专利名称：电动乘用车底盘电池锁止机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池锁止机构，尤其是一种电动乘用车底盘电池锁止机构。
背景技术：
目前随着电动汽车的日益普及，中国在成为最大的燃油乘用车市场之后，也将马上成为最大的电动乘用车市场，如何方便、快速提供续航能力，使电池更换问题成为电动乘用车产业化发展的技术关键之一。电动乘用车市场中，电池悬挂固定、更换方式还多为螺栓紧固、手工拆装方式，造成拆装电池需要规定场地、规定工具、熟练操作人员，操作时间长工作量大的状况，严重影响更换电池的工作效率，打击了用户对快速实现提供续航能力的期望。如图1所示，电池设置于电池支撑架上，电池支撑架通过紧固螺栓固定于车架机构上， 装配与拆除电池较为繁琐。如何才能使电池与电动乘用车底盘短时间内快速完成固定与脱离，有效解决更换电池存在的费时费力问题，彻底消除用户对电动乘用车续航能力技术欠缺的忧虑，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，电池拆装方便， 提高工作效率，能够大大延长电动乘用车续航能力的电动乘用车底盘电池锁止机构。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案一种电动乘用车底盘电池锁止机构，包括若干电子锁组合装置以及与其相配合电池悬挂组合装置。所述电子锁组合装置包括设置于箱体内相啮合的蜗轮与蜗杆，蜗杆与设置于箱体外侧的电机相连，蜗轮与电池悬挂装置相配合。所述蜗轮一侧半圆上设有与蜗杆相啮合的齿，另一侧半圆为光面，该光面上设有一个端面开口的弧形槽。所述蜗轮通过蜗轮轴、轴套及紧固件与蜗杆垂直交叉地设置于箱体前侧板及车架机构上。所述蜗轮上设有限位开关。所述蜗轮两端面上设有加强板装配孔。所述蜗杆两端分别通过圆锥滚子轴承设置于箱体左右侧板上，两侧板的外侧均设
有轴承端盖。所述电池悬挂组合装置包括电池支撑板和电池组合挂钩，电池组合挂钩固定于电池支撑板上，所述电池支撑板上设有电池限位槽和导向面，所述电池组合挂钩与所述蜗轮上的弧形槽相配合。本发明的电子锁组合装置由电机输出扭矩，通过蜗轮蜗杆传动，实现蜗轮弧形槽与电池组合挂钩的打开与锁止。蜗轮外形为一侧半圆有完整标准齿形，另一侧半圆不加工齿形。不加工齿形的半圆，设计有弧形槽，形成吊钩。弧形槽角度合理，电池组合挂钩外径在槽内表面可平稳滑动， 无加速和冲击现象。蜗轮两端面设计有加强板装配孔，必要时使用加强板，用来提高蜗轮及弧形槽吊钩强度，以适应不同重量的电池。蜗杆选用自锁类型，参数与蜗轮匹配。自锁类型具体是分度圆柱导程角符合机构自锁标准，无法逆向传动，克服了电池组合重力，使电池锁定在设计位置。蜗杆支撑采用圆锥滚子轴承实现蜗杆与箱体侧板联接，可承受径向拉力和轴向推力，符合本机构的受力要求，保证蜗杆与蜗轮传动精度和可靠性。蜗轮支撑采用滚针轴承与含油轴套实现蜗轮与蜗轮轴联接，转动灵活承载力大， 无需特意维护，使此机构能适应汽车恶劣的工作条件。限位采用限位开关，实现锁止位置确定，使电池悬挂组合与电子锁组合准确接合与脱离。电池支撑板上设计有电池限位槽和导向面；电池限位槽，用于电池定位和固定，实现电池牢靠装配与快捷拆卸；导向面，用于在电池更换平台或更换流水线上，电池悬挂组合装置完成升降动作时导向。电池组合挂钩为一种满足自动导向和承载作用结构设计，装配在电池支撑板上， 与蜗轮弧形槽的配合，实现与蜗轮弧形槽接合与脱离。电机包括电机传动及控制部分，输出扭矩控制蜗轮弧形槽与电池组合挂钩之间开合，为电子锁提供动力支持，同时电机采用自锁功能。本发明具有以下优点1、操作实现自动化，无需手工拆装螺栓等附件，通过电机输出扭矩实现蜗轮弧形槽与电池组合挂钩打开与锁止，完成电池悬挂组合装置与电动乘用车之间固定和脱离；配套使用电池更换平台或更换流水线的支撑架，通过升降动作，可快速取放装配有电池的电池悬挂组合装置。2、安全性高，四套电子锁组合装置在装配时，蜗轮弧形槽开口向内相向，对电池组合挂钩有效限位和锁止，无论是汽车加减速，都可避免电池组合挂钩从蜗轮弧形槽内脱出。3、匹配性较强，只需要将电子锁组合通过螺栓装配在汽车结构件上，电池放在电池支撑板上限位槽内，对汽车和电池无有害改动，即适应工厂批量装配又可用于对市场上的电动乘用车改造。4、操作技能要求不高，蜗轮弧形槽与电池组合挂钩接合时具有一定的自动导向能力，在弧形槽宽松的工作范围内均可准确与锁钩完成配合，相比螺栓连接的高精确定位要求，有大的改进，见图1，电动乘用车电池悬挂现状，采用螺栓联接，定位要求高，拆装较繁琐。5、本发明采用的蜗轮蜗杆传动，可靠性能高，相对于推杆、链轮、皮带实现的动作， 自锁性、安全性、耐久性具有较大优势。
