WO2021185295A1 - 电池包锁止机构、托架总成、电动汽车及电池包的锁止方法 - Google Patents

电池包锁止机构、托架总成、电动汽车及电池包的锁止方法 Download PDF

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黄春华
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Definitions

  • the invention relates to a battery pack locking mechanism, a bracket assembly, an electric vehicle and a method for locking the battery pack.
  • the existing battery setting methods of electric vehicles are generally divided into fixed type and replaceable type.
  • the fixed type battery is generally fixed on the vehicle, and the vehicle is directly used as the charging object during charging.
  • the replaceable battery is generally fixed on the bracket of the vehicle through a movable installation method. The battery can be removed for separate replacement or charging operations. After the replaced battery is charged, it is installed on the vehicle.
  • a battery pack locking mechanism is arranged on the side wall of a bracket, the locking mechanism is used to unlock or lock the battery pack to the bracket, the locking mechanism includes a fixing part, and the fixing part has A locking space, when the battery pack is placed relative to the bracket, the locking mechanism is used to lock the connecting portion on the battery pack in the locking space;
  • the locking mechanism when the battery pack is locked with respect to the bracket, applies a supporting force in a vertical direction and a contact force in a horizontal direction to the battery pack.
  • the driver drives the lock tongue to switch from the second state position to the first state position, so that the battery pack can be quickly unlocked.
  • the force generated by the horizontal movement of the battery pack to the bracket is used to push the bolt to rotate and open the opening.
  • the lock tongue When the battery pack is electrically plugged into the bracket, the lock tongue is in the second state position, and the connecting portion abuts against the lock tongue in a direction that pushes the lock tongue away from the second state position s surface.
  • the fixing portion further includes an elastic member for applying an elastic force to the lock tongue, so that the lock tongue remains in the second state position when no external force is applied.
  • the elastic member is a compression spring.
  • the fixing part further includes a driver for driving the connecting rod to drive the lock tongue to move from the second state position to the first state position, so as to control the movement of the lock tongue to unlock the battery pack at bracket.
  • the lifting platform of the driver contacts the lower surface of the bracket after pushing the end of the connecting rod upward.
  • the connecting rod can be compressed along the transmission direction of the external force.
  • the force is stored when the lock tongue cannot be switched to the first state, and is released when the lock tongue can be switched to the first state, so as to drive the lock tongue to move to the first state to achieve the unlocking purpose.
  • the connecting portion is a protruding structure formed on the surface of the casing of the battery pack, so that the surface protrusion structure of the casing of the battery pack and the fixing portion are used for locking, which can effectively improve the locking strength.
  • the connecting portion is a cylindrical protrusion mechanism, and the shape of the groove end of the locking groove is adapted to the shape of the connecting portion to further improve the locking effect.
  • the locking mechanism in the bracket assembly allows the connecting part of the battery pack to enter the locking space through the opening in the horizontal direction, and uses the locking space to fix the connecting part, so that the battery pack can achieve relative support through horizontal displacement.
  • the purpose of the rack fixing is to effectively reduce the complexity of the process and the cumbersome steps of installing and fixing the battery pack on the rack.
  • the battery pack is electrically connected to the bracket assembly while simultaneously completing the locking of the relative locking mechanism, which further simplifies the complexity of the process of locking the battery pack to the bracket.
  • the bracket is fixed to the surface of the chassis beam of the electric vehicle by fasteners, so that the bracket assembly can maintain stability when installed in the electric vehicle.
  • An electric vehicle includes the bracket assembly as described above.
  • the lock body 13 can also be directly formed on the side wall 4a of the bracket 4, that is, the lock
  • the locking groove 131 of the body 13 is opened on the side wall 4a of the bracket 4, so that the locking space 1a is also located in the bracket 4, so as to achieve the same effect as in this embodiment.
  • the locking mechanism 10 uses a lift or palletizer as a driver to drive the lock tongue 11 to switch states, so as to utilize the existing battery replacement equipment to have the functions of battery transfer and unlocking, so as to further simplify the locking mechanism
  • the complexity of the unlocking process is 10, and the unlocking efficiency is improved.

