CN110466386A - 一种重型卡车电池锁止机构及其用于电池解锁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车换电技术领域，尤其是一种重型卡车电池锁止机构，包括底座和电池组件，电池组件可拆卸连接在底座上；底座包括支撑框架，支撑框架的底部对称设有一组用于固定在车体上的车身固定架，框架的顶面两端对称设有一组用于固定电池组件的锁紧机构；电池组件包括电池框架，电池框架的两侧对应每个锁紧机构的锁紧端均设有与之相匹配的锁紧套筒；底座和电池组件之间还设有电连接部，电连接部的一侧设有导向部。本发明还提供了一种重型卡车电池锁止机构用于电池解锁的方法。本发明采用单元化组合式快速拼装结构，应用时可根据车辆和电池组件实际尺寸灵活配置，便于维护，布局紧凑，结构简单，值得推广。

Description

一种重型卡车电池锁止机构及其用于电池解锁的方法
技术领域
本发明涉及电动汽车换电技术领域，尤其涉及一种重型卡车电池锁止机构及其用于电池解锁的方法。
背景技术
随着国家对环保的愈加重视，电动汽车代替燃油车成为了发展趋势，卡车对燃油的消耗比重较大，对环境的污染也较重，因此发展电动卡车成为解决环境污染问题的重要一环，由于充电式卡车需要有基本续航里程才能满足实际运营要求，从而使得车辆上所配备的电池电量不能低于门槛值，同时受国家对新能源汽车补贴的快速退坡甚至取消的影响，充电车型的成本在增加，不利于市场推广，而换电车型可以采用车电分离的商业模式，使得用户购买车辆的成本大幅降低，进而促进电动卡车的发展。目前新能源汽车在换电这一技术还不够成熟，电池的安装和拆卸过程复杂、锁止和解锁时精度要求高等，尤其是针对重型卡车电池锁止机构方面，因此，我们提出了一种重型卡车电池锁止机构及其用于电池解锁的方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种重型卡车电池锁止机构及其用于电池解锁的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种重型卡车电池锁止机构，包括底座和电池组件，所述电池组件可拆卸连接在底座上；
所述底座包括支撑框架，所述支撑框架的底部对称设有一组用于固定在车体上的车身固定架，框架的顶面两端对称设有一组用于固定电池组件的锁紧机构；
所述电池组件包括电池框架，所述电池框架的两侧对应每个所述锁紧机构的锁紧端均设有与之相匹配的锁紧套筒；
所述底座和电池组件之间还设有电连接部，所述电连接部的一侧设有导向部。
进一步的，所述锁紧机构包括锁紧销、滑套、连杆、轴销、驱动元件，所述锁紧销数量为两个且分别通过滑套对称固定在底座的底部两侧，锁紧销的插销端贯穿底座的侧部并与所述锁紧套筒对应设置，所述驱动元件固定在底座的轴心线上，其输出端通过连杆转动连接在锁紧销的端部上，连杆的两端均通过轴销进行转动连接。
进一步的，所述锁紧机构上对应驱动元件的输出端沿直线行走的路径上分别设有第一到位开关、第二到位开关，第一到位开关位于限定锁紧机构的解锁位上，第二到位开关位于锁紧机构的锁紧位上。
进一步的，所述驱动元件采用直线驱动元件，为伸缩油缸、伸缩气缸或电动伸缩杆中的一种。
进一步的，所述电连接部包括电连接器插座和电连接器插头，所述电连接器插座固定设置在框架的顶面上，所述电连接器插头固定设置在电池框架的底面上，电连接器插座与电连接器插头对应设置。
进一步的，所述导向部包括导向销和导向件，所述导向销竖直固定设置在框架的顶面上，所述导向件设置在电池框架的底面上，所述导向件与导向销对应设置。
为了实现上述发明目的，本发明还公开了以下技术方案：锁紧机构用于电池解锁的方法；包含以下步骤：
a、底座和电池组件锁紧步骤如下：
(1)、底座的锁止机构处于解锁状态，锁紧销回缩在框架内部，电池组件处于底座的正上方位置，使导向销的锥尖部位处于导向件锥孔范围内；
