用于电池包的解锁装置及包含其的锁机构和换电设备的制作方法

本发明涉及一种用于电池包的解锁装置及包含其的锁机构和换电设备。

背景技术：

现有的电动车的电池包安装方式一般分为固定式和可换式，其中固定式的电池包一般固定在汽车上，充电时直接以汽车作为充电对象。而可换式的电池包，一般采用活动安装的方式，电池包可以随时取下并更换新的电池包。

在更换新的电池包的过程中，涉及到电池包的锁止和解锁。一般而言，电池包的左右两侧安装有锁轴；锁止装置固定在电动车的底盘上；锁轴与锁止装置配合，实现电池包的锁止。可参照公开号为cn106427514a的中国专利申请，其公开了一种“锁止装置”。此外，可参照公开号为cn106494370a的中国专利申请，其公开了可用于解锁该“锁止装置”的“解锁装置”。

若仅设置一级锁止机构，那么一旦该一级锁止装置发生故障，锁止失效，电池包有可能掉落，带来极大的安全隐患。为了解决这一问题，可以再设置一套二级锁止机构。

若设置了二级锁止机构，那么需要另增一套解锁机构，而解锁机构一般需要包括动力部件以及执行部件。这时涉及到多套解锁机构的分别控制，又面临出错率高、稳定性差的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种用于电池包的解锁装置及包含其的锁机构和换电设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种用于电池包的解锁装置，其特点在于，其包括有：