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Abstract

一种电池包锁止机构（10），锁止机构（10）设置在托架（4）侧壁，锁止机构（10）用于将电池包（3）解锁或锁定于托架（4），锁止机构包括固定部，固定部具有一锁定空间（1a），在电池包（3）相对托架（4）被放置时，锁止机构（10）用于将电池包（3）上的连接部（2）锁定于锁定空间（1a）内；锁止机构（10）在锁定空间（1a）的一侧设有朝向电池包（3），并沿水平方向进入托架（4）的开口（1b），以使连接部（2）沿水平方向进入开口（1b），并移入锁定空间（1a）内。该锁止机构通过使电池包的连接部能够沿水平方向通过开口进入锁定空间，并利用锁定空间对连接部进行固定，使得电池包能够通过水平方向的位移实现相对托架固定的目的，以有效降低将电池包安装并固定于托架上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。还提供了一种托架总成、电动汽车及电池包的锁止方法。

Description

电池包锁止机构、托架总成、电动汽车及电池包的锁止方法
本申请要求申请日为2020/3/17的中国专利申请202010188835X的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。
技术领域
本发明涉及一种电池包锁止机构、托架总成、电动汽车及电池包的锁止方法。
背景技术
现有电动汽车的电池设置方式一般分为固定式和可换式，其中，固定式电池一般是固定在车辆上，在充电时直接以车辆作为充电对象。而可换式的电池一般通过活动安装的方式被固定在车辆的托架上，电池可以被取下，以单独进行更换或充电操作，在更换下的电池充电完毕后，再安装在车辆上。
现有技术中，电池的更换方式包括手动、自动等各种手段，不论哪一种手段，在电池安装与车辆的托架时，托架均需要将电池锁定在托架上，由于电池体积大、重量重，通常要采用多点锁定的方式来实现，对于锁定机构而言，如何能够快速、方便地将电池锁定或解锁于车辆托架是现有技术人员研发的重点。现有技术CN109987063U公开了一种水平装取电池的换电设备，用于将电池箱装入电池仓，或从电池仓中取出电池箱，电池仓上设有锁槽，电池箱上设有锁舌；电池箱安装于电池仓中时，锁舌能锁在锁槽中。锁舌和锁槽的配合，使电池箱位于电池仓中处于锁止的状态，防止电池箱脱离电池仓。CN108729760A公开了闭锁装置及使用该装置的AGV，其中，包括固定架，固定架上转动装配有锁扣，锁扣上设有用于在被锁部件朝向锁扣移动时被被锁部件带动而绕锁扣转轴正向转动的承推部，锁扣上还设有沿其转轴径向延伸的锁止臂，锁止臂在锁扣正向转动时旋转而在离开锁扣的方向上挡止被锁部件上的锁耳，闭锁装置还包括在锁耳被挡后与锁扣挡止配合而阻止其反向转动的挡止件，挡止件连接有可电控的驱动单元并被驱动单元带动挡止和让开锁扣，固定架上还设有与锁扣连接的弹性件，弹性件提供给锁扣反向转动的弹性力，而在挡止件让开锁扣后带动锁扣反向转动，解除对锁耳的挡止。上述锁止结构均存在结构复杂，锁止、解锁过程较繁琐，不能兼顾锁止稳定性和锁止解锁的效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了提高锁止稳定性的同时兼顾锁止和解锁的效率，克服现有技术中将电池包安装于托架的流程复杂、步骤繁琐的缺陷，提供一种电池包锁止机构、托架总成、电动汽车及电池包的锁止方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种电池包锁止机构，其设置于托架的侧壁，所述锁止机构用于将电池包解锁或锁定于所述托架，所述锁止机构包括固定部，所述固定部具有一锁定空间，当所述电池包相对所述托架被放置时，所述锁止机构用于将所述电池包上的连接部锁定于所述锁定空间；
所述锁止机构在所述锁定空间的一侧设有朝向电池包，并沿水平方向进入所述托架的开口，以使所述连接部沿水平方向进入所述开口，并移入所述锁定空间。
该锁止机构，通过使电池包的连接部能够沿水平方向通过开口进入锁定空间，并利用锁定空间对连接部进行固定，使得电池包能够通过水平方向的位移实现相对托架固定的目的，并在电池包沿水平方向移动进入托架的过程中即实现电池包锁止的操作，无需额外的锁止操作，一方面实现了电池包在托架上的稳定锁止，另一方面简化了电池包的锁止操作，提高了锁止效率，以有效降低将电池包安装并固定于托架上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。
较佳地，所述锁止机构还包括锁舌，所述锁舌用于当所述电池包的所述连接部进入所述锁定空间后锁定所述连接部以阻止所述连接部脱离出所述锁定空间，以避免电池包在完成锁定后产生相对托架脱出的风险。
通过锁舌阻止电池包上的连接部脱离托架上的锁定空间，实现了电池包的稳定锁止，提高了电池包在电动汽车上使用的安全性。
较佳地，所述锁舌可旋转设置于所述托架上，以打开或关闭所述开口，所述锁舌能够在第一状态位置和第二状态位置之间切换；
当所述锁舌处于第一状态位置时，所述锁舌打开所述开口，所述连接部能够进入或离开所述锁定空间；
当所述锁舌处于第二状态位置时，所述锁舌关闭所述开口，所述连接部无法进入或离开所述锁定空间。
通过上述结构设置，可利用锁舌在第一状态位置和第二状态位置之间切换，实现锁定空间开口的开闭，简化了锁止、解锁的操作，提高了锁止、解锁的效率，实现将电池包高效率的解锁或锁定于托架的目的。
较佳地，所述锁舌通过旋转轴设于所述托架上，所述旋转轴设于所述锁定空间上方 的所述托架上，所述旋转轴被设置为：当所述连接部位于所述锁定空间内时，所述旋转轴的轴心距离所述电池包的正面表面的水平距离大于所述连接部的中心距离所述电池包的正面表面的水平距离。
