CN112776582A - 一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其通过导轨和定位柱进行双级定位保证电池包与接插件的定位精度，保证在换电过程中快插的可行性，同时结合机构上的橡胶件跟电池包配合的干涉量，给予电池包压紧力且通过橡胶保证一定缓冲量，保证在车辆行驶过程中的稳定性。本发明机构制作工艺易于实现，生产成本低可广泛推广，该机构的易受损件如导轮、橡胶件采用的螺接结构，便于后期维修更换。

Description

一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，特别是一种汽车动力电池的便捷快速换电机构。
背景技术
目前新能源汽车随着国家政策的扶持和消费者的逐渐认可，新能源汽车的销量在日益剧增，同时伴随而来是续航里程低和充电时间长严重影响了消费者的使用感受。目前针对该问题主要有两种思路，一种是减少充电时间，一种是采用换电池的方式。减少充电时间一般是增大电流的输入，对电池的寿命和安全性都会产生损害，同时由于目前技术的限制，一般快充也会耗时30分钟。而快速换电很好的避免了消耗时间长和损害电池的伤害。
目前的快速换电主要根据电池位置的布局进行分类，分为侧面换电、底部换电和前后换电。其中前后换电由于汽车前后舱布局复杂，使换电的难度增加，操作繁琐。底部换电因汽车底部操作空间小，需使用举升机进行辅助，增加了时间和成本。而侧面换电的优点在于操作空间的灵活性且不需借助大型辅助设备即可完成快速换电，目前侧面换电的缺点主要集中在换电过程中电池的定位和在汽车行驶过程中电池包的稳定性。
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目前自动化的快速换电主要存在成本高，换电操作占用面积大导致换电模式难以推广普及的问题。普通机械式的换电机构存在电池包与接插件在换电过程中定位不准确以及汽车行驶过程中电池包的晃动的问题。本发明通过双级定位解决换电过程中的电池包与接插口定位的问题，在运用橡胶减震块解决在汽车行驶过程中电池包的晃动造成的不安全因素，实现方便快捷、坚固耐用、低成本的快速换电机构。
发明内容
针对目前存在的一些问题，本发明目的是提供一种使电池包和接插件精确定位以及在车辆运行的过程中能保持电池包稳定性的换电机构，不需借助辅助装置、操作简便快捷且经济性高易于推广应用。
为了实现上述目的，本发明提供一种快速换电机构，其结构包括车身支架、电池包固定框架、导轨装置、接插件、电池包和橡胶件。
具体的，车身支架焊接凸焊螺母，车身支架通过焊接固定在车身上。
具体的，电池包固定框架通过螺接连接到车身支架上。
具体的，接插件与电池包固定框架的接插件安装板上进行螺接。导轨装置与电池包固定框架上的滑轨支撑架进行螺接。底部挡板在导轨装置上部与电池包固定框架上的支撑架纵梁、后部挡板和导轨装置进行螺接。具体的，九个橡胶件螺接在电池包固定框架的接插件安装板上和外部挡板上。
进一步的，电池包底部有两个与导轨配合的凹槽，电池包接口处有两个定位柱，定位柱末端呈锥形。
进一步的，接插件上有两个定位柱。
进一步的，导轨装置由导轮安装件、螺母安装板和多个导轮通过螺栓进行固定。导轮安装板上焊接凸焊螺母，螺母安装板上同样焊接凸焊螺母，导轨安装件和螺母安装板进行焊接。
进一步的，橡胶件是橡胶垫和钢板硫化为一体。
具体的，电池包固定框架由两根横梁、三根纵梁和四根竖梁焊接为一体。
进一步的，横梁上固定铆接螺母，同时横梁焊接锁扣安装板。锁扣通过螺栓接连接在锁扣安装板上。外部挡板与加强板进行焊接，加强板上硫化橡胶垫。外部挡板两侧焊接了锁扣挂钩。外部挡板与合页焊接到一起，合页的另一端焊接到纵梁1上。纵梁2上焊接底板支撑梁。纵梁1和纵梁2中间焊接导轨支撑横梁。纵梁3上焊接接插件安装板。纵梁2和纵梁3之间焊接后部挡板，后部挡板上固定铆接螺母。底部托板放置在导轨装置上，通过导轨装置上的焊接螺母、两根横梁上的铆接螺母和后部挡板的铆接螺母用螺栓连接。
附图说明
图1是本发明所述的车架和换电机构图
图2是本发明所述的换电机构和车身支架图
图3是本发明所述的电池包图
图4是本发明所述的未装电池包的换电机构
图5是本发明所述的接插件图
图6是本发明所述的导轨装置图
图7是本发明所述的橡胶件图
图8是本发明所述的电池包固定框架件图
图9是本发明所述的滑轨支撑梁和导轨装置图
图10是本发明所述的固定横梁III总成图
附图标记如下：1-车架，2-换电机构，11-车架支架，21-电池包，22-换电机构，221-橡胶件，222-接插件，223-导轨装置，224-底部托板，225-锁扣，226-电池包固定框架，2261-固定架横梁II，2262-支撑架总成，2263-支撑架纵梁II总成，2264-固定架横梁III总成，2265-支撑架纵梁I总成，2266-电池包后部挡板组件，2267-固定架横梁I总成，2268-轨道支撑梁，22611-接插件安装板，22612-固定架横梁，22641-锁扣挂钩，22642-外部挡板，22643-合页，22644-把手，22645-固定架横梁，22646-挡板加强板，22651-支撑架纵梁I，22652-锁扣安装板，22671-固定架横梁，22672-底板支撑梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。对本发明实施过程的说明不限定本发明的保护范围，只用来更好的理解本发明。
一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，车架和换电机构如图1所示，主要包括车架1、车架支架11和换电机构2。车架支架焊接在车架下部。车架支架与电池包框架进行螺接，具体的，车架支架与支撑架纵梁II总成2263和支撑架纵梁I总成2265进行螺接。
电池包21如图3所示，放置于电池包固定框架内如图2所示，电池包前部主要通过锁扣挂钩22641和锁扣225进行锁紧。具体的，锁扣挂钩22641和外部挡板22642进行焊接，外部挡板22642上部有橡胶件221、中部有外部挡板加强板22646，两者同时提供电池包的一个向下和向内的压紧力和汽车行驶过程中吸能作用。具体的橡胶件221和外部挡板22642进行螺接。上部橡胶件221如图7所示，橡胶件是用橡胶和钢板硫化在一起，另橡胶件呈L型，缺口与电池包有干涉量，既保证压紧力又能提供缓冲的空间。加强板22646同样硫化了橡胶垫，使电池包在车辆行驶的过程中吸收晃动保持稳定。
电池包后部通过电池包21的两个定位销和接插件222如图5所示进行固定，具体的接插件通过螺接在接插件安装板22612上。同时电池包上部有橡胶件221提供向下和向内的压紧力和吸收晃动的空间。具体的橡胶件221通过螺接在接插件安装板22612上。
电池包下部是两个导轨装置223，其与电池包下部的两道凹槽相契合。
具体的，导轨装置如图6所示，导轮安装板组件焊接三个螺母，螺母安装板焊接螺母。导轮安装板组件和螺母安装板进行焊接，导轮与导轮安装板进行螺接。导轨装置通过螺接固定在轨道支撑梁2268上，如图9所示。
进一步的，电池包固定框架226如图8所示，主要由固定架横梁II 2261、支撑架总成2262、支撑架纵梁II总成2263、固定架横梁III总成2264、支撑架纵梁I总成2265、电池包后部挡板组件2266、固定架横梁I总成2267和轨道支撑梁2268焊接而成。
具体的，撑架纵梁I总成2265铆接拉铆螺母后与锁扣安装板22652进行焊接。支撑架纵梁II总成2263与支撑架纵梁I总成2265工艺相同。
具体的，固定架横梁I 2267由固定架横梁22671和底板支撑梁22672焊接成一体。
具体的，固定架横梁II 2261由固定架横梁22611和接插件安装板22612焊接而成。
具体的，固定横梁III总成2264如图10所示，其由锁扣挂钩22641、外部挡板22642、合页22643、把手22644、固定架横梁22645和挡板加强板22646焊接而成。外部挡板通过合页22643进行转动，通过锁扣挂钩22641和锁扣225进行固定。
本发明与常规的换电机构相比，本换电机构采用导轨和电池包，定位销与电池包的双级定位，保证了换电池过程的电池定位精度。
本发明通过橡胶件的干涉量提供给电池包向下和向内的压紧力，保证电池包在行驶过程中的稳定。同时橡胶件的弹性量也降低了车辆晃动对电池包带来的影响。
而且换电机构结构简洁，制作工艺易于实现，生产成本低可广泛推广。该机构的易受损件如导轮、橡胶件采用的螺接结构，便于后期维修更换。
本发明提供一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构的换电方法主要包括以下步骤：
1)拉开换电机构两侧的锁扣将换电机构外挡板放下后，可将需充电的电池包从换电机构中抽出。
2)将充满电的电池包放置在换电机构导轨上，保证电池包底部的凹槽和导轨相契合，完成一级定位。
3)将电池包推入，电池包后部的锥形定位销与接插件的定位柱开始导向，完成双级定位，电池包与接插件连接。
4)将前部挡板关上后，通过两侧的锁扣扣紧前部挡板上的锁扣挂钩。
以上为本发明实施方式的详细描述，但其应用和保护范围不限于该方式，本发明的权利要求也不仅限于上述的实施方式。

