了避免过长的充电时间，主要选择更换电动汽车动力电池的方法来解决以上问题，当动力电池的电量不足时，可到充电站直接更换一个充满电的电池包。目前，电动汽车的动力电池与车身一般为螺栓连接，通过换电站的有轨制导车辆(Rail Guided Vehicle)进行动力电池安装和拆卸，存在快换动力电池包的安装和拆卸过程复杂，耗时较长的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种锁止结构总成和快换机构电池包安装装置，以解决现有技术中快换动力电池包的安装和拆卸过程复杂，耗时较长的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种锁止结构总成，包括：配合连接的锁销总成和锁体总成，所述锁销总成相对于所述锁体总成沿轴线运动，在锁止状态和解锁状态之间切换；

所述锁体总成设置有滚珠和气动总成结构，所述气动总成结构与第一气动元件连接；

所述锁销总成上设置有向与所述轴线垂直的方向凹陷的凹陷部；

其中，所述气动总成结构接收所述第一气动元件发送的第一预设压力的气体时，所述滚珠卡设于所述凹陷部之内，所述锁销总成相对于所述锁体总成处于锁止状态；所述气动总成结构接收所述第一气动元件发送的第二预设压力的气体时，所述滚珠与所述凹陷部相分离，所述锁销总成相对于所述锁体总成处于解锁状态。

可选的，所述锁体总成还包括：

壳体结构；

所述壳体结构具有容纳所述锁销总成的空腔；

所述壳体结构上设置有容纳多个所述滚珠的容纳腔，所述容纳腔与所述凹陷部相对设置。

可选的，所述气动总成结构包括：

挡板结构和设置于所述壳体结构的顶部的上盖板；

所述挡板结构和所述上盖板之间形成气体通道，所述气体通道与所述第一气动元件连通；

其中，在锁止状态时，所述上盖板与所述锁销总成相抵靠；在解锁状态时，所述上盖板与所述锁销总成相分离。

可选的，所述锁体总成还包括：

滚珠限位结构；

所述滚珠限位结构与所述挡板结构相邻设置，且所述滚珠限位结构与所述上盖板之间形成所述容纳腔；

所述容纳腔容纳所述滚珠三分之一体积至所述滚珠二分之一体积之间。

可选的，所述锁体总成还包括：

复位结构和复位结构固定座；

所述复位结构与所述挡板结构和所述复位结构固定座分别连接；

其中，在锁止状态时，所述复位结构沿第一方向提供作用力；在解锁状态时，所述复位结构沿与所述第一方向相反的第二方向提供作用力；所述第一方向为由远离所述上盖板朝靠近所述上盖板的方向。