通过上述旋转轴结构的设置，使得连接部在锁定空间内时，即使电池包在托架上发生晃动导致电池包的连接部挤压或撞击锁舌，也无法依靠自身作用于锁舌的作用力将锁舌切换至第一状态位置，以使锁舌打开开口，导致锁止失效。因此，当连接部在锁定空间内时，上述旋转轴结构的设置使锁舌对连接部存在自锁效果，以有效提高了该电池包锁止机构的可靠性。
较佳地，所述固定部设有通向所述开口的通道，所述通道用于供所述连接部进入所述开口。
通过上述结构设置，对连接部准确地进入开口产生导向作用。
较佳地，在所述电池包相对所述托架被锁定时，所述锁止机构向电池包施加竖直方向的支撑力和水平方向的抵接力。
通过锁止机构对连接部及相连的电池包实现竖直方向承接以及沿水平方向位置锁定的目的，提高锁止机构对电池包的锁定稳固程度。
较佳地，所述固定部包括锁体，所述锁体的一面具有内凹向锁体内部的锁槽，所述锁定空间形成于所述锁槽内，所述锁槽在所述锁体表面形成所述开口，所述开口用于供所述连接部沿所述电池包相对所述托架电插拔的方向进出所述锁定空间。
使得电池包能够在相对托架进行电接插的过程中，同时完成相对锁止机构的锁定，以进一步简化了将电池包锁定于托架的流程复杂程度，提高了锁止效率。
较佳地，当所述电池包进入所述托架时，所述锁舌朝向靠近所述托架的电接插面的方向转动，以开启开口；
当所述电池包到达所述锁定空间后，所述锁舌朝向远离所述托架的电插拔面的方向转动，以封闭开口。
在电池包相对托架电插接的过程中，同时完成了开口的开启和电池包的锁定，提高了锁止效率。
较佳地，所述固定部还包括驱动器，所述驱动器连接于所述锁舌，所述驱动器用于带动所述锁舌从第二状态位置切换至第一状态位置，以实现所述电池包的解锁。
通过驱动器带动锁舌从第二状态位置切换至第一状态位置，实现了电池包的快速解锁。
较佳地，所述锁舌在位于所述锁槽的所述开口时处于第二状态位置，所述连接部能 够推动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置。
通过上述结构设置，利用电池包水平向托架移动所产生的作用力，推动锁舌转动并开启开口。
通过电池包自身的连接部实现锁舌的位置切换，以开启开口，便于电池包快速稳定的进入锁定空间。
较佳地，所述连接部推动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置的方向与所述连接部通过所述开口进入所述锁定空间的方向相同。
通过上述结构设置，实现连接部水平推动锁舌转动并开启开口的目的。
较佳地，当所述电池包相对所述托架电插接时，所述连接部位于所述锁定空间内。
电池包在与托架实现电插接的同时，也实现了电池包与托架的相对锁定。
较佳地，所述固定部还包括限位件，所述限位件用于在所述锁舌位于第一状态位置时限制所述锁舌朝远离第二状态位置的方向移动；
当所述电池包相对所述托架电插接时，所述锁舌位于第二状态位置，所述连接部朝着推动所述锁舌远离第二状态位置的方向抵接于所述锁舌的表面。
连接部在锁定空间内向锁舌施加向外的作用力时，保证锁舌有效、可靠地将连接部锁定在锁定空间内。
较佳地，所述锁舌具有圆弧形的抵接面，所述抵接面用于与所述连接部相抵接。
提高连接部与锁舌在抵接过程中的接触面积，使得连接部对锁舌的作用力能够沿正确的方向传递，提高锁止或解锁过程的稳定性，以确保锁舌能够将连接部锁定在锁定空间内。
较佳地，所述锁槽的一侧表面具有锁舌槽，所述锁舌槽用于容纳所述锁舌，所述锁舌在位于所述锁舌槽内时处于第一状态位置。
通过上述结构设置，使得连接部能够沿锁槽进入锁定空间。
较佳地，所述固定部还包括弹性件，所述弹性件用于向所述锁舌施加弹性力，以使所述锁舌在不受外力作用时保持处于第二状态位置。
通过上述结构设置，在连接部进入锁定空间之后，通过弹性件的回弹力带动锁舌回复至第二状态位置，以封闭开口。
较佳地，所述弹性件为压簧。
通过上述结构设置，以提高锁舌的回弹效果。
较佳地，所述固定部还包括连杆，所述连杆活动连接于所述锁舌，所述连杆在外力作用下带动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置。
通过上述结构设置，实现电池包相对托架解锁的目的。
较佳地，所述固定部还包括驱动器，所述驱动器用于驱动所述连杆带动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置，以控制锁舌活动以将电池包解锁于托架。
通过驱动器，带动锁舌从锁止状态向解锁状态切换，提高了自动解锁的效率。
较佳地，所述连杆的末端向下凸出于所述托架的下表面，所述驱动器为举升机或码垛机，所述驱动器位于所述托架的下方，所述驱动器的升降平台向上抬升并推动所述连杆的末端，以带动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置。
上述结构设置，通过利用现有换电设备中的举升机或码垛机来兼具电池转运和解锁的功能，以进一步简化电池包锁定装置的解锁流程复杂程度，提高解锁效率。
较佳地，所述驱动器的升降平台在向上推动所述连杆的末端之后与所述托架的下表面相接触。
以进一步实现将托架抬起的目的，提高各部件的兼用度。
较佳地，所述连杆能够沿外力的传递方向被压缩。
通过上述结构设置，在锁舌无法切换至第一状态时储存作用力，并在锁舌可以切换至第一状态时释放，以带动锁舌移至第一状态，实现解锁目的。
较佳地，所述锁舌相对所述托架可活动的活动方式为翻转活动，所述锁舌通过翻转活动的方式在第一状态位置和第二状态位置之间切换。
上述结构设置，提供了一种使锁舌在第一状态位置和第二状态位置之间位置切换的较佳实现方式。
一种电池包锁止机构，其用于将电池包解锁或锁定于托架，所述锁止机构包括分别设于所述托架的侧壁的固定部和设于所述电池包对应位置的连接部，所述固定部具有一锁定空间，当所述电池包相对所述托架被放置时，锁止机构用于将所述连接部锁定于所述锁定空间；
