CN113829946A - 一种换电式电池箱定位锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种换电式电池箱定位锁紧装置，该定位锁紧装置包括：换电式电池箱，车载换电底座以及锁紧机构；换电式电池箱由多个边框围成，换电式电池箱用于安装动力电池；车载换电底座固定安装于电动汽车上，车载换电底座的至少一组对角位置设置有一级导向部件，车载换电底座上还设置有多个锁紧机构，该锁紧机构由锁体、推拉结构以及偏心轮构成，由推拉结构推动偏心轮运动以压紧锁体，使得锁紧机构在换电式电池箱通过一级导向部件安装在车载换电底座上时，锁紧换电式电池箱的底部边框。通过本申请中的技术方案，解决电动重型卡车动力电池箱更换作业定位精度差的问题，并提高电动重型卡车中动力电池箱安装的稳定性。

Description

一种换电式电池箱定位锁紧装置

技术领域

本申请涉及电动汽车的技术领域，具体而言，涉及一种换电式电池箱定位锁紧装置。

背景技术

随着国家对环保的重视，近几年来电动汽车代替燃油车成为了发展趋势，同时，越来越多的重型卡车也开始使用电池作为动力源，但因为重型卡车用电量大、充电时间长等因素，限制了电动重型卡车的经济性和可推广性，因此，可快速换电池的重型卡车应用更广泛。

目前在电动重卡换电领域，电池箱采用可快速更换结构，可在专用换电站内完成更换。换电电池箱在专用换电装置的作用下，将已放电的电池箱取下，放入充电工位上，将已经充电的电池箱，装到电动重卡上。在换电时，尤其是采用吊装式更换时，经常会因为定位难或定位精度无法保证等问题，导致电池箱更换速度慢以及操作不方便。

另外，电动重卡在行驶过程中经常会遇到转弯、加速以及路况不好等情况，在行驶中会产生振动颠簸或冲击，如电池箱安装稳定性不够，会对电池箱供电性能的稳定性带来很大影响，在严重的情况下，甚至于会使得电池箱无法工作或直接甩出，从而可能造成严重的交通事故。

发明内容

本申请的目的在于：解决电动重型卡车动力电池箱更换作业定位精度差的问题，并提高电动重型卡车中动力电池箱安装的稳定性。

本申请第一方面的技术方案是：提供了一种换电式电池箱定位锁紧装置，该定位锁紧装置适用于电动汽车，定位锁紧装置包括：换电式电池箱，车载换电底座以及锁紧机构，其中，换电式电池箱可拆卸的安装于车载换电底座的上方；换电式电池箱由多个边框围成，换电式电池箱的底部边框上设置有锁止垫块，换电式电池箱用于安装动力电池；车载换电底座固定安装于电动汽车上，车载换电底座上设置有连接板和多个锁紧机构，锁紧机构包括：锁体，推拉结构以及偏心轮；锁体的连接端通过第一圆柱销转动安装于连接板上；推拉结构的一端固定安装于连接板上，推拉结构的另一端转动连接于偏心轮的中间位置；偏心轮的尾部通过第二圆柱销转动安装于连接板上，偏心轮的头部位于锁体的后方，偏心轮在推拉结构的推动下使锁体由解锁状态转变为自锁状态，其中，锁体处于自锁状态时，锁体的锁舌与锁止垫块相接触，且锁舌位于锁止垫块的上方，以锁紧换电式电池箱的底部边框。

上述任一项技术方案中，进一步地，锁紧机构还包括：弹性件；弹性件的一端连接于连接板，弹性件的另一端连接于锁体的上方，弹性件用于当偏心轮被推拉结构拉回时，将锁体由自锁状态转变为解锁状态。

上述任一项技术方案中，进一步地，锁体为折线形，锁舌的下表面为锥面。

上述任一项技术方案中，进一步地，车载换电底座上设置有一级导向部件，一级导向部件为柱状体，柱状体的顶部设置有圆锥面。

上述任一项技术方案中，进一步地，换电式电池箱上还设置有限位部件，限位部件内设置有限位孔，车载换电底座还包括：二级导向部件；二级导向部件固定安装在车载换电底座上，二级导向部件的上方设置有限位柱，限位柱***限位孔后，对换电式电池箱进行水平限位。

上述任一项技术方案中，进一步地，限位柱的顶部由多个斜面围成。

上述任一项技术方案中，进一步地，二级导向部件的高度低于一级导向部件的高度。

上述任一项技术方案中，进一步地，推拉结构包括：气缸和连杆；气缸的一端固定安装于连接板，气缸的另一端连接于连杆的一端，连杆的另一端转动连接于偏心轮的中间位置，气缸用于带动连杆进行推拉运动。