可选的，所述锁体总成还包括：

轴承结构和下盖板；

所述下盖板设置于所述壳体结构底部；

所述轴承结构与所述复位结构固定座和所述下盖板分别连接。

可选的，所述锁体总成还包括：

密封结构，所述密封结构设置在所述上盖板和所述壳体结构之间。

可选的，所述锁销总成包括：

限位螺栓、缓冲块和锁销本体；

所述缓冲块设置于所述限位螺栓和所述锁销本体之间；

所述锁销本体上形成有与所述滚珠配合的所述凹陷部；

所述限位螺栓贯穿所述缓冲块，与所述锁销本体连接。

可选的，所述限位螺栓的直径小于所述锁销本体的直径，且所述限位螺栓的直径与所述锁销本体的直径之间的差值位于mm至mm之间。

可选的，所述限位螺栓上远离螺栓头的一端为第一固定端；

所述锁销本体远离所述缓冲块的一端为第二固定端；

所述第一固定端的长度小于所述第二固定端的长度mm至mm。

本发明实施例还提供一种快换机构电池包安装装置，包括如上任意一项所述的锁止结构总成，还包括：快换电池包总成；

所述快换电池包总成上设置有气体连接口、气动管道和连接头；

所述气体连接口与第一气动元件连接；

所述气动管道与所述气动管道和所述连接头分别连接；

所述连接头与所述锁止结构总成的气动总成结构连接。

本发明的有益效果是：

上述技术方案中，所述锁止结构总成包括：配合连接的锁销总成和锁体总成，所述锁销总成相对于所述锁体总成沿轴线运动，在锁止状态和解锁状态之间切换；所述锁体总成设置有滚珠和气动总成结构，所述气动总成结构与第一气动元件连接；所述锁销总成上设置有向与所述轴线垂直的方向凹陷的凹陷部；。本发明通过所述气动总成结构与所述第一气动元件的配合，确定所述滚珠卡设于所述凹陷部之内处于锁止状态，所述滚珠与所述凹陷部相分离处于解锁状态。这样，实现了所述第一气动元件与所述气动总成结构的配合，实现单个机构实现多方向限位，即可实现所述锁止机构总成的锁止或解锁，加快了锁止或解锁的速度，提高了处理效率。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的锁止结构总成的锁止状态示意图；

图2表示本发明实施例提供的锁止结构总成的解锁状态示意图；

图3表示本发明实施例提供的锁止结构总成的结构示意图之一；

图4表示本发明实施例提供的锁销总成的结构爆炸图；

图5表示本发明实施例提供的锁体总成的结构爆炸图；

图6表示本发明实施例提供的快换机构电池包安装装置的结构图之一；

图7表示本发明实施例提供的快换机构电池包安装装置的结构图之二；

图8表示本发明实施例提供的连接头的结构图之一；

图9表示本发明实施例提供的连接头的结构图之二。

附图标记说明：

100-锁销总成；101-限位螺栓；102-缓冲块；103-锁销本体；1031-凹陷部；200-锁体总成；201-滚珠；202-挡板结构；203-上盖板；204-气体通道；205-滚珠限位结构；206-复位结构；207-复位结构固定座；208-轴承结构；209-下盖板；210-壳体结构；211-密封结构；212-螺栓结构；L-轴线；300-快换电池包总成；301-气体连接口；302-气动管道；303-连接头。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

本发明针对现有技术中快换动力电池包的安装和拆卸过程复杂，耗时较长的问题，提供一种锁止结构总成和快换机构电池包安装装置。

如图1至5所示，本发明的可选实施例提供一种锁止结构总成，包括：配合连接的锁销总成100和锁体总成200，所述锁销总成100相对于所述锁体总成200沿轴线L运动，在锁止状态和解锁状态之间切换；

所述锁体总成200设置有滚珠201和气动总成结构，所述气动总成结构与第一气动元件连接；

所述锁销总成100上设置有向与所述轴线L垂直的方向凹陷的凹陷部1031；

其中，所述气动总成结构接收所述第一气动元件发送的第一预设压力的气体时，所述滚珠201卡设于所述凹陷部1031之内，所述锁销总成100相对于所述锁体总成200处于锁止状态；所述气动总成结构接收所述第一气动元件发送的第二预设压力的气体时，所述滚珠201与所述凹陷部1031相分离，所述锁销总成100相对于所述锁体总成200处于解锁状态。

该实施例中，通过设置气动总成结构和第一气动元件，使所述滚珠201与所述凹陷部1031之间在锁止状态和解锁状态切换，这样，实现了气动式的完成锁止状态和解锁状态切换，有效的消除电池包高度方向的公差，即实现了电动汽车的电池包的更换时起到固定和拆卸的作用，通过气动结构解锁，避免了机械式的繁琐设计，简化换电站解锁的结构，降低成本，还加快了锁止或解锁的速度，提高了处理效率。

如图4所示，所述锁销总成100包括：

限位螺栓101、缓冲块102和锁销本体103；

所述缓冲块102设置于所述限位螺栓101和所述锁销本体103之间；

所述锁销本体103上形成有与所述滚珠201配合的所述凹陷部1031；

所述限位螺栓101贯穿所述缓冲块102，与所述锁销本体103连接。

该实施例中，所述限位螺栓101贯穿所述缓冲块102，与所述锁销本体103连接，所述限位螺栓101将所述限位螺栓101、缓冲块102和锁销本体103固定在一起，并在锁销本体103上设置所述凹陷部1031，所述锁销本体103可通过铸造或机加工形式实现，有利于实现和锁销总成100配合，实现锁止、解锁功能；所述缓冲块可采用聚氨酯或EPDM(三元乙丙橡胶)材质等非金属材料，所述缓冲块具有耐热、耐候等耐老化性能优异，还具有缓冲、防撞等特性，优选的，所述缓冲块102高度在8mm-12mm之间，可压缩量在3mm-5mm，硬度和刚度值按照电池包重量和换电时受力情况进行计算设定，实现电池包的高度方向的公差调整吸收。

