专利名称：用于固定电池组的系统以及相关的自动组装/拆卸方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将电池组附装到车身本体例如机动车辆的车身本体上的系统，并且涉及一种用于安装/拆卸这种电池组的可自动化方法。
背景技术：
在将动力电池附装到车辆的领域中，尚未已知允许自动化地进行安装/拆卸的系
统/方法。
发明内容
本发明提出使得动力电池的初始安放和替换可自动化，也就是说，动力电池的初始安放和替换能够例如在服务站没有人工技术干涉地进行。本发明的主题是一种用于将电池组(蓄电池组)附装(固定)到车身本体(车架，车身骨架)的系统，所述电池组包括壳体，在该壳体和车身本体之间限定能够接收电池的空间，所述壳体装备有多个或至少一个用于在一轴线上将该壳体附装至该车身本体的装置，每个装置包括-轴，该轴联接至所述壳体，同时能相对于所述壳体围绕轴线自由旋转，该轴在一个端部具有定心成形部，该定心成形部围绕该轴线回转，并且能与所述车身本体上的互补的成形部相互作用，该轴在另一端部具有凹部，该凹部能够接收用于围绕轴线旋转的工且.
Z、 9-凸轮，该凸轮联接至所述轴并通过所述轴围绕所述轴线旋转，该凸轮在垂直于所述轴线的平面上具有基本平坦的延伸部，该延伸部能够根据所述轴的旋转角度而容纳入 (卡入)形成在所述车身本体中的容座中或者从该容座脱出，该容座基本是平坦的并垂直于所述轴线，该车身本体设置有同样的面对各附装装置的多个互补成形部和容座。根据另一有利特征，各附装装置还包括弹性机构，该弹性机构安放成当所述凸轮位于所述容座中时在所述壳体和车身本体之间沿所述轴线被压缩，以便在该弹性机构松弛 (放松)时产生用于强制所述凸轮的延伸部抵靠所述容座的壁的支撑力。本发明还涉及一种用于安装电池组的可自动化方法，该电池组包括所述附装系统，该方法包括如下步骤-将装配有电池的壳体安放在平台(板台，载物台)上，并接近车身本体；-移动该平台，以使该壳体的多个附装装置的各定心成形部与车身本体的对应的互补成形部对齐；-沿着轴线移动该平台，以将壳体的多个附装装置的各定心成形部插入车身本体的对应的互补成形部中；-通过接合在各凹部中的工具转动各轴，从而将多个附装装置的各凸轮安放在各个对应的容座中；
-移除该平台。本发明还涉及一种用于拆卸电池组的可自动化方法，该电池组包括所述附装系统，该方法包括如下步骤-将平台安放成与所述壳体接触；-通过接合在各凹部中的工具旋转各轴，从而使多个附装装置的凸轮从各自对应的容座脱出；-沿着轴线移动平台，以将壳体的多个附装装置的各个定心成形部从车身本体的对应的互补成形部抽出；-移除平台，从而取出电池组。根据本发明的另一特征，所述安装和拆卸方法还包括使平台沿着轴线移动，从而如果必要压缩各弹性机构，并且该平台的移除是通过如果必要释放各弹性机构实现的。本发明的装置的一个优点是它允许自动地安放和替换动力电池组。该系统的另一优点在于它以简单的机械元件为基础，从而提供良好的坚固性(牢固性，耐用性)并易于工业应用。
本发明的其它特征、细节和优点将从下面参照附图以示例方式给出的详细说明中变得更清楚，在附图中图1以俯视图示出电池组的一个示例；图2以侧视图示出同一电池组及其在车辆上的安放；图3以立体图示出根据本发明的附装装置；图4以分解图示出同一附装装置；图5示出从上方看去的该装置上的两个剖面1、2 ；图6和图7分别示出根据本发明的附装装置沿着剖面1和剖面2的剖视图；图8和图9示出将附装装置安放在车身本体上的两个步骤。