本申请第二方面的技术方案是：提供了一种电动汽车，该电动汽车上安装有如上述第一方面技术方案中任一项所述的换电式电池箱定位锁紧装置。

本申请的有益效果是：本申请中的技术方案，通过将车载换电底座与重卡车身底盘大梁的固定，使车载换电底座与重卡形成一个稳固的整体，有助于提高对电池箱的承载固定效果，并通过设置导向部件和锁紧机构，在对换电式电池箱安装过程进行导向的同时，分别对其进行水平方向和竖直方向的限位，提高电池箱更换作业定位精度和电池箱安装的稳定性，防止换电式电池箱在电动车行驶过程中发生晃动，且锁紧机构随时可以按需求解除锁紧，能大大加快电池箱的换电效率，提高便捷性和经济性。

附图说明

本申请的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请的一个实施例的换电式电池箱定位锁紧装置的示意图；

图2是根据本申请的一个实施例的换电式电池箱的示意图；

图3是根据本申请的一个实施例的车载换电底座的示意图；

图4是根据本申请的一个实施例的锁紧机构的示意图。

其中，1-换电式电池箱，11-锁止垫块，12-限位部件，2-车载换电底座，21-一级导向部件，22-二级导向部件，23-锁紧机构，231-锁体，232-偏心轮，233-连杆，234-气缸，235-弹性件，236-第一圆柱销，237-第二圆柱销，238-锁舌。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种换电式电池箱定位锁紧装置，该定位锁紧装置适用于电动或者混动重型卡车，该定位锁紧装置包括：换电式电池箱1，车载换电底座2以及锁紧机构23；其中，换电式电池箱1安装在车载换电底座2的上方，换电式电池箱1用于安装动力电池箱；而车载换电底座2可以根据实际需求安装在电动或者混动重卡内，比如卡车车身底盘大梁上，车载换电底座2用于与换电式电池箱1相连接固定，从而完成动力电池与重卡的安装。以电动重型卡车为例，在本实施例中，可采用吊装的方式将，换电式电池箱1安装至重卡上，即换电式电池箱1从上方吊装至车载换电底座2处从，而完成重卡中动力电池的换点或者安装。

如图2所示，本实施例中，换电式电池箱1由多个边框围成包括横边、纵边以及结构加强边等，换电式电池箱1用于安装动力电池；其中，换电式电池箱1的底部边框上设置有锁止垫块11。

具体的，换电式电池箱1的主体为一框体结构，如长方体框体，该长方体框架体的形状、大小与动力电池箱的形状大小相吻合适配，换电式电池箱1内部空间为动力电池箱的安装空间。也就是说，换电式电池箱1的结构是根据动力电池箱的外轮廓形状、大小进行相应调整的，即不限制于本实施例中所提供的长方体框架体。

在上述换电式电池箱1的底部边框上焊接有锁止垫块11，用于换电式电池箱1的锁止。优选的，换电式电池箱1的底部边框上还可以设置若干个限位部件12，以便在安装换电式电池箱1时对其进行限位。

现本实施例以长方体框体结构的换电式电池箱1为例进行说明。

本实施例中，车载换电底座2固定安装于电动汽车上，车载换电底座2的至少一组对角位置设置有一级导向部件21，车载换电底座2上还设置有多个锁紧机构23，锁紧机构23用于换电式电池箱1通过一级导向部件21安装在车载换电底座2上时，锁紧换电式电池箱1的底部边框。

为了便于安装换电式电池箱1，设定车载换电底座2的主体同样为一长方体框体，如图3所示，其在长方体四个顶角(两组对角位置)处对称的焊接有四个一级导向部件21，即车载换电底座2框体四个顶角的内侧分别设置有一个一级导向部件21，以便在安装换电式电池箱1时，将换电式电池箱1套设在四个一级导向部件21的外侧，实现对换电式电池箱1水平方向上的限位，防止其在水平方向上发生晃动。

待采用吊装的方式，将换电式电池箱1安装在车载换电底座2上后，利用锁紧机构23与限位部件12相配合，对换电式电池箱1进行锁紧，实现换电式电池箱1竖直方向上的锁紧。

本实施例在车载换电底座2上设置四个锁紧机构23，每两个为一组，分别安装在换电式电池箱1底部边框的长边上，且四个锁紧机构23均位于一级导向部件21的内侧，其具体安装位置可以根据实际需求确定。