Claims (8)

1.一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于，包括车架支架(11)、电池包(21)和换电机构(22)；所述车架支架(11)焊接在车架上，电池包(21)锁紧在换电机构(22)中，换电机构(22)与车架支架(11)通过螺栓进行固定。
2.根据权利要求1所述的一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于：所述电池包(21)底部有配合换电机构(22)中导轨装置(223)的凹槽特征。
3.根据权利要求2所述的一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于：所述换电机构(22)包括橡胶件(221)，接插件(222)，导轨装置(223)，底部托板(224)，锁扣(225)和电池包固定框架(226)。且分别通过螺接固定在电池包固定框架(226)上。
4.根据权利要求3所述的一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于：所述接插件(222)有定位柱与电池包(21)定位销相配合。
5.根据权利要求3所述的一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于：所述橡胶件(221)呈L形与电池包(21)接触处匹配且有干涉量。
6.根据权利要求3所述的一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于：所述电池包固定框架(226)包括固定架横梁II(2261)、支撑架总成(2262)、支撑架纵梁II总成(2263)、固定架横梁III总成(2264)、支撑架纵梁I总成(2265)、电池包后部挡板组件(2266)、固定架横梁I总成(2267)和轨道支撑梁(2268)。
7.根据权利要求6所述的一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于：所述固定架横梁II(2261)由接插件安装板(22611)和橡胶件(221)进行螺接。所述固定架横梁I总成(2267)由外部挡板(22642)和橡胶件(221)进行螺接。
8.根据权利要求7所述的一种采用双级定位的抗震型快插快速换电机构，其特征在于：所述外部挡板(22642)与挡板加强板(22646)进行焊接，挡板加强板(22646)由“几”形冲压件和橡胶硫化组成，且与电池包匹配存在干涉量。
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