具体实施例方式根据图1，电池组20具有可能复杂的形状。根据本发明，该电池组装配有多个-在本例中为分布在其周缘的八个-至少一个附装装置18，以允许将电池组20附装至车身本体 11。图2以举例说明的方式示出所述电池组20在车辆19下方的安放示例。这种安放有利地通过可移动的平台10进行。参见图3、4以及图6、7，其中图3和4分别以立体图(图3)和分解图(图4)示出附装装置18的优选实施例，图6和7示出该实施例的两个垂直剖面，所述图中部分地示出联接至电池组20的壳体3。该壳体3穿设有圆孔9。在该孔9内-如有必要通过定心环 2-安放有圆形的轴1，该轴具有回转轴线Z。因而，所述轴1围绕该轴线Z自由旋转。如图所示，所述轴1可具有台肩，以便抵靠在壳体3上。该轴1在其一个端部处具有围绕轴线Z 回转的定心成形部13。该定心成形部13能与形成在车身本体11上的互补的成形部14相互作用。在图示的示例中，定心成形部13是柱状凸起，而互补的成形部14是直径略大的柱状凹部，以便能够接收沿着轴线Z平移移动的定心成形部13。显然，成形部13、14可以是任何其他回转成形部(例如锥形部)，该定心成形部13可以是凹部，该互补的成形部可以是凸起，只要这两个成形部13、14保持互补即可。在其另一个端部，该轴1包括凹部15，该凹部能够接收工具12以便围绕轴线Z旋转。该凹部在图6至9中更明显地示出。在相对于壳体3与台肩相反的一侧，该轴1上还安放有凸轮4。该凸轮4旋转地联接至该轴1。该联接可以通过轴1和凸轮4的交界处的互补的棱柱轮廓实现(该技术方案未示出)。如图中的示例所示出的，该联接还可以通过借助于两个螺钉7将凸轮4附装至轴1而实现。所述附装由于将壳体3约束在凸轮4和轴1之间而确保附装装置18与壳体 3的联接。凸轮4在垂直于轴线Z的平面上基本是平坦的，并且在该同一平面中基本为圆形， 除了主要在半径方向上延伸的延伸部17之外。现在参见图8和9，下面将详细说明所述附装装置18的操作方法。延伸部17这样设计，即，当附装装置18的轴1的定心成形部13接合在互补的成形部14中时，该延伸部17 能根据凸轮4和轴1的旋转角度而容纳入一形成在车身本体11上的容座16中或从该容座 16中脱出，该容座基本是平坦的，垂直于轴线Z并面对凸轮4设置。图8和9以剖视图示出从侧面看去的附装装置18以及车身本体11的细节，该车身本体包括能够接收轴1的定心成形部13的互补的成形部14以及所述容座16。在图8中， 凸轮4定向成使得延伸部17从容座16中脱出，该附装装置因而被解锁。另一方面，在图9 中，凸轮4定向成使得延伸17容纳在容座16中，附装装置因而被锁定。根据优选实施例，附装装置18还包括弹性机构5，在本示例中，该弹性机构为弹性体部件。该机构5安放成当凸轮4位于容座16中时在轴线Z上被压缩在壳体3和车身本体11之间，以便当该弹性机构5释放时产生用于使所述凸轮4的延伸部17压靠所述容座 16的壁的支撑力。因此，如图8所示，装置18通过沿着轴线Z的压力在该附图的平面中向上移动，从而一方面压缩弹性机构5，另一方面允许将凸轮4安放成面对容座16以便允许进行使凸轮4就位的旋转。当已经进行该旋转时，如图9所示，所述压力可以被释放，从而致使所述弹性机构5部分松弛。凸轮4的延伸部17沿着轴线Z与容座16的一个表面接触。 弹性机构5的剩余压缩则产生了使所述凸轮4的延伸部17抵靠所述容座16的壁的压力。 在定心成形部13相对于互补成形部14定中心以及凸轮4接触在容座16中的组合作用下， 附装装置18相对于车身本体11保持就位。由弹性机构5产生的附加压力增强了这种位置保持，并使得附装能够更好地承受可能在车辆19上出现的冲击和振动。弹性体部件5通过螺钉7与轴1组装在一起。两个插入的间隔件6在与附装装置相同的高度处具有基本上等于部件5的厚度，从而螺钉7的上紧不会使所述部件5变形。有利地在弹性体部件5的顶部上安放板8，以便保护该弹性体部将5并使压缩分散。该板通过任何公知手段，例如通过结合或硫化而组装在该部件5上。根据一种有利的布置，电池组20和壳体3安放在车身本体11的下面。因而电池组20得到保护，并且有可能例如通过起吊装置或者地坑而在车辆的下面安装/拆卸该电池组。为了能够使定心成形部13相对于互补的成形部14定心，多个附装装置18的轴线 Z有利地是平行的。