(2)、通过起吊设备将电池组件缓慢降下，通过导向件与底座的导向销进行导向，逐步约束电池组件从上方垂直接近底座，直至导向件与导向销完全导正、电连接器插座与电连接器插头完全耦合；
(3)、锁紧机构的驱动元件向外伸出带动连杆围绕轴销旋转，使锁紧销沿滑套向外移动***电池组件的锁紧套筒中，直至动连杆触发到位开关时停止，此时电池组件与底座处于锁紧状态。
b、底座和电池组件解锁步骤如下：
(1)、底座的锁止机构处于锁紧状态，锁紧销伸出在框架外部并处于***电池组件的锁紧套筒中的状态；
(2)、锁紧机构的驱动元件向内收回带动连杆围绕轴销旋转，使锁紧销沿滑套向内移动从电池组件的锁紧套筒中脱离，直至动连杆触发到位开关时停止，此时电池组件与底座处于解锁状态；
(3)、通过起吊设备可以将电池组件吊起使其脱离底座，并更换为另外一个电池组件并重复步骤a，实现自由更换。
本发明提出的一种重型卡车电池锁止机构及其电池解锁的方法，有益效果在于：本发明采用单元化组合式快速拼装结构，应用时可根据车辆和电池组件实际尺寸灵活配置，便于维护，布局紧凑，结构简单，简化换电过程中电池锁止和解锁的结构，提高了换电时电池安装的精度，同时也提高了换电效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例中的底座与电池组件分解的立体结构示意图；
图2是本发明实施例中的电池组件仰视立体结构示意图；
图3是本发明实施例中的底座俯视结构示意图；
图4是本发明实施例中的底座侧视结构示意图；
图5是本发明实施例中关于图3的A-A处的剖视示意图；
图6是本发明实施例中关于图3的B-B处的剖视示意图；
图7是本发明实施例中锁紧机构处于锁止状态的结构示意图；
图8是本发明实施例中锁紧机构处于解锁状态的结构示意图。
图中标记为：底座1、支撑框架11、车身固定架12、锁紧机构13、锁紧销131、滑套132、连杆133、轴销134、驱动元件135、第一到位开关136、第二到位开关137、导向销14、电连接器插座15、电池组件2、电池框架21、锁紧套筒22、导向件23、电连接器插头24。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。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”、“设有”、“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，或一体地连接；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。
现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。
参见图1-8，一种重型卡车电池锁止机构，包括底座1和电池组件2，电池组件2可拆卸连接在底座1上；
底座1包括支撑框架11，支撑框架11的底部对称设有一组用于固定在车体上的车身固定架12，框架11的顶面两端对称设有一组用于固定电池组件2的锁紧机构13；
电池组件2包括电池框架21，电池框架21的两侧对应每个锁紧机构13的锁紧端均设有与之相匹配的锁紧套筒22；
底座1和电池组件2之间还设有电连接部，电连接部的一侧设有导向部。
本发明的重型卡车电池锁止机构，结构简单，采用单元化组合式快速拼装结构，应用时可根据车辆和电池组件实际尺寸灵活配置，便于维护，布局紧凑。
具体地，使用时，底座1通过车身固定架12固定在重卡车身上，电池组件2通过起吊设备可以快速与底座1上进行组装或分离，实现电池组件2的快速更换。
参见图3-6，进一步说，锁紧机构13包括锁紧销131、滑套132、连杆133、轴销134、驱动元件135，锁紧销131数量为两个且分别通过滑套132对称固定在底座1的底部两侧，锁紧销131的插销端贯穿底座1的侧部并与锁紧套筒22对应设置，驱动元件135固定在底座1的轴心线上，其输出端通过连杆133转动连接在锁紧销131的端部上，连杆133的两端均通过轴销134进行转动连接。