第一解锁机构，所述第一解锁机构用于实现一级锁止机构的解锁；

第二解锁机构，所述第二解锁机构用于实现二级锁止机构的解锁；以及

联动机构，所述联动机构与所述第一解锁机构、所述第二解锁机构相连，使得所述第二解锁机构能够在所述第一解锁机构的带动下实现所述二级锁止机构的解锁。

较佳地，所述联动机构包括：

第一联动单元，所述第一联动单元与所述第一解锁机构相连；以及

第二联动单元，所述第二联动单元与所述第二解锁机构相连；

其中，所述第二联动单元滑设于所述第一联动单元。

采用上述设置，第一联动单元和第二联动单元的连接留有一定避让的余地。

较佳地，所述第一联动单元设有让位腰槽；所述第二联动单元包括让位滑件，所述让位滑件滑设于所述让位腰槽。

较佳地，所述联动机构还包括联动支架，所述联动支架用于与换电平台固定连接，所述联动支架设有支架腰槽，所述让位滑件滑设于所述支架腰槽。

采用上述设置，联动支架限定第一联动单元和第二联动单元的滑动路径。

较佳地，所述第二联动单元包括：

主联动部件，所述主联动部件通过所述让位滑件与所述第一联动单元相连且所述主联动部件能够相对于所述第一联动单元旋转；

辅联动部件，所述辅联动部件与所述第二解锁机构铰接；以及

缓冲部件，所述缓冲部件能够发生弹性变形以在所述主联动部件与所述辅联动部件之间传递变化的力。

采用上述设置，利用缓冲部件起到缓冲的作用，使得主联动部件与辅联动部件的连接留有一定避让的余地。

较佳地，所述主联动部件包括：

主联动板，所述主联动板与所述第一联动单元相连且所述主联动板能够相对于所述第一联动单元旋转；以及

两限位板，两所述限位板连接于所述主联动板；

所述辅联动部件包括：

辅联动板，所述辅联动板与所述第二解锁机构铰接，所述辅联动板位于所述主联动板的一侧且所述辅联动板穿设于两所述限位板；以及

限位件，所述限位件凸出设于所述辅联动板；

其中，所述缓冲部件套设于所述辅联动板，且所述缓冲部件位于两所述限位板之间，且所述限位件沿着与所述缓冲部件的变形方向垂直的方向穿过所述缓冲部件。

较佳地，所述主联动板上设有一限位腰槽，所述限位件滑设于所述限位腰槽，所述限位腰槽的两端不越过两所述限位板。

采用上述设置，通过限位腰槽限制限位件的运动行程。

较佳地，所述缓冲部件为压缩弹簧。

较佳地，所述联动机构还包括联动连板，所述第一联动单元通过所述联动连板与所述第一解锁机构相连。

较佳地，所述联动机构包括让位部或缓冲部，所述让位部或缓冲部用于使得当所述第一解锁机构运动时，所述第二解锁机构能够相应地在一范围内运动。

采用上述设置，让位部或缓冲部可以设置在第一解锁机构与联动机构之间、第二解锁机构与联动机构之间或者联动机构内，起到让位或缓冲的作用。

较佳地，所述第二解锁机构包括：

搭桥座，所述搭桥座用于与所述二级锁止机构接触以实现所述二级锁止机构与所述第二解锁机构的对准；以及

摆臂，所述摆臂的一部分与所述联动机构铰接，且所述摆臂的另一部分与所述搭桥座铰接，所述摆臂通过旋转实现所述二级锁止机构的解锁。

较佳地，所述搭桥座包括：

搭桥座本体，所述搭桥座本体用于与所述二级锁止机构接触以实现所述二级锁止机构与所述第二解锁机构的对准；以及

摆臂支架，所述摆臂支架的一部分固设于所述搭桥座本体，所述摆臂支架的另一部分与所述摆臂铰接。

较佳地，所述搭桥座本体包括两壁部，以及由两所述壁部所限定的容纳空间，所述容纳空间用于容纳所述二级锁止机构。

较佳地，所述第二解锁机构还包括解锁单元，所述解锁单元包括解锁部件，所述解锁部件滑设于所述搭桥座，所述摆臂作用于所述解锁部件以使得所述解锁部件相对于所述搭桥座移动，所述解锁部件用于抵接所述二级锁止机构以实现所述二级锁止机构的解锁。

采用上述设置，较好地实现二级锁止机构相对于第二解锁机构的定位。

较佳地，所述搭桥座设有一解锁孔，所述解锁单元还包括外轴套，所述外轴套套设于所述解锁部件且所述外轴套位于所述解锁孔内。

采用上述设置，外轴套起到减小摩擦力的作用。

较佳地，所述解锁单元还包括外弹簧，所述解锁部件包括相互连接的解锁头部和解锁杆部，所述外弹簧套设于所述解锁杆部，且所述外弹簧的一端抵接于所述解锁头部，所述外弹簧在所述搭桥座和所述解锁部件之间传递变化的力。

采用上述设置，外弹簧起到缓冲的作用，第二解锁机构解锁完成后，外弹簧可以让解锁部件复位。

较佳地，所述解锁部件包括：

筒状部，所述筒状部的两端均具有开口；

固定部，所述固定部固定设于所述筒状部的靠近所述摆臂的一端；

滑动部，所述滑动部滑动设于所述筒状部的远离所述摆臂的一端，部分所述滑动部位于所述筒状部外；以及

内弹簧，所述内弹簧设于所述筒状部内，且所述内弹簧的两端分别抵接于所述固定部以及所述滑动部。

采用上述设置，在解锁过程中，一旦滑动部卡住而无法继续前进，滑动部会作用于内弹簧，保护滑动部不会被损害。

较佳地，所述第一解锁机构包括解锁顶杆以及驱动单元，所述解锁顶杆用于抵接所述一级锁止机构以实现所述一级锁止机构的解锁，所述驱动单元驱动所述解锁顶杆移动。

一种锁机构，其特点在于，其包括如上所述的解锁装置以及一级锁止机构和二级锁止机构；所述一级锁止机构包括一级锁基座以及一级锁舌，所述第一解锁机构用于带动所述一级锁舌相对于所述一级锁基座旋转以实现所述一级锁止机构的解锁；所述二级锁止机构包括二级锁基座以及二级锁舌，所述第二解锁机构用于带动所述二级锁舌相对于所述二级锁基座旋转以实现所述二级锁止机构的解锁。