需要说明的是，可以根据换电式电池箱1的大小、换电式电池箱1及动力电池的重量、电动重卡的涉及需求，在车载换电底座2上设置多个锁紧机构23。

为了实现换电式电池箱1竖直方向上的锁紧，本实施例中还示出了一种锁紧机构23的实现方式，该锁紧机构23通过车载换电底座2上设置的连接板进行安装，其中，连接板可以为凹槽型、L型等结构，本实施例并不限定。

如图4所示，本实施例中，该锁紧机构23包括：锁体231，推拉结构以及偏心轮232；锁体231的连接端通过第一圆柱销236转动安装于连接板上；其中，锁体231为折线形，锁舌238的下表面为锥面。

具体的，锁体231可以为“7”字型、L型等折线形结构，可以为铸件，锁体231长边的一端为连接端，通过第一圆柱销236安装在车载换电底座2(连接板)上，以使其能够沿着第一圆柱销236转动。

锁体231短边的一端为锁舌238，当锁体231处于自锁状态时，锁体231的锁舌238与换电式电池箱1底部边框上焊接的锁止垫块11相接触，且锁舌238位于锁止垫块11的上方，将换电式电池箱1的底部锁紧在车载换电底座2的上方，使两者在竖直方向上成为一个整体，防止换电式电池箱1因电动重型卡车行驶过程中的上下颠簸产生晃动。

当锁体231处于解锁状态时，锁体231沿第一圆柱销236向后转动，使得锁舌238与锁止垫块11分离，此时，可沿竖直方向将换电式电池箱1采用吊装的方式从车载换电底座2上取出，进行换电。

本实施例中，为了实现对锁体231的推拉，在锁紧机构23中还设置有推拉结构，该推拉结构可以由气缸、电机、电动阀等动力装置，结合连杆、齿轮、链条、偏心轮等传动结构实现。

为了简化结构设计，并提高对锁体231的支撑力，防止传动结构因外力产生形变，延长适用寿命，该推拉结构的一端固定安装于连接板上，推拉结构的另一端转动连接于偏心轮232的中间位置；偏心轮232的尾部通过第二圆柱销237转动安装于连接板上，偏心轮232的头部位于锁体231的后方，偏心轮232在推拉结构的推动下使锁体231由解锁状态转变为自锁状态。

具体的，偏心轮232的尾部通过第二圆柱销237转动安装在车载换电底座2(连接板)上，以使其能够沿着第二圆柱销237自由旋转，其长度大于第二圆柱销237与第一圆柱销236之间的缝隙，以便偏心轮232的头部能够顶住锁体231的长边，以使锁舌238能够与换电式电池箱1底部边框上焊接的锁止垫块11相接触，偏心轮232的中间位置处设置有一个圆柱形连接销，以便与推拉结构的推杆相连，使得推拉结构的推杆在前后移动时，能够带动偏心轮232沿第二圆柱销237转动。

本实施例中，推拉结构包括：气缸234和连杆235；气缸234的一端固定安装于连接板，气缸234的另一端连接于连杆235的一端，连杆235的另一端转动连接于偏心轮232的中间位置，气缸234用于带动连杆235进行推拉运动，即将气缸234的另一端和连杆235共同作为推拉结构的推杆。

进一步的，该锁紧机构23还包括：弹性件235，可以由弹簧实现；该弹性件235的一端连接于连接板，弹性件235的另一端连接于锁体231的上方，弹性件235用于当偏心轮232被推拉结构拉回时，将锁体231由自锁状态转变为解锁状态，此时，锁体231将向后旋转，靠在偏心轮232上，锁舌238不与换电式电池箱1底部边框上焊接的锁止垫块11相接触，换电式电池箱1从上方能够与车载换电底座2分离。

待气缸234和连杆235向前推动偏心轮232旋转时，偏心轮232的头部推动锁体231向前旋转，使得锁舌238重新与换电式电池箱1底部边框上焊接的锁止垫块11相接触，完成换电式电池箱1与车载换电底座2的重新锁紧。

实施例二：

在上述实施例的基础上，本实施例又示出一种换电式电池箱1与车载换电底座2相配合组装的实现方式，为了保证水平方向上换电式电池箱1不会因电动重型卡车的行驶而发生晃动，且便于换电式电池箱1的吊装，本实施例中设置两级水平限位，其中，利用上述实施例中的一级导向部件21和换电式电池箱1的边框结构进行一级水平限位(粗限位)，并在车载换电底座2上设置二级导向部件22、在换电式电池箱1相应的位置处设置限位部件12，利用二级导向部件22和限位部件12进行二级水平限位(细限位)，实现精确定位，提高换电式电池箱1的安装稳定性。