图1是电动乘用车电池悬挂与固定现状结构示意图；图2是本发明的电子锁组合装置结构图3是图2中A-A向剖视图；图4是本发明的电子锁组合装置与电池悬挂组合装置装配图；图5是图4的俯视图。其中，1.箱体侧板，2.机箱上盖，3.蜗杆，4.圆锥滚子轴承，5.轴承端盖，6.电机， 7.蜗轮轴，8.紧固件，9.轴套，10.蜗轮，11.限位开关，12.紧固螺栓，13.车架机构，14.电池组合挂钩，15.电池，16.电池支撑板，17.电子锁组合装置，18.弧形槽，19.导向面。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图2-5所示，一种电动乘用车底盘电池锁止机构，包括四组电子锁组合装置17 以及与其相配合电池悬挂组合装置。所述电子锁组合装置包括设置于箱体内相啮合的蜗轮 10与蜗杆3 (右旋)，蜗杆3与设置于箱体外侧的电机6相连，蜗轮10与电池悬挂装置相配合。本发明的电子锁组合装置由电机6输出扭矩，通过蜗轮蜗杆传动，实现蜗轮弧形槽18 与电池组合挂钩14的打开与锁止。电机6包括电机传动及控制部分，输出扭矩控制蜗轮弧形槽I8与电池组合挂钩14之间开合，为电子锁提供动力支持，同时电机6采用自锁功能。所述蜗轮10 —侧半圆上设有与蜗杆3相啮合的完整标准齿，另一侧半圆不加工齿形为光面，该光面上设有一个端面开口的弧形槽18，形成吊钩。弧形槽18角度合理，电池组合挂钩14外径在弧形槽18内表面可平稳滑动，无加速和冲击现象。所述蜗轮10通过蜗轮轴7、轴套9及紧固件8与蜗杆3垂直交叉地设置于箱体前侧板及车架机构13上。所述紧固件为紧固螺栓12。蜗轮10采用滚针轴承与含油轴套9实现蜗轮10与蜗轮轴7联接，转动灵活承载力大，无需特意维护，使此机构能适应汽车恶劣的工作条件。所述蜗轮10上设有限位开关11，实现锁止位置确定，使电池悬挂组合装置与电子锁组合装置17准确接合与脱离。所述蜗轮10两端面上设有加强板装配孔，必要时使用加强板，用来提高蜗轮10及弧形槽18吊钩强度，以适应不同重量的电池。所述蜗杆3两端分别通过圆锥滚子轴承4设置于箱体左右侧板上，实现蜗杆3与箱体侧板1联接，可承受径向拉力和轴向推力，符合本机构的受力要求，保证蜗杆3与蜗轮 10传动精度和可靠性。两侧板的外侧均设有轴承端盖5。蜗杆3选用自锁类型，参数与蜗轮10匹配。自锁类型具体是分度圆柱导程角符合机构自锁标准，无法逆向传动，克服了电电池悬挂组合装置重力，使电池悬挂组合装置锁定在设计位置。所述电池悬挂组合装置包括电池支撑板16和电池组合挂钩14及电池15，电池组合挂钩14固定于电池支撑板16上，所述电池支撑板16上设有电池限位槽和导向面19。电池15装配在电池限位槽中，可实现牢靠装配与快捷拆卸；导向面19用于在电池更换平台或更换流水线上，电池悬挂组合装置升降导向，实现运动平稳和准确。所述电池组合挂钩14 与所述蜗轮10上的弧形槽18相配合。电池组合挂钩14为一种满足自动导向和承载作用结构设计，装配在电池支撑板 16上，与蜗轮10弧形槽18的配合，实现与弧形槽18接合与脱离。如图2所示，圆锥滚子轴承4外圈装配在箱体侧板1中，利用轴承端盖5轴向定位，内圈装配在蜗杆3上；蜗杆3通过轴承被装配在箱体侧板1上，一侧联接有电机6 ；轴套 9与蜗轮3内圆配合，通过蜗轮轴7、紧固件8被装配在另一侧箱体侧板上；蜗轮10与蜗杆 3啮合，中心距50mm ；限位开关11装配在蜗轮上。电机6输出扭矩，蜗杆3转动，当转动为顺时针方向(背向电机)，根据右手定则， 蜗轮顺时针转动，蜗轮10的弧形槽18开口下降，结合图5可见，电池组合挂钩14(图2中的双点画线投影)与蜗轮弧形槽18逐渐脱离。当蜗轮10转动规定角度，由限位开关11位置控制，电池组合挂钩14与蜗轮弧形槽18完全脱离。与之配套使用的电池更换流水线，其支撑架下降，电池悬挂组合装置沿导向面19 向下滑动并被从电动乘用车中取走和转运。