一种换电设备，用于电动汽车上电池包的更换，其特点在于，所述换电设备包括如上所述的解锁装置以及换电平台，所述解锁装置设于所述换电平台上。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明公开的用于电池包的解锁装置及包含其的锁机构和换电设备，第一解锁机构、第二解锁机构能够联动，只需要单一的动力源，相当于一套解锁装置可以完成一级锁止机构、二级锁止机构的解锁动作，能够提高安全性能，又能够降低控制难度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的解锁装置、一级锁止机构、二级锁止机构以及换电平台的示意图。

图2为图1中a部分的放大示意图。

图3为图1中b部分的放大示意图。

图4为本发明较佳实施实施例的第二解锁机构的立体示意图。

图5为本发明较佳实施实施例的第二解锁机构的截面示意图。

图6为图5中c部分的放大示意图。

图7为本发明较佳实施例的联动机构的一个视角下的立体示意图。

图8为本发明较佳实施例的联动机构的另一个视角下的立体示意图。

图9为本发明较佳实施例的第二联动单元的立体示意图。

图10为本发明较佳实施例的第二联动单元的俯视示意图。

附图标记说明：

10：解锁装置

100：第一解锁机构

110：解锁顶杆

120：驱动单元

130：导向单元

200：第二解锁机构

210：搭桥座

211：搭桥座本体

2111：壁部

2112：容纳空间

2113：解锁孔

212：摆臂支架

220：摆臂

230：解锁单元

231：解锁部件

2311：解锁头部

2312：解锁杆部

2313：筒状部

2314：固定部

2315：滑动部

2316：内弹簧

232：外轴套

233：外弹簧

300：联动机构

310：第一联动单元

311：让位腰槽

320：第二联动单元

321：让位滑件

322：主联动部件

3221：主联动板

32211：限位腰槽

3222：限位板

323：辅联动部件

3231：辅联动板

3232：限位件

324：缓冲部件

330：联动支架

331：支架腰槽

340：联动连板

50：一级锁止机构

51：一级锁基座

52：一级锁舌

53：锁连杆

531：解锁点

60：二级锁止机构

61：二级锁基座

62：二级锁舌

70：快换支架

80：换电平台

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。

如图1所示，本实施例公开一种用于电池包的解锁装置10，其包括有：第一解锁机构100、第二解锁机构200以及联动机构300。第一解锁机构100用于实现一级锁止机构50的解锁。第二解锁机构200用于实现二级锁止机构60的解锁。联动机构300与第一解锁机构100、第二解锁机构200相连，使得第二解锁机构200能够在第一解锁机构100的带动下实现二级锁止机构60的解锁。

本实施例还公开一种锁机构，其包括解锁装置10以及一级锁止机构50和二级锁止机构60。一级锁止机构50包括一级锁基座51以及一级锁舌52，第一解锁机构100用于带动一级锁舌52相对于一级锁基座51旋转以实现一级锁止机构50的解锁。二级锁止机构60包括二级锁基座61以及二级锁舌62，第二解锁机构200用于带动二级锁舌62相对于二级锁基座61旋转以实现二级锁止机构60的解锁。

同时，本实施例还公开一种换电设备，用于电动汽车上电池包的更换。换电设备包括解锁装置10以及换电平台80，解锁装置10设于换电平台80上。

以上，第一解锁机构100、第二解锁机构200能够联动，只需要单一的动力源，相当于一套解锁装置10可以完成一级锁止机构50、二级锁止机构60的解锁动作，能够提高安全性能，又能够降低控制难度。

图2示出了图1中第一解锁机构100以及一级锁止机构50部分的放大示意图。

第一解锁机构100包括解锁顶杆110以及驱动单元120。解锁顶杆110用于抵接一级锁止机构50以实现一级锁止机构50的解锁，驱动单元120驱动解锁顶杆110移动。本实施例中，第一解锁机构100还包括导向单元130，导向单元130包括导轨和滑块，解锁顶杆110固定在滑块上，滑块滑设于导轨；驱动单元120包括：电机(未示出)、同步轮(未示出)、同步带(未示出)和解锁板；电机驱动同步轮旋转，从而带动同步带运动；解锁板与同步带、滑块均连接，同步带带动解锁板运动，从而带动滑块滑动，最终实现解锁顶杆110的移动。