为了将可从下面接近电池组20的优点以及利用重力来安放/更换电池组20的优点相结合，电池组20简单地安放在壳体3上，附装装置18的轴线Z有利地是竖直的。如上所述的附装系统18有利地使得可以形成自动的安装和/或拆卸方法，而无需任何手动干预。安装包括如下连续(相继)的步骤。将电池组20安放在平台10上，该电池组20 由装配有电池的壳体3构成，该平台10靠近车身本体11，优选靠近用于安放在车辆19上的区域。可以移动并移置平台10，以使各附装装置18的定心成形部13的轴线与形成在车身本体11中的相应的互补成形部14的轴线对齐。然后通过沿轴线Z的平移运动使平台10与其自身平行地移动，以便更接近车身本体11。这使得所述定心成形部13插入车身本体11 的所述互补成形部14中。在具有弹性机构5的实施例的情况下，弹性机构5在该运动过程中被压缩。在这样保持电池组20的同时，例如通过接合在凹部15中的工具12使每个附装装置18的轴1转动，以便将凸轮4的延伸部17接合在车身本体11的相应容座16中。可以仅使用一个工具12来顺序地旋转所有凸轮4。或者，可以针对每个装置18使用至多一个工具12。电池组20在此阶段附装至车身本体11，并且可以将平台10移除。如果使用了弹性机构5，则平台的移除导致所述弹性机构5部分松弛，这允许弹性机构5保留部分压缩，从而导致凸轮4在容座16中产生压力，并因此加强附装。拆卸包括的步骤基本上与安装的步骤相反。该拆卸包括如下连续的步骤。将平台 10安放成与电池组20的壳体3接触。如果使用弹性机构5，则包括这样的附加步骤，即，使平台10沿轴线Z更接近车身本体11地移动，以便压缩弹性机构5并使凸轮4与容座16对齐，从而移除前述压力以便使凸轮4的脱开更容易。然后例如通过接合在凹部15中的一个或更多工具12来转动附装装置18的轴1，以便转动凸轮4，从而使延伸部17从相应的容座 16脱出。然后沿轴线Z远离车身本体11地移动平台10，以便将定心成形部13从车身本体 11的相应互补成形部14抽出。然后将电池组20从车身本体上拆下，并移除平台10以使得能够将该平台放下。对本领域技术人员来说，很明显，所述安装/拆卸步骤可以手动地进行，但也可以有利地以完全自动的方式进行。
权利要求
1.用于将电池组00)附装到车身本体(11)上的系统，所述电池组00)包括壳体(3)， 该壳体C3)和该车身本体(11)之间限定了能接收电池的空间，其特征在于，所述壳体设置有多个用于在轴线(Z)上将所述壳体(3)附装到所述车身本体(11)的至少一个附装装置 (18)，每个附装装置(18)均包括-轴(1)，该轴联接至所述壳体(3)，同时能相对于所述壳体(3)围绕该轴线(Z)自由旋转，该轴在一个端部处具有定心成形部(13)，该定心成形部围绕所述轴线(Z)回转并且能与所述车身本体(11)上的互补的成形部(14)相互作用，该轴在另一个端部处具有凹部 (15)，该凹部能够接收用于围绕所述轴线(Z)旋转的工具(12)；-凸轮G)，该凸轮联接至所述轴(1)并通过所述轴(1)围绕所述轴线(Z)旋转，该凸轮在垂直于所述轴线(Z)的平面上具有基本平坦的延伸部(17)，该延伸部能根据所述轴(1) 的旋转角度而容纳入形成在所述车身本体(11)上的容座(16)中或从该容座(16)脱出，该容座基本是平坦的并垂直于所述轴线(Z)，所述车身本体(11)设置有面对各个附装装置(18)的同样的多个互补成形部(14)和容座(16)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各附装装置(18)还包括弹性机构(5)，该弹性机构安放成当所述凸轮(4)位于所述容座(16)中时在所述轴线(Z)上被压缩在所述壳体( 和车身本体(11)之间，以便在该弹性机构( 松弛时产生用于强制该凸轮(4)的延伸部(17)抵靠该容座(16)的壁的支撑力。