具体地，所述限位螺栓101的直径小于所述锁销本体103的直径，且所述限位螺栓101的直径与所述锁销本体103的直径之间的差值位于2mm至3mm之间。

该实施例中，所述限位螺栓101的直径小于所述锁销本体103的直径2mm至3mm，有利于实现电池包长、宽方向的公差调整。

具体地，所述限位螺栓101上远离螺栓头的一端为第一固定端；

所述锁销本体103远离所述缓冲块102的一端为第二固定端；

所述第一固定端的长度小于所述第二固定端的长度1mm至3mm。

该实施例中，所述第一固定端的长度小于所述第二固定端的长度1mm至3mm，可以保证所述限位螺栓101的长度不能完全贯穿所述锁销本体103，提高了所述限位螺栓101和所述锁销本体103的配合度。

如图1至2、图5所示，所述锁体总成200还包括：

壳体结构210；

所述壳体结构210具有容纳所述锁销总成100的空腔；

所述壳体结构210上设置有容纳多个所述滚珠201的容纳腔，所述容纳腔与所述凹陷部1031相对设置。

该实施例中，所述壳体结构210上形成容纳所述锁销总成100的空腔，所述锁销总成100插入到所述壳体结构210进行配合，在所述空腔内，所述锁销总成100与所述空腔内壁保持0.2mm，保证装配的顺畅度且减小装配后的晃动量。可选的，所述壳体结构210上的容纳腔根据所述滚珠201的数量布置，所述滚珠201的数量可根据受力情况进行布置：优选直径设计6mm-10mm，数量4-6个。

可选的，所述气动总成结构包括：

挡板结构202和设置于所述壳体结构210的顶部的上盖板203；

所述挡板结构202和所述上盖板203之间形成气体通道204，所述气体通道204与所述第一气动元件连通；

其中，在锁止状态时，所述上盖板203与所述锁销总成100相抵靠；在解锁状态时，所述上盖板203与所述锁销总成100相分离。

该实施例中，所述挡板结构202和所述上盖板203之间形成气体通道204，所述气体通道204与所述第一气动元件连通，用于接收所述第一气动元件发送的第一预设压力的气体，或者用于接收所述第一气动元件发送的第二预设压力的气体，所述挡板结构202相对于所述上盖板203可以移动，因此，在接收第一预设压力的气体时的所述气体通道204(如图1所示)，小于在接收第二预设压力的气体时所述气体通道204(如图2所示)。

可选的，所述锁体总成200还包括：

滚珠限位结构205；

所述滚珠限位结构205与所述挡板结构202相邻设置，且所述滚珠限位结构205与所述上盖板203之间形成所述容纳腔；

所述容纳腔容纳所述滚珠201三分之一体积至所述滚珠201二分之一体积之间。

该实施例中，所述滚珠限位结构205与所述上盖板203之间形成所述容纳腔，所述滚珠201在所述容纳腔内可以移动，且不可从内测脱出，所述容纳腔与所述滚珠201重合量为所述滚珠201体积的1/3至所述滚珠201体积的1/2。该实施例的结构简单、可靠性高，所述锁体总成200的单个机构实现多方向限位，减小数量节约成本。

可选的，所述锁体总成200还包括：

复位结构206和复位结构固定座207；

所述复位结构206与所述挡板结构202和所述复位结构固定座207分别连接；

其中，在锁止状态时，所述复位结构206沿第一方向提供作用力；在解锁状态时，所述复位结构206沿与所述第一方向相反的第二方向提供作用力；所述第一方向为由远离所述上盖板203朝靠近所述上盖板203的方向。