一级锁止机构50包括多个一级锁基座51、多个一级锁舌52(图中为三个)以及锁连杆53。一级锁基座51一般固定于电动汽车的快换支架70上，解锁时保持不动。锁连杆53与多个一级锁舌52相铰接，解锁时一级锁舌52可以相对于一级锁基座51旋转，锁连杆53可以相应地运动。第一解锁机构100的解锁过程为：解锁顶杆110到达锁连杆53上的解锁点531后，解锁顶杆110向锁连杆53施加向上的力，使得解锁杆向上向左运动，一级锁舌52相对于一级锁基座51旋转，空出供电池包的一级锁轴(未示出)移动的通道。

图3示出了图1中第二解锁机构200以及二级锁止机构60部分的放大示意图。

本实施例中，第二解锁机构200包括：搭桥座210、摆臂220以及解锁单元230。搭桥座210用于与二级锁止机构60接触以实现二级锁止机构60与第二解锁机构200的对准。摆臂220的一部分与联动机构300铰接，且摆臂220的另一部分与搭桥座210铰接。摆臂220通过旋转实现二级锁止机构60的解锁。具体地，结合图4-6，解锁单元230包括解锁部件231，解锁部件231滑设于搭桥座210，摆臂220作用于解锁部件231以使得解锁部件231相对于搭桥座210移动，解锁部件231用于抵接二级锁止机构60以实现二级锁止机构60的解锁。即，解锁单元230作用于二级锁舌62，从而使得二级锁舌62相对于二级锁基座61旋转，空出供电池包的二级锁轴(未示出)移动的通道。可替代的实施例中，第二解锁机构可以不包括解锁单元，摆臂可以直接与二级锁止机构接触。

如图4-5标出，搭桥座210包括：搭桥座本体211和摆臂支架212。搭桥座本体211用于与二级锁止机构60接触以实现二级锁止机构60与第二解锁机构200的对准。摆臂支架212的一部分固设于搭桥座本体211，摆臂支架212的另一部分与摆臂220铰接。搭桥座本体211包括两壁部2111以及由两壁部2111所限定的容纳空间2112，容纳空间2112用于容纳二级锁止机构60。较好地实现二级锁止机构60相对于第二解锁机构200的定位。搭桥座本体211还包括一底部，底部与换电平台80固定连接。

结合图5和图6，搭桥座210设有一解锁孔2113。解锁单元230还包括外轴套232和外弹簧233。外轴套232套设于解锁部件231且外轴套232位于解锁孔2113内。外轴套232起到减小摩擦力的作用，优选为石墨轴承。外弹簧233套设于解锁杆部2312。

从外部结构来描述，解锁部件231包括相互连接的解锁头部2311和解锁杆部2312。外弹簧233的一端抵接于解锁头部2311，外弹簧233的另一端抵接于外轴套232。外弹簧233在搭桥座210和解锁部件231之间传递变化的力。外弹簧233起到缓冲的作用，第二解锁机构200解锁过程中，解锁部件231向右运动，解锁完成后，外弹簧233可以让解锁部件231向左运动而复位。把解锁部件231当成一个整体来看，左边外径较大的一块可以统称为解锁头部2311，除了解锁头部2311以外，解锁部件231的右边外径较小的部分可以统称为解锁杆部2312。

换一种描述方法，解锁部件231包括：筒状部2313、固定部2314、滑动部2315以及内弹簧2316。筒状部2313的两端均具有开口。固定部2314固定设于筒状部2313的靠近摆臂220的一端。滑动部2315滑动设于筒状部2313的远离摆臂220的一端，部分滑动部2315位于筒状部2313外。内弹簧2316设于筒状部2313内，且内弹簧2316的两端分别抵接于固定部2314以及滑动部2315。在解锁过程中，一旦滑动部2315卡住而无法继续前进，滑动部2315会作用于内弹簧2316，保护滑动部2315不会被损害。