为了便于换电式电池箱1的吊装，设定一级导向部件21为柱状体，柱状体的顶部设置有圆锥面，以便吊装时一级导向部件21能够顺利***换电式电池箱1底部的边框。

本实施例中，换电式电池箱1上还设置有限位部件12，限位部件12内设置有限位孔，该车载换电底座2还包括：二级导向部件22；二级导向部件22固定安装在车载换电底座2上，二级导向部件22的上方设置有限位柱，限位柱***限位孔后，对换电式电池箱1进行水平限位。其中，限位柱的顶部由多个斜面围成。

需要说明的是，本实施例中二级导向部件22的数量、安装位置，可以根据实际需求进行设定。

优选的，二级导向部件22的高度低于一级导向部件21的高度，以便在吊装换电式电池箱1时，先利用一级导向部件21进行一级水平限位，在利用二级导向部件22进行二级水平限位。

实施例三：

本实施例示出一种电动汽车，该电动汽车可以为电动重型卡车、混动重型卡车、电动卡车、混动卡车等，该电动汽车中设置有换电式电池箱定位锁紧装置，以便对电动汽车中的动力电池箱进行锁紧，防止动力电池箱因电动汽车行驶过程中的颠簸发生晃动，提高电动汽车动力电池箱更换作业定位精度以及安装的稳定性。该换电式电池箱定位锁紧装置包括换电式电池箱1和车载换电底座2，其中换电式电池箱1安装在车载换电底座2的上方，换电式电池箱1用于安装动力电池箱；而车载换电底座2可以根据实际需求安装在电动或者混动重卡内，比如卡车车身底盘大梁上，车载换电底座2用于与换电式电池箱1相连接固定，从而完成动力电池与重卡的安装。以电动重型卡车为例，在本实施例中，可采用吊装的方式将，换电式电池箱1安装至重卡上，即换电式电池箱1从上方吊装至车载换电底座2处从，而完成重卡中动力电池的换点或者安装。

如图2所示，换电式电池箱1的主体为一框体结构，如长方体框体，该长方体框架体的形状、大小与动力电池箱的形状大小相吻合适配，换电式电池箱1内部空间为动力电池箱的安装空间。也就是说，换电式电池箱1的结构是根据动力电池箱的外轮廓形状、大小进行相应调整的，即不限制于本实施例中所提供的长方体框架体。

在换电式电池箱1的底部焊接有锁止垫块11和限位部件12，用于换电式电池箱1的锁止。

如图3所示，车载换电底座2的主体同样为一长方体框体，如图3所示，其在长方体四个角(两组对角位置)处对称的焊接有四个一级导向部件21，在长方体内部焊接有二级导向部件22和锁紧机构23。其中，二级导向部件22与换电式电池箱1底部的限位部件12相连接，以限制换电式电池箱1相对于车载换电底座2的水平方向位移。锁紧机构23与换电式电池箱1底部的锁止垫块11相连接，以限制换电式电池箱1相对于车载换电底座2的竖直方向位移。

如图4所示，锁紧机构23包括锁体231、偏心轮232、连杆233、气缸234和弹簧235。其中，锁体231通过圆柱销安装在车载换电底座2上，用于锁止换电式电池箱1；偏心轮232通过圆柱销安装在车载换电底座2上，用于推动锁体完成锁止运动并实现锁体的自锁；连杆233通过圆柱销和螺栓分别连接偏心轮232和气缸234，实现气缸234与偏心轮232之间的传动；气缸234通过螺栓安装在车载换电底座2上，用于作为偏心轮运动的驱动装置，弹簧235通过焊接固定在车载换电底座2和锁体231上，用于拉回锁体运动并实现换电式电池箱1的解锁。

在使用本实施例对动力电池箱进行换点作业时，将动力电池箱放入换电式电池箱1的空间中，将车载换电底座2安装至重卡车身底盘大梁上；采用吊装方式，将换电式电池箱1吊装至车载换电底座2上方，使换电式电池箱1对准一级导向部件21后下放换电式电池箱1，使换电式电池箱1与一级导向部件21相连接并构成安装的初步定为，此时限位部件12和二级导向部件22的位置构成匹配。换电式电池箱1下放到位后，气缸234通过连杆233推动偏心轮232运动，使锁体231旋转至锁止位置并实现自锁，完成换电式电池箱1的锁止过程，完成动力电池箱与电动重卡之间的安装固定。