所述锁止机构在所述锁定空间的一侧设有朝向电池包，并沿水平方向进入所述托架的开口，以使所述连接部沿水平方向进入所述开口，并移入所述锁定空间。
该锁止机构，通过使电池包的连接部能够沿水平方向通过开口进入锁定空间，并利用锁定空间对连接部进行固定，使得电池包能够通过水平方向的位移实现相对托架固定的目的，以有效降低将电池包安装并固定于托架上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。
较佳地，所述固定部包括锁体，所述锁体的一面具有内凹向锁体内部的锁槽，所述锁定空间形成于所述锁槽内，所述锁槽在所述锁体表面形成所述开口，所述开口用于供所述连接部沿所述电池包相对所述托架电插拔的方向进出所述锁定空间，以使得电池包 能够在相对托架进行电接插的过程中，同时完成相对锁止机构的锁定，以进一步简化了将电池包锁定于托架的流程复杂程度。
较佳地，所述连接部为形成于所述电池包的壳体表面的凸出结构，以利用电池包的壳体的表面突起结构与固定部进行锁定，可有效提高锁定强度。
较佳地，所述连接部为圆柱体的凸出机构，所述锁槽的槽末端的形状与所述连接部的形状相适配，以进一步提高锁定效果。
一种托架总成，其包括托架和如上所述的电池包锁止机构。
该托架总成中的锁止机构，通过使电池包的连接部能够沿水平方向通过开口进入锁定空间，并利用锁定空间对连接部进行固定，使得电池包能够通过水平方向的位移实现相对托架固定的目的，以有效降低将电池包安装并固定于托架上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。
较佳地，所述锁止机构的数量为多个，多个所述锁止机构沿所述电池包相对所述托架进出的方向依次布置，以提高锁止机构对电池包的固定能力。
较佳地，所述电池包沿水平方向相对所述托架电插拔，所述电池包相对所述托架进出的方向与所述电池包相对所述托架电插拔的方向相同。
通过上述结构设置，使得电池包在相对托架总成进行电接插的过程中，同时完成相对锁止机构的锁定，以进一步简化了将电池包锁定于托架的流程复杂程度。
较佳地，多个所述锁止机构分布于所述电池包的两侧表面，以利用托架两侧的纵向空间设置锁止机构，合理布局。
较佳地，所述托架通过紧固件固定于电动汽车的底盘大梁表面，使得托架总成安装于电动汽车时能够保持稳固性。
一种电动汽车，其包括如上所述的托架总成。
该电动汽车中，托架总成的锁止机构通过使电池包的连接部能够沿水平方向通过开口进入锁定空间，并利用锁定空间对连接部进行固定，使得电池包能够通过水平方向的位移实现相对托架固定的目的，以有效降低将电池包安装并固定于托架上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。
较佳地，所述托架总成的托架通过紧固件固定于所述电动汽车的底盘大梁表面。
通过上述结构设置，使得托架总成安装于电动汽车时能够保持稳固性，避免托架总成在电动汽车行驶时产生振动。
较佳地，所述电动汽车的底盘具有并列设置的左大梁和右大梁；
所述托架总成设于左大梁、右大梁上。
通过上述结构设置，可进一步提高托架总成的安装稳固性。
较佳地，所述托架总成的托架的底板横梁一体成型，所述底板横梁固定于所述左大梁和所述右大梁的下侧表面，以进一步提高托架总成的安装稳固性。
一种电池包的锁止方法，所述电池包的锁止方法使用如上所述的电池包锁止机构。
通过将电池包沿水平方向移入所述开口，再沿水平方向移入所述锁定空间，以实现所述电池包锁定于所述托架。
本发明的积极进步效果在于：
该锁止机构，通过使电池包的连接部能够沿水平方向通过开口进入锁定空间，并利用锁定空间对连接部进行固定，使得电池包能够通过水平方向的位移实现相对托架固定的目的，以有效降低将电池包安装并固定于托架上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。
附图说明
图1为本发明的实施例1的托架总成的结构示意图。
图2为本发明的实施例1的锁止机构的结构示意图。
图3为本发明的实施例1的锁止机构的锁定流程示意图(一)。
图4为本发明的实施例1的锁止机构的锁定流程示意图(二)。
图5为本发明的实施例1的锁止机构的锁定流程示意图(三)。
图6为本发明的实施例1的锁止机构的锁定流程示意图(四)。
图7为本发明的实施例1的锁止机构的解锁流程示意图(一)。
图8为本发明的实施例1的锁止机构的解锁流程示意图(二)。
图9为本发明的实施例1的锁止机构的解锁流程示意图(三)。
图10为本发明的实施例1的电动汽车的底盘与托架总成的连接关系示意图。
图11为本发明的实施例2的连杆的运动状态示意图(一)。
图12为本发明的实施例2的连杆的运动状态示意图(二)。
附图标记说明：
锁止机构10，水平方向A；锁定空间1a，开口1b，通道1c；锁舌11，抵接面111；旋转轴12；锁体13，锁槽131，锁舌槽132，安装孔133；连杆14，末端14a，压簧141；升降平台151；限位结构161；连接部2；电池包3，正面表面3a；托架4，侧壁4a，下表面4b；电连接插头41；托架总成20；电动汽车车体5，左大梁51，右大梁52
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1和图2所示，本发明提供一种电池包3锁止机构10，其设置在托架4的侧壁4a上，该锁止机构10用于将电池包3解锁或锁定在托架4上，锁止机构10包括固定部，固定部具有一个锁定空间1a，当电池包3相对托架4被放置时，锁止机构10用于将电池包3上的连接部2锁定在锁定空间1a内。其中，锁止机构10在锁定空间1a的一侧设有朝向电池包3，并能够沿着水平方向A进入托架4的开口1b，以使得电池包3上的连接部2能够沿着水平方向A进入开口1b，并继续沿水平方向A移动，以进入锁定空间1a内，实现电池包3相对托架4进行锁定的目的。