该实施例中，所述复位结构206优选为弹簧结构。所述复位结构固定座207与所述滚珠限位结构205结构螺结固定，组合成所述复位结构206的安装空间。上锁工作逻辑：在锁止状态时，所述气动总成结构接收所述第一气动元件(如气泵)发送的第一预设压力的气体时，在密封良好的作用下，所述复位结构206沿第一方向持续向所述挡板结构202提供作用力，保持如图1所示的所述气体通道204；解锁工作逻辑：在解锁状态时，所述气动总成结构接收所述第一气动元件(如气泵)发送的第二预设压力的气体时，在密封良好的作用下，第二预设压力的气体使所述挡板结构202克服所述复位结构206下移，所述滚珠201外移，所述锁销本体103脱离所述锁体总成200。

可选的，所述锁体总成200还包括：

轴承结构208和下盖板209；

所述下盖板209设置于所述壳体结构210底部；

所述轴承结构208与所述复位结构固定座207和所述下盖板209分别连接。

这里，通过所述轴承结构208对所述锁体总成200进行安装固定，防止其脱落，安装完毕后通过所述下盖板209进行密封防护，完成所述锁体总成200整体的密封。

可选的，所述锁体总成200还包括：

密封结构211，所述密封结构211设置在所述上盖板203和所述壳体结构210之间。

该实施例中，所述密封结构211设置在所述上盖板203和所述壳体结构210之间，所述密封结构211的形状与所述壳体213的轴线L垂直的方向横截面形状相适应，所述密封结构211优选为密封圈，所述密封结构211保证了所述壳体结构210内部的密封性，可以保证所述气动总成结构与第一气动元件之间密封性，还具有防尘、抗震的作用。所述密封结构211的材质可以为橡胶等具有弹性的非金属材质，当然并不限于橡胶材质。

需要说明的是，上述的锁体总成200还可以设置多个螺栓结构212，用于零部件之间的固定，多个所述螺栓结构212具体设置的位置或者数量，可以根据具体连接的需求进行设置，这里不做限定。

具体地，如图5和图6做一个运动过程的说明，所述气动总成结构接收所述第一气动元件发送的第一预设压力的气体时，所述滚珠201卡设于所述凹陷部1031之内，所述复位结构206提供第一方向的作用力，使所述挡板结构202和所述上盖板203保持第一状态，即如图1所示的气体通道204的状态，所述锁销总成100相对于所述锁体总成200处于锁止状态(图1所示)；所述气动总成结构接收所述第一气动元件发送的第二预设压力的气体时，所述复位结构206提供第二方向的作用力，所述滚珠201与所述凹陷部1031相分离，使所述挡板结构202和所述上盖板203保持第二状态，即如图2所示的气体通道204的状态，所述锁销总成100相对于所述锁体总成200处于解锁状态(图2所示)。

综上所述，本发明实现了所述第一气动元件与所述气动总成结构的配合，使用气动锁止、解锁，安全性高；实现单个机构实现多方向限位，即可实现所述锁止机构总成的锁止或解锁，加快了锁止或解锁的速度，提高了处理效率。

如图1-9所示，本发明的可选实施例还提供一种快换机构电池包安装装置，其特征在于，包括如上任意一项所述的锁止结构总成，还包括：快换电池包总成300；

所述快换电池包总成300上设置有气体连接口301、气动管道302和连接头303；

所述气体连接口301与第一气动元件连接；

所述气动管道302与所述气动管道302和所述连接头303分别连接；

所述连接头303与所述锁止结构总成的气动总成结构连接。

该实施例中，所述快换电池包总成300安装在所述快换电池包总成300的相对相侧，所述气体连接口301与所述相对相侧分别连接，所述气体连接口301与第一气动元件连接，并通过所述气动管道302为所述连接头303提供预设气体(第一预设压力的气体或第二预设压力的气体)。

具体的，如图8所示，所述连接头303可以与所述锁体总成200的气孔连接，所述锁体总成200的气孔与上述的气体通道204连通。如图9所示，当然，所述连接头303还可以与所述锁销总成100的气孔连接，通过所述锁销总成100的气孔间接输送预设气体(第一预设压力的气体或第二预设压力的气体)。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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，也可以是电连接或可以互相通讯；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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。