如图7-10所示，联动机构300包括：第一联动单元310、第二联动单元320、联动支架330以及联动连板340。第一联动单元310与第一解锁机构100相连。实际上，第一联动单元310通过联动连板340与第一解锁机构100相连。第二联动单元320与第二解锁机构200相连。第二联动单元320滑设于第一联动单元310。联动支架330用于与换电平台80固定连接，联动支架330设有支架腰槽331。具体地，第一联动单元310设有让位腰槽311。第二联动单元320包括让位滑件321，让位滑件321滑设于让位腰槽311。同时，让位滑件321滑设于支架腰槽331。联动支架330为第一联动单元310和第二联动单元320提供动力支点，限定第一联动单元310和第二联动单元320的滑动路径。联动连板340套设于解锁顶杆110，同时联动连板340通过紧固件与第一解锁机构100的导向单元的滑块固定链接。

除了让位滑件321以外，第二联动单元320还包括：主联动部件322、辅联动部件323和缓冲部件324。主联动部件322通过让位滑件321与第一联动单元310相连且主联动部件322能够相对于第一联动单元310旋转。辅联动部件323与第二解锁机构200铰接。缓冲部件324能够发生弹性变形以在主联动部件322与辅联动部件323之间传递变化的力。

具体地，主联动部件322包括：主联动板3221和两限位板3222。主联动板3221与第一联动单元310相连且主联动板3221能够相对于第一联动单元310旋转。两限位板3222连接于主联动板3221。主联动板3221上设有一限位腰槽32211，限位腰槽32211的两端不越过两限位板3222。辅联动部件323包括：辅联动板3231和限位件3232。辅联动板3231与第二解锁机构200铰接，具体与摆臂220铰接。辅联动板3231位于主联动板3221的一侧且辅联动板3231穿设于两限位板3222。限位件3232凸出设于辅联动板3231。限位件3232滑设于限位腰槽32211。缓冲部件324为压缩弹簧。缓冲部件324套设于辅联动板3231，且缓冲部件324位于两限位板3222之间。限位件3232沿着与缓冲部件324的变形方向垂直的方向穿过缓冲部件324。通过限位腰槽32211限制限位件3232的运动行程。

联动机构300优选包括让位部或缓冲部，让位部或缓冲部用于使得当第一解锁机构100运动时，第二解锁机构200能够相应地在一范围内运动。本实施例中，第一联动单元310的让位腰槽311即属于让位部；第二联动单元320的缓冲部件324即属于缓冲部；它们起到让位或缓冲的作用。其他实施例中，让位部或缓冲部可以设置在其他位置，如第一解锁机构与联动机构之间、第二解锁机构与联动机构之间等类似位置。

以下，结合附图简单阐述解锁装置10的解锁过程：

从图1中所示的初始位置，解锁顶杆110(内含弹簧)向左运动，解锁顶杆110与锁连杆53的下凸出部接触，使得解锁顶杆110向下回缩，由于此时电池包的一级锁轴与一级锁舌52紧配合，解锁顶杆110的力尚不足以顶起锁连杆53，故而解锁顶杆110会运动到解锁点531而锁连杆53不动；这一过程中，联动连板340与第一联动单元310均向左运动，让位腰槽311相对于让位滑件321滑动，让位滑件321尚未开始运动。

此后，换电平台80上的相应机构作用于电池包，使得一级锁舌52不再与一级锁轴紧配合，此时解锁顶杆110的力便可以使得锁连杆53向上向左运动，一级锁舌52旋转实现一级解锁，解锁顶杆110也会有向左的随动，随动距离大概20mm左右；这一过程中，联动连板340与第一联动单元310均向左运动，同时由于让位腰槽311的端部与让位滑件321接触，也会带动第二联动单元320向左运动，从而摆臂220旋转，解锁部件231滑动，二级锁舌62旋转实现二级解锁。

以上，一级锁止机构50、二级锁止机构60可以同步解锁。

在本发明的描述中，一个实施例可能配有多张附图，同一实施例中的同一部件的附图标记不一定在每一张附图中均标出；但是本领域技术人员应当理解，在对实施例中的某一张或多张附图进行描述的时候，可以结合该实施例中的其他附图加以理解；本领域技术人员应当理解，在未指明文字具体对应的是哪一张附图时，可以结合该实施例中的所有附图加以理解。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。