该锁止机构10，通过使电池包3的连接部2能够沿水平方向A通过开口1b进入锁定空间1a，并利用锁定空间1a对连接部2进行固定，使得电池包3能够通过水平方向A的位移实现相对托架4固定的目的，并在电池包3沿水平方向A移动进入托架4的过程中即实现电池包3锁止的操作，无需额外的锁止操作，一方面实现了电池包3在托架4上的稳定锁止，另一方面简化了电池包3的锁止操作，提高了锁止效率，以有效降低将电池包3安装并固定于托架4上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。
在本实施例中，如图1所示，两个锁止机构10分别被安装在托架4的两侧侧壁4a位置处，该托架4的端板设置有电连接插头41，以通过与电池包3上的电连接插座进行接插，实现电连接的目的，端板连接于两侧侧壁之间。而连接部2则为形成于电池包3的壳体表面的凸出结构，以利用电池包3的壳体的表面突起结构与固定部进行锁定，可有效提高锁定强度。具体的，连接部2可以与电池包3的壳体一体成型，或者固定连接于电池包3的壳体上，连接部2可以为杆状、板状或块状等可以进入锁定空间1a以实现电池包3相对托架4锁定的形状。
如图2所示，其为本实施例中的电池包3锁止机构10的结构示意图，从图中看出，锁止机构的固定部包括有锁舌11和锁体13，锁体13通过表面的安装孔133固定在托架4的侧壁4a上，在锁体13朝向电池包3的一面具有内凹向锁体13内部的锁槽131，所述锁槽131沿电池包3进出托架4的方向延伸，上述的锁定空间1a就形成在这个锁槽131内，锁槽131在锁体13表面形成了开口1b，开口1b用于供连接部2沿电池包3相对托架4电插拔的方向进出锁定空间1a，以使得电池包3能够在相对托架4进行电接插的过程中，同时完成相对锁止机构10的锁定，以进一步简化了将电池包3锁定于托架4的流程复杂程度，提高了锁止效率。另外，本实施例中的连接部2具体形状为圆柱形， 以用于与锁槽131的槽末端的形状相适配，提高固定效果。在本实施例中，锁体13通过紧固件固定于托架4的侧壁4a上，而在其他实施方式中，锁体13也可直接形成于托架4的侧壁4a上，即锁体13的锁槽131开设于托架4侧壁4a，使得锁定空间1a也位于托架4内，以实现于本实施例相同的效果。
而锁舌11用于在形成于电池包3壳体表面的连接部2进入锁定空间1a后锁定该连接部2，以阻止连接部2脱离出锁定空间1a，避免电池包3在完成锁定后产生相对托架4脱出的风险。通过锁舌11阻止电池包3上的连接部2脱离托架4上的锁定空间1a，实现了电池包3的稳定锁止，提高了电池包3在电动汽车上使用的安全性。
具体来说，锁舌11通过一旋转轴12连接于锁体13上，锁舌11通过翻转的方式打开或关闭该开口1b，且锁舌11能够在第一状态位置和第二状态位置之间进行切换。当锁舌11处于第一状态位置时，锁舌11能够打开开口1b，以使连接部2能够进入或离开锁定空间1a，即：使得电池包3能够进入托架4、或者从托架4上取下；而当锁舌11处于第二状态位置时，锁舌11能够关闭开口1b，连接部2无法进入或离开锁定空间1a，即：使得电池包3被锁定于托架4上。上述结构利用锁舌11在第一状态位置和第二状态位置之间切换，实现锁定空间1a开口的开闭，简化了锁止、解锁的操作，提高了锁止、解锁的效率，实现将电池包3高效率的解锁或锁定于托架4的目的。
其中，如图5所示，其为连接部2被锁定于锁定空间1a内的状态。旋转轴12设置在锁定空间1a的上方位置，旋转轴12所在位置具体被设置为：当连接部2位于锁定空间1a内时，旋转轴12的轴心距离电池包3的正面表面3a(参见图1)的水平距离L1大于连接部2的中心距离电池包3的正面表面3a的水平距离L2。在这种位置设置下，当电池包3受外力作用而要沿水平方向A脱离托架4，且锁舌11处于第二状态位置时，即使连接部2沿水平离开托架4的方向抵靠在锁舌11上，连接部2对锁舌11产生作用力的大部分的分力也会经过旋转轴12，无法将锁舌11推动至第一状态位置。也就是说，在这种旋转轴12结构的设置下，使得连接部2在锁定空间1a内时，即使电池包3在托架4上发生晃动导致电池包3的连接部2挤压或撞击锁舌11，也无法依靠自身作用于锁舌11的作用力将锁舌11切换至第一状态位置，以使锁舌11打开开口1b，导致锁止失效。因此，当连接部2在锁定空间1a内时，上述的旋转轴12结构的设置使锁舌11对连接部2存在自锁效果，以有效提高了该电池包3锁止机构10的可靠性。
另外，在锁体13的一侧表面设有开口1b的通道1c，该通道1c用于引导连接部2沿水平方向A进入开口1b，因此，在通道1c的入口处设置导向面，用于引导连接部2进入通道1c中，导向面为斜面或弧面，以对连接部2准确地进入开口1b起到导向作用。
在本实施例中，如图3-图5所示，其为电池包3进入托架4时，锁舌11的位置状态切换过程。如图3所示，电池包3进入托架4时，连接部2从通道1c进入锁体13内部，并移动至开口1b位置，此时，锁舌11处于第二状态位置，连接部2与锁舌11表面接触。
如图4所示，由于锁舌11从第二状态位置移动至第一状态位置的方向与连接部2通过开口1b进入锁定空间1a的方向相同，因此，锁舌11在连接部2的推动下朝向靠近托架4的端板(即托架4设置电连接插头41的表面)的方向转动，实现向上的翻转并切换至第一状态位置，以开启开口1b，使得连接部2能够继续水平移动，以进入锁定空间1a内。托架4上的电连接插头41对电池包3上的电连接插座的作用力限制了连接部2继续沿水平方向A向托架4的端板方向移动，之后，如图5所示，在电池包3完全进入锁定空间1a后，锁舌11朝向远离托架4的电插拔面的方向转动，实现向下的翻转并回复至第二状态位置，以封闭开口1b，使得连接部2无法再从开口1b离开锁体13。在电池包3相对托架4电插接的过程中，同时完成了开口的开启和电池包3的锁定，提高了锁止效率。