从电池悬挂组合装置中取出旧电池15，重新放入新电池并转运返回。电池更换流水线支撑架上升，电池悬挂组合装置沿导向面19完成向上滑动动作。电机6反向输出扭矩，蜗杆3逆时针方向转动(背向电机)，结合图5可见，蜗轮逆时针转动，电池组合挂钩14逐渐被锁在弧形槽18中。当蜗轮10转动规定角度，电池组合挂钩14与蜗轮弧形槽18末端配合，同时电机 6关闭，蜗轮3被锁死，电池悬挂组合装置被固定在了电动乘用车的设计位置。通过两次涡轮蜗杆转动，电池组合挂钩与蜗轮弧形槽实现打开与锁止，配套使用的电池更换平台或更换流水线完成了一个完整的更换电池流程。蜗杆3的模数、齿形、传动比及齿数等参数采用标准，可参考GB/T10085-1988，模数m = 1，头数Z1 = 1，外径Φ 18，传动比i = 82 ；材料选用标准材料40Cr，表面硬化处理。蜗轮10与蜗杆3匹配，其中模数m = 1，齿数^ = 82，材料采用铸造铝青铜，耐腐蚀、强度高；弧形槽18内表面精加工，槽宽与电池组合挂钩外径采用较大间隙配合类型。图4和图5为电子锁组合装置与电池悬挂组合装置装配图，共使用四套，对称布置，其中蜗轮弧形槽18开口向内相向布置，通过改变蜗轮10的安装方式可以改变弧形槽18 开口方向。图4中的弧形槽开口朝内，此种布置方式，使前后两组电子锁的蜗轮10产生相互作用力。举例，汽车减速时，向前的惯性力使前一组电池组合挂钩14背离弧形槽18开口方向推动蜗轮10，后一组电池组合挂钩14超向弧形槽18开口方向拉动蜗轮10，电机6实现联动，作用力相互抵消，自锁结构得到可靠保证。
权利要求
1.一种电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于包括若干电子锁组合装置以及与其相配合电池悬挂组合装置。
2.根据权利要求1所述的电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于所述电子锁组合装置包括设置于箱体内相啮合的蜗轮与蜗杆，蜗杆与设置于箱体外侧的电机相连，蜗轮与电池悬挂装置相配合。
3.根据权利要求2所述的电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于所述蜗轮一侧半圆上设有与蜗杆相啮合的齿，另一侧半圆为光面，该光面上设有一个端面开口的弧形槽。
4.根据权利要求3所述的电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于所述蜗轮通过蜗轮轴、轴套及紧固件与蜗杆垂直交叉地设置于箱体前侧板及车架机构上。
5.根据权利要求4所述的电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于所述蜗轮上设有限位开关。
6.根据权利要求5所述的电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于所述蜗轮两端面上设有加强板装配孔。
7.根据权利要求2所述的电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于所述蜗杆两端分别通过圆锥滚子轴承设置于箱体左右侧板上，两侧板的外侧均设有轴承端盖。
8.根据权利要求1所述的电动乘用车底盘电池锁止机构，其特征在于所述电池悬挂组合装置包括电池支撑板和电池组合挂钩，电池组合挂钩固定于电池支撑板上，所述电池支撑板上设有电池限位槽和导向面，所述电池组合挂钩与所述蜗轮上的弧形槽相配合。
全文摘要
本发明涉及一种电动乘用车底盘电池锁止机构，包括若干电子锁组合装置以及与其相配合电池悬挂组合装置。电子锁组合装置由电机输出扭矩，通过蜗轮蜗杆传动，实现蜗轮弧形槽与电池组合挂钩的打开与锁止。装配有电池的电池悬挂组合装置，通过此机构的打开与锁止，完成与电动乘用车之间的固定与脱离。本发明具有自动化高、可靠性和匹配性强、操作技能要求不高的优点，能实现电池与电动乘用车之间的快速固定和脱离。
文档编号B60K1/04GK102248879SQ20111013855
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者厉秉强, 孙玉田, 戚晖, 李运厂, 赵金龙 申请人:山东电力研究院