在电池组件2吻合坐落在底座1后，锁紧机构13进行锁止时，驱动元件135会通过连杆133推动锁紧销131沿滑套132朝向外侧滑动，使得锁紧销131***到锁紧套筒22内，进而实现锁紧机构13对电池组件2与底座1进行锁止，相反，驱动元件135通过连杆133反向拉动锁紧销131实现解锁。
参见图5和6，进一步说，锁紧机构13上对应驱动元件135的输出端沿直线行走的路径上分别设有第一到位开关136、第二到位开关137，第一到位开关136位于限定锁紧机构13的解锁位上，第二到位开关137位于锁紧机构13的锁紧位上。
设置第一到位开关136和第二到位开关137，可以在使用过程中，对驱动元件135起到保护的作用，锁紧机构13在解或锁的过程中有效限定驱动元件135输出端的驱动行程，避免驱动元件135超过行程，同时通过第一到位开关136和第二到位开关137的开关状态,准确判断锁紧机构13当前是处于解锁或者锁紧状态。
进一步说，驱动元件135采用直线驱动元件，为伸缩油缸、伸缩气缸或电动伸缩杆中的一种。
参见图1和2，进一步说，电连接部包括电连接器插座15和电连接器插头24，电连接器插座15固定设置在框架11的顶面上，电连接器插头24固定设置在电池框架21的底面上，电连接器插座15与电连接器插头24对应设置。
设置电连接器插座15和电连接器插头24，可以方便电池组件2的充放电，在使用中，电连接器插座15和电连接器插头24可相互对接，实现为重型卡车供电。
参见图1和2，进一步说，导向部包括导向销14和导向件23，导向销14竖直固定设置在框架11的顶面上，导向件23设置在电池框架21的底面上，导向件23与导向销14对应设置。
设置导向销14和导向件23，可使底座1和电池组件2更好的对接，也使电连接部能够准确的对接，避免因无法准确对接所造成电连接器插座15和电连接器插头24的损坏。
为了实现上述重型卡车电池锁止机构，本实施例还公开了锁紧机构13用于电池解锁的方法，包括以下步骤：
a、底座1和电池组件2锁紧步骤：
(1)、底座1的锁止机构13处于解锁状态，锁紧销131回缩在框架11内部，电池组件2处于底座1的正上方位置，使导向销14的锥尖部位处于导向件23锥孔范围内；
(2)、电池组件2下降，通过导向件23与底座1的导向销14进行导向，逐步约束电池组件2从上方垂直接近底座1，直至导向件23与导向销14完全导正、电连接器插座15与电连接器插头24完全耦合；
(3)、锁紧机构13的驱动元件135向外伸出带动连杆133围绕轴销134旋转，使锁紧销131沿滑套132向外移动***电池组件2的锁紧套筒22中，直至动连杆133触发到位开关137时停止，此时电池组件2与底座1处于锁紧状态。
b、底座1和电池组件2解锁步骤：
(1)、底座1的锁止机构13处于锁紧状态，锁紧销131伸出在框架11外部并处于***电池组件2的锁紧套筒22中的状态；
(2)、锁紧机构13的驱动元件135向内收回带动连杆133围绕轴销134旋转，使锁紧销131沿滑套132向内移动从电池组件2的锁紧套筒22中脱离，直至动连杆133触发到位开关136时停止，此时电池组件2与底座1处于解锁状态；
(3)、通过起吊设备可以将电池组件2吊起使其脱离底座1，并更换为另外一个电池组件2并重复步骤1，实现自由更换。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种重型卡车电池锁止机构，其特征在于，包括底座(1)和电池组件(2)，所述电池组件(2)可拆卸连接在底座(1)上；
所述底座(1)包括支撑框架(11)，所述支撑框架(11)的底部对称设有一组用于固定在车体上的车身固定架(12)，框架(11)的顶面两端对称设有一组用于固定电池组件(2)的锁紧机构(13)；