其中，如图5所示，锁舌11通过旋转轴12实现翻转，当锁舌11的下端重量重于上端时，锁舌11能够在重力作用下向下翻转，并回复至第二状态位置。当然，在其他实施方式中，锁舌11也可以连接于压簧等弹性件(图中未示出)，以通过弹性件的回弹力带动锁舌11回复至第二状态位置。或者通过外力作用于锁舌11，控制其在第一状态位置和第二状态位置之间转动。
在连接部2位于锁定空间1a内的同时，电池包3也相对托架4完成电插接，以同时实现电池包3相对托架4的物理连接和电连接，使电池包3与托架4完成相对锁定。
其中，电池包3在沿水平方向A被推至与托架4上的电连接插头41以实现电连接时处于第一锁定位置(即图5中连接部2所在的位置)时，此时，连接部2位于锁定空间1a内，此时，电池包3的电连接插座、托架4上的电连接插头41之间处于相互压紧状态，锁舌11因重力作用而切换至第二状态位置。
在此之后，如图6所示，在撤去将电池包3推紧在托架4上的作用外力之后，电池包3与托架4的电连接插头41之间的压紧力被释放，使连接部2位移至第二锁定位置(即图6中连接部2所在的位置)。此时，连接部2与处于第二状态位置的锁舌11之间沿水平方向A相抵接，以使得在将电池包3推入托架4的外力被撤销之后，通过连接部2与锁舌11的表面相抵接的方式，将电池包3沿第一方向完全定位在托架4上，避免电池包3在托架4内产生水平窜动，限制电池包3沿水平方向A相对托架4产生位移的目的。同时，这种限制位移的方案还能保证托架4与电池包3之间一直处于电连接状态， 提高电连接的可靠性。其中，在连接部2与锁舌11向抵接的情况下，本实施例通过旋转轴12的设置位置来避免连接部2对锁舌11施加作用力导致开口1b被开启。同时，固定部还包括有限位结构161，本实施例中，如图6所示，限位结构161形成于锁槽131的下表面处，以用于限制锁舌11在位于第一状态位置时朝远离第二状态位置的方向继续翻转，保证锁舌11有效、可靠地将连接部2锁定在锁定空间1a内。
同时，本实施例中的锁舌11，在其末端14a设有圆弧形内凹的抵接面111，该抵接面111的作用是与连接部2相抵接，提高连接部2与锁舌11在抵接过程中的接触面积，使得连接部2对锁舌11的作用力能够沿正确的方向传递，提高锁止或解锁过程的稳定性，以确保锁舌11能够将连接部2“自锁”于锁定空间1a内。
另外，如图3-图5所示，锁槽131的一侧表面具有锁舌槽132，该锁舌槽132用于容纳锁舌11，锁舌11在位于锁舌槽132内时处于第一状态位置，使得连接部2能够沿锁槽131进入锁定空间1a。
如图7-图9所示，其为本实施例中锁止机构10将电池包3解锁于托架4的流程示意图。锁止机构10的解锁流程与上述锁定流程大致相同。如图7所示，当电池包3被锁定在托架4内，并位于第二锁定位置时，连接部2与锁舌11相抵接。
如图8所示，外部的电池包3取放机构将电池包3沿水平方向A推动至第一锁定位置，以使锁舌11具备足够空间切换回第一状态位置，以将连接部2沿水平方向移出托架4的开口1b被打开。其中，通过电池包3自身的连接部2实现锁舌11的位置切换，以开启开口1b，便于电池包3快速稳定的进入锁定空间1a。之后，如图9所示，电池包3在外部的电池包3取放机构的作用下，使得连接部2从开口1b处离开锁定空间1a，实现电池包3相对托架4的解锁。
其中，在解锁流程中，锁舌11由第二状态位置移动至第一状态位置的过程并不能够如同锁定流程中那样，利用连接部2推动锁舌11进行状态切换的方式实现。因此，在本实施例中，固定部还包括有连杆14和驱动器，驱动器通过连杆14间接连接于锁舌11。在驱动器的驱动下，连杆14带动锁舌11从第二状态位置移动至第一状态位置，以在解锁流程中使连接部2能够沿水平方向A移出锁定空间1a。通过驱动器带动锁舌11从第二状态位置切换至第一状态位置，实现了电池包3的快速解锁，并且还提高了自动解锁的效率。其中，驱动器可采用现有技术中运动机构来实现带动锁舌11移动的目的。当驱动器为直线运动机构时，连杆14仅起到连接作用，以用于向锁舌11传递直线位移；当驱动器为旋转运动机构时，连杆14则还起到了改变运动方向的作用，以用于将旋转位移通过机械结构改为直线位移，例如采用凸轮结构等。由于这些连杆14结构均属于现有技 术的范畴，因此在此不再赘述。
此外，本发明还提供一种托架总成20，托架总成20上的托架4用于承接电池包3，并通过设置在托架4两侧位置的锁止机构10将电池包3锁定于托架4。
如图1所示，托架总成20包括如上所述的托架4和锁止机构10。其中，锁止机构10的数量为多个，多个锁止机构10沿电池包3相对托架4进出的方向依次布置，以提高锁止机构10对电池包3的固定能力。优选地，这些锁止机构10分布于电池包3的两侧表面，以利用托架4两侧的纵向空间设置锁止机构10，合理布局。
本发明还提供一种电动汽车，其采用如上所述托架总成20。如图10所示，电动汽车车体5下方具有底盘，底盘包括并列设置的左大梁51和右大梁52，两个托架总成20分别设置在左大梁51和右大梁52的外侧，且开口1b向外，以用于供电池包3从两侧安装于车体下部。托架总成20通过紧固件实现与底盘的固定，以保证托架总成20安装在电动汽车上时的稳固性，避免托架总成20在电动汽车行驶时产生振动。
另外，两个托架总成20的托架4的底板横梁为一体成型的结构，该底板横梁固定在左大梁51和右大梁52的下侧表面上，以进一步提高托架总成20的安装稳固性。
本发明还提供一种电池包的锁止方法，该电池包的锁止方法使用如上所述的电池包3锁止机构10，通过将电池包3沿水平方向A移入开口1b，再沿水平方向A移入锁定空间1a，以实现将电池包3锁定于托架4的目的。
实施例2