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述壳体(3)安放在所述车身本体 (11)的下面。
4.根据权利要求1至3之一所述的系统，其特征在于，多个附装装置(18)的轴线(Z) 是平行的。
5.根据权利要求1至4之一所述的系统，其特征在于，所述附装装置(18)的轴线(Z) 是竖直的。
6.用于安装电池组OO)的可自动化方法，该电池组包括根据权利要求1至5之一所述的附装系统，其特征在于，该方法包括如下步骤-将装配有电池的壳体⑶安放在平台(10)上，接近车身本体(11)；-移动该平台(10)，以使壳体(3)的多个附装装置(18)的各定心成形部(13)与车身本体(11)的对应的互补成形部(14)对齐；-沿着轴线(Z)移动该平台(10)，以使壳体(3)的多个附装装置(18)的各定心成形部 (13)插入车身本体(11)的对应的互补成形部(14)中；-通过接合在各凹部(1 中的工具(1 转动各轴(1)，从而将各个附装装置的凸轮 ⑷安放在各自对应的容座(16)中；-移除该平台(10)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，沿着轴线(Z)移动平台(10)是通过如果必要压缩各弹性机构(5)实现的，平台(10)的移除是通过如果必要松开各弹性机构(5)实现的。
8.用于拆卸电池组00)的可自动化的方法，该电池组包括根据权利要求1至5之一所述的附装系统，其特征在于，该方法包括如下步骤-将平台(10)安放成与所述壳体C3)接触；-通过接合在各凹部(1 中的工具(1 旋转各轴(1)，从而使各个附装装置的凸轮 ⑷从各自对应的容座(16)脱出；-沿着轴线(Z)移动平台(10)，以将壳体(3)的多个附装装置(18)的各定心成形部 (13)从车身本体(11)的对应的互补成形部(14)抽出； -移除该平台(10)，从而取出电池组00)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在旋转步骤之前先使平台(10)沿着轴线 (Z)移动，从而如果必要压缩各弹性机构(5)；以及，平台(10)的移除是通过如果必要松开各弹性机构(5)实现的。
全文摘要
本发明涉及一种用于将电池组(20)固定至托架(11)的方法，所述电池组(20)包括壳体(3)，该壳体具有用于将该壳体(3)固定至所述托架(11)的至少一个固定装置(18)，该固定装置具有旋转轴(1)，该轴具有能与托架(11)上的互补成形部(14)相配合的对齐成形部(13)以及用于接收旋转驱动的工具(12)的凹部(15)，该固定装置还具有凸轮(4)，该凸轮由该轴(1)驱动而旋转，该凸轮具有能被引入到托架(11)中的容座(16)中或从该容座(16)脱出的延伸部(17)。所述托架(11)设有与各固定装置(18)相对的互补成形部(14)和容座(16)。本发明还公开了一种包括这种固定系统的电池组(20)的自动安装/拆卸方法。
文档编号B60K1/04GK102209645SQ200980144363
公开日2011年10月5日 申请日期2009年9月30日 优先权日2008年10月7日
发明者B·卡派罗蒂, J·特拉迈特 申请人:雷诺股份公司