所述电池组件(2)包括电池框架(21)，所述电池框架(21)的两侧对应每个所述锁紧机构(13)的锁紧端均设有与之相匹配的锁紧套筒(22)；
所述底座(1)和电池组件(2)之间还设有电连接部，所述电连接部的一侧设有导向部。
2.根据权利要求1所述的一种重型卡车电池锁止机构，其特征在于，所述锁紧机构(13)包括锁紧销(131)、滑套(132)、连杆(133)、轴销(134)、驱动元件(135)，所述锁紧销(131)数量为两个且分别通过滑套(132)对称固定在底座(1)的底部两侧，锁紧销(131)的插销端贯穿底座(1)的侧部并与所述锁紧套筒(22)对应设置，所述驱动元件(135)固定在底座(1)的轴心线上，其输出端通过连杆(133)转动连接在锁紧销(131)的端部上，连杆(133)的两端均通过轴销(134)进行转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种重型卡车电池锁止机构，其特征在于，所述锁紧机构(13)上对应驱动元件(135)的输出端沿直线行走的路径上分别设有第一到位开关(136)、第二到位开关(137)，第一到位开关(136)位于限定锁紧机构(13)的解锁位上，第二到位开关(137)位于锁紧机构(13)的锁紧位上。
4.根据权利要求2所述的一种重型卡车电池锁止机构，其特征在于，所述驱动元件(135)采用直线驱动元件，为伸缩油缸、伸缩气缸或电动伸缩杆中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种重型卡车电池锁止机构，其特征在于，所述电连接部包括电连接器插座(15)和电连接器插头(24)，所述电连接器插座(15)固定设置在框架(11)的顶面上，所述电连接器插头(24)固定设置在电池框架(21)的底面上，电连接器插座(15)与电连接器插头(24)对应设置。
6.根据权利要求1所述的一种重型卡车电池锁止机构，其特征在于，所述导向部包括导向销(14)和导向件(23)，所述导向销(14)竖直固定设置在框架(11)的顶面上，所述导向件(23)设置在电池框架(21)的底面上，所述导向件(23)与导向销(14)对应设置。
7.一种根据权利要求1所述锁紧机构(13)用于电池解锁的方法；其特征在于，包含以下步骤：
a、底座(1)和电池组件(2)锁紧步骤如下：
(1)、底座(1)的锁止机构(13)处于解锁状态，锁紧销(131)回缩在框架(11)内部，电池组件(2)处于底座(1)的正上方位置，使导向销(14)的锥尖部位处于导向件(23)锥孔范围内；
(2)、通过起吊设备将电池组件(2)缓慢降下，通过导向件(23)与底座(1)的导向销(14)进行导向，逐步约束电池组件(2)从上方垂直接近底座(1)，直至导向件(23)与导向销(14)完全导正、电连接器插座(15)与电连接器插头(24)完全耦合；
(3)、锁紧机构(13)的驱动元件(135)向外伸出带动连杆(133)围绕轴销(134)旋转，使锁紧销(131)沿滑套(132)向外移动***电池组件(2)的锁紧套筒(22)中，直至动连杆(133)触发到位开关(137)时停止，此时电池组件(2)与底座(1)处于锁紧状态；
b、底座(1)和电池组件(2)解锁步骤如下：
(1)、底座(1)的锁止机构(13)处于锁紧状态，锁紧销(131)伸出在框架(11)外部并处于***电池组件(2)的锁紧套筒(22)中的状态；
(2)、锁紧机构(13)的驱动元件(135)向内收回带动连杆(133)围绕轴销(134)旋转，使锁紧销(131)沿滑套(132)向内移动从电池组件(2)的锁紧套筒(22)中脱离，直至动连杆(133)触发到位开关(136)时停止，此时电池组件(2)与底座(1)处于解锁状态；
(3)、通过起吊设备可以将电池组件(2)吊起使其脱离底座(1)，并更换为另外一个电池组件(2)并重复步骤a，实现自由更换。
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