本实施例还提供一种锁止机构10，其结构与实施例1提供的锁止机构10的结构大致相同，不同之处在于，在本实施例中，如图11和图12所示，其为本实施例中的连杆14的运动示意图。本实施例中，连杆14的末端14a向下凸出于托架4的下表面4b，驱动器具体为举升机或者码垛机，该驱动器位于托架4的下方，且驱动器的升降平台151向上抬升并推动连杆14的末端14a，以带动锁舌11移动，并从第二状态位置移动至第一状态位置。该锁止机构10，通过利用举升机或码垛机作为驱动器来带动锁舌11切换状态，以利用现有存在的换电设备来兼具电池转运和解锁的功能，以进一步简化锁止机构10的解锁流程复杂程度，提高解锁效率。
如图12所示，在升降平台151向上推动连杆14的末端14a后，升降平台151还持续上升，并与托架4的下表面4b接触，以进一步实现将托架4(以及与托架4相连的电动汽车)抬起的目的。
其中，在现有的电池包3拆卸流程中，举升机或码垛机是在将托架4抬起之后，再将电池包3从托架4上取下的。因此，在这一解锁流程顺序下，当举升机或码垛机向上 推动连杆14时，由于连接部2还抵接在锁舌11上，因此锁舌11并不能够被切换至第一状态位置。因此，在本实施例中，连杆14还应当能够沿外力的传递方向被压缩，以将举升机或码垛机的作用力通过压缩的方式储存于连杆14中，并在连接部2与锁舌11不接触时再释放压缩产生的位移，带动锁舌11切换至第一状态位置，实现解锁目的。
具体来说，本实施例中，通过在连杆14的局部包括两段，中间通过压簧相邻，以通过设置压簧141的方式来实现作用力的存储目的。当然，在其他实施方式中，还可采用现有技术中的其他方式实现连杆14沿作用力方向的压缩，具体结构在此不再赘述。
另外，本实施例中，图11和图12所示的连杆14结构仅为说明示意之用。
本发明还提供一种电池包锁止方法，包括：
1、将电池包3沿水平方向移动并控制连接部2进入开口1b。具体的，可通过换电设备将电池包3沿水平方向A朝靠近托架4移动，并通过连接部2推动锁舌11向第一状态位置移动以打开开口1b，使连接部2能够进入开口1b；
2、控制电池包3沿水平方向A进入所述锁定空间1a。具体的，通过换电设备将电池包3沿水平方向A移动，使得连接部2进入锁定空间1a内的第一锁定位置；
3、控制锁止机构10关闭开口1b以锁定电池包3。具体的，当连接部2到达第一锁定位置后，锁舌11在自身重力作用下或外力作用下向下转动至第二状态位置，以关闭开口。
4、控制电池包3的连接部2抵接于锁舌11，即连接部2移动至第二锁定位置。具体的，当锁舌11关闭开口1b之后，撤去换电设备对电池包3施加的作用力，电池包3在托架4电连接插头的压紧力下水平反向移动，使连接部2移动至第二锁定位置。
通过上述的流程将电池包3锁止在托架4上，以有效降低将电池包3安装并固定于托架4上的流程复杂程度与步骤繁琐程度，同时还能够保证托架4对电池包3锁定的可靠性和牢固程度。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (20)

  1. 一种电池包锁止机构，其特征在于，其设置于托架的侧壁，所述锁止机构用于将电池包解锁或锁定于所述托架，所述锁止机构包括固定部，所述固定部具有一锁定空间，当所述电池包相对所述托架被放置时，所述锁止机构用于将所述电池包上的连接部锁定于所述锁定空间；
    所述锁止机构在所述锁定空间的一侧设有朝向电池包，并沿水平方向进入所述托架的开口，以使所述连接部沿水平方向进入所述开口，并移入所述锁定空间。
  2. 如权利要求1所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述锁止机构还包括锁舌，所述锁舌用于当所述电池包的所述连接部进入所述锁定空间后锁定所述连接部以阻止所述连接部脱离出所述锁定空间。
  3. 如权利要求2所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述锁舌可旋转设置于所述托架上，以打开或关闭所述开口，所述锁舌能够在第一状态位置和第二状态位置之间切换；
    当所述锁舌处于第一状态位置时，所述锁舌打开所述开口，所述连接部能够进入或离开所述锁定空间；
    当所述锁舌处于第二状态位置时，所述锁舌关闭所述开口，所述连接部无法进入或离开所述锁定空间；
    优选地，所述锁舌通过旋转轴设于所述托架上，所述旋转轴设于所述锁定空间上方的所述托架上，所述旋转轴被设置为：当所述连接部位于所述锁定空间内时，所述旋转轴的轴心距离所述电池包的正面表面的水平距离大于所述连接部的中心距离所述电池包的正面表面的水平距离；
    优选地，所述固定部设有通向所述开口的通道，所述通道用于供所述连接部进入所述开口。
  4. 如权利要求1-3任一项所述的电池包锁止机构，其特征在于，在所述电池包相对所述托架被锁定时，所述锁止机构向电池包施加竖直方向的支撑力和水平方向的抵接力。
  5. 如权利要求3所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述固定部包括锁体，所述锁体的一面具有内凹向锁体内部的锁槽，所述锁定空间形成于所述锁槽内，所述锁槽在所述锁体表面形成所述开口，所述开口用于供所述连接部沿所述电池包相对所述托架电插拔的方向进出所述锁定空间；
    和/或，当所述电池包进入所述托架时，所述锁舌朝向靠近所述托架的电接插面的方向转动；
    当所述电池包到达所述锁定空间后，所述锁舌朝向远离所述托架的电插拔面的方向转动；和/或，所述固定部还包括驱动器，所述驱动器连接于所述锁舌，
    所述驱动器用于带动所述锁舌从第二状态位置切换至第一状态位置，以实现所述电池包的解锁。
  6. 如权利要求5所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述锁舌在位于所述锁槽的所述开口时处于第二状态位置，所述连接部能够推动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置；