而在需要更换动力电池箱时，气缸234通过连杆233拉动偏心轮232运动，解除锁体231的自锁，此时弹簧235拉回锁体231，完成换电式电池箱1的解锁，之后通过吊装从重卡上调离电池箱再按照上述使用方法安装具有电能的另一电池箱即可。

以上结合附图详细说明了本申请的技术方案，本申请提出了一种换电式电池箱定位锁紧装置，该定位锁紧装置包括：换电式电池箱，车载换电底座以及锁紧机构；换电式电池箱由多个边框围成，换电式电池箱用于安装动力电池；车载换电底座固定安装于电动汽车上，车载换电底座的至少一组对角位置设置有一级导向部件，车载换电底座上还设置有多个锁紧机构，该锁紧机构由锁体、推拉结构以及偏心轮构成，由推拉结构推动偏心轮运动以压紧锁体，使得锁紧机构在换电式电池箱通过一级导向部件安装在车载换电底座上时，锁紧换电式电池箱的底部边框。通过本申请中的技术方案，解决电动重型卡车动力电池箱更换作业定位精度差的问题，并提高电动重型卡车中动力电池箱安装的稳定性。

在本申请中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。

附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本申请的原理进行说明，并非意在对本申请进行限制。

尽管参考附图详地公开了本申请，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本申请的应用。本申请的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本申请保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (8)

1.一种换电式电池箱定位锁紧装置，其特征在于，该定位锁紧装置适用于电动汽车，所述定位锁紧装置包括：换电式电池箱(1)，车载换电底座(2)以及锁紧机构(23)，其中，所述换电式电池箱(1)可拆卸的安装于所述车载换电底座(2)的上方；

所述换电式电池箱(1)由多个边框围成，所述换电式电池箱(1)的底部边框上设置有锁止垫块(11)，所述换电式电池箱(1)用于安装动力电池；

所述车载换电底座(2)固定安装于电动汽车上，所述车载换电底座(2)上设置有连接板和多个所述锁紧机构(23)，其特征在于，所述锁紧机构(23)包括：锁体(231)，推拉结构以及偏心轮(232)；

所述锁体(231)的连接端通过第一圆柱销(236)转动安装于所述连接板上；

所述推拉结构的一端固定安装于所述连接板上，所述推拉结构的另一端转动连接于所述偏心轮(232)的中间位置；

所述偏心轮(232)的尾部通过第二圆柱销(237)转动安装于所述连接板上，所述偏心轮(232)的头部位于所述锁体(231)的后方，所述偏心轮(232)在所述推拉结构的推动下使所述锁体(231)由解锁状态转变为自锁状态，

其中，所述锁体(231)处于自锁状态时，所述锁体(231)的锁舌(238)与所述锁止垫块(11)相接触，且所述锁舌(238)位于所述锁止垫块(11)的上方，以锁紧所述换电式电池箱(1)的底部边框。

2.如权利要求1所述的换电式电池箱定位锁紧装置，其特征在于，所述锁紧机构(23)还包括：弹性件(235)；

所述弹性件(235)的一端连接于所述连接板，所述弹性件(235)的另一端连接于所述锁体(231)的上方，所述弹性件(235)用于当所述偏心轮(232)被所述推拉结构拉回时，将所述锁体(231)由所述自锁状态转变为所述解锁状态。

3.如权利要求1所述的换电式电池箱定位锁紧装置，其特征在于，所述锁体(231)为折线形，所述锁舌(238)的下表面为锥面。

4.如权利要求1所述的换电式电池箱定位锁紧装置，其特征在于，所述车载换电底座(2)上设置有一级导向部件(21)，所述一级导向部件(21)为柱状体，所述柱状体的顶部设置有圆锥面。

5.如权利要求1至4中任一项所述的换电式电池箱定位锁紧装置，其特征在于，所述换电式电池箱(1)上还设置有限位部件(12)，所述限位部件(12)内设置有限位孔，所述车载换电底座(2)还包括：二级导向部件(22)；

所述二级导向部件(22)固定安装在所述车载换电底座(2)上，所述二级导向部件(22)的上方设置有限位柱，所述限位柱***所述限位孔后，对所述换电式电池箱(1)进行水平限位。

6.如权利要求5所述的换电式电池箱定位锁紧装置，其特征在于，所述限位柱的顶部由多个斜面围成。

7.如权利要求5或6所述的换电式电池箱定位锁紧装置，其特征在于，所述二级导向部件(22)的高度低于所述一级导向部件(21)的高度。

8.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车上安装有如权利要求1至7中任一项所述的换电式电池箱定位锁紧装置。

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