    优选地，所述连接部推动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置的方向与所述连接部通过所述开口进入所述锁定空间的方向相同；
    优选地，当所述电池包相对所述托架电插接时，所述连接部位于所述锁定空间内。
  7. 如权利要求6所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述固定部还包括限位件，所述限位件用于在所述锁舌位于第一状态位置时限制所述锁舌朝远离第二状态位置的方向移动；
    当所述电池包相对所述托架电插接时，所述锁舌位于第二状态位置，所述连接部朝着推动所述锁舌远离第二状态位置的方向抵接于所述锁舌的表面；
    优选地，所述锁舌具有圆弧形的抵接面，所述抵接面用于与所述连接部相抵接。
  8. 如权利要求5所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述锁槽的一侧表面具有锁舌槽，所述锁舌槽用于容纳所述锁舌，所述锁舌在位于所述锁舌槽内时处于第一状态位置。
  9. 如权利要求3所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述固定部还包括弹性件，所述弹性件用于向所述锁舌施加弹性力，以使所述锁舌在不受外力作用时保持处于第二状态位置；
    优选地，所述弹性件为压簧。
  10. 如权利要求3所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述固定部还包括连杆，所述连杆活动连接于所述锁舌，所述连杆在外力作用下带动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置；
    优选地，所述固定部还包括驱动器，所述驱动器用于驱动所述连杆带动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置；
    更优选地，所述连杆的末端向下凸出于所述托架的下表面，所述驱动器为举升机或码垛机，所述驱动器位于所述托架的下方，所述驱动器的升降平台向上抬升并推动所述连杆的末端，以带动所述锁舌从第二状态位置移动至第一状态位置；
    最优选地，所述驱动器的升降平台在向上推动所述连杆的末端之后与所述托架的下 表面相接触。
  11. 如权利要求10所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述连杆能够沿外力的传递方向被压缩。
  12. 如权利要求5-10任一项所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述锁舌相对所述托架可活动的活动方式为翻转活动，所述锁舌通过翻转活动的方式在第一状态位置和第二状态位置之间切换。
  13. 一种电池包锁止机构，其特征在于，其用于将电池包解锁或锁定于托架，所述锁止机构包括分别设于所述托架的侧壁的固定部和设于所述电池包对应位置的连接部，所述固定部具有一锁定空间，当所述电池包相对所述托架被放置时，锁止机构用于将所述连接部锁定于所述锁定空间；
    所述锁止机构在所述锁定空间的一侧设有朝向电池包，并沿水平方向进入所述托架的开口，以使所述连接部沿水平方向进入所述开口，并移入所述锁定空间。
  14. 如权利要求13所述的电池包锁止机构，其特征在于，所述固定部包括锁体，所述锁体的一面具有内凹向锁体内部的锁槽，所述锁定空间形成于所述锁槽内，所述锁槽在所述锁体表面形成所述开口，所述开口用于供所述连接部沿所述电池包相对所述托架电插拔的方向进出所述锁定空间；
    优选地，所述连接部为形成于所述电池包的壳体表面的凸出结构；
    更优选地，所述连接部为圆柱体的凸出机构，所述锁槽的槽末端的形状与所述连接部的形状相适配。
  15. 一种托架总成，其特征在于，其包括托架和如权利要求1-12任一项所述的电池包锁止机构。
  16. 如权利要求15所述的托架总成，其特征在于，所述锁止机构的数量为多个，多个所述锁止机构沿所述电池包相对所述托架进出的方向依次布置；
    优选地，所述电池包沿水平方向相对所述托架电插拔，所述电池包相对所述托架进出的方向与所述电池包相对所述托架电插拔的方向相同；
    更优选地，多个所述锁止机构分布于所述电池包的两侧表面；
    和/或，所述托架通过紧固件固定于电动汽车的底盘大梁表面。
  17. 一种电动汽车，其特征在于，其包括如权利要求16所述的托架总成。
  18. 如权利要求17所述的电动汽车，其特征在于，所述托架总成的托架通过紧固件固定于所述电动汽车的底盘大梁表面；
    优选地，所述电动汽车的底盘具有并列设置的左大梁和右大梁；
    所述托架总成设于左大梁、右大梁上：
    更优选地，所述托架总成的托架的底板横梁一体成型，所述底板横梁固定于所述左大梁和所述右大梁的下侧表面。
  19. 一种电池包的锁止方法，其特征在于，所述电池包的锁止方法使用如权利要求1所述的电池包锁止机构，所述电池包的锁止方法包括以下步骤：
    将所述电池包沿水平方向移动并控制所述连接部进入所述开口；
    控制所述电池包沿水平方向进入所述锁定空间；
    控制所述锁止机构关闭所述开口以锁定所述电池包。
  20. 如权利要求19所述的电池包的锁止方法，其特征在于，所述锁止机构还包括锁舌，所述锁舌用于当所述电池包的所述连接部进入所述锁定空间后锁定所述连接部以阻止所述连接部脱离出所述锁定空间；
    所述电池包的锁止方法在控制所述锁止机构关闭所述开口以锁定所述电池包的步骤之后还包括以下步骤：
    控制所述连接部移动并抵接于所述锁舌。
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