连接机构、电池锁止装置及新能源交通工具的制作方法

本实用新型涉及一种连接机构；进一步地，本实用新型还涉及一种电池锁止装置及包括这种电池锁止装置的新能源交通工具。

背景技术：

换电式新能源交通工具（尤其是汽车）是未来发展的趋势。为了满足新能源汽车换电的商业模式，这种换电技术通过换电站中的换电平台实现动力电池的快速拆卸、更换、锁紧。这对电池锁止装置中的连接机构的拆装性能提出了更高的要求。

连接机构及电池锁止装置的拆装性能提高，能直接显著地改善换电站商户及新能源交通工具用户的使用体验。

现有技术中常用的连接方式包括焊接、胶粘、铆接、螺接、卡接等，它们或者是不可拆卸连接，或者拆卸动作不能快速完成，或者连接可靠性不佳。

专利文献CN106058109A公开了一种电池锁止装置，其中通过压板与双限位结构的配合作为连接机构，实现锁止和解锁功能。

技术实现要素：

本实用新型的一方面的目的包括提供一种能够克服现有技术中的前述缺陷的连接机构。

进一步地，本实用新型的另一方面的目的还包括提供一种电池锁止装置及包括其的新能源交通工具。

为了实现前述目的，本实用新型的第一方面提供了一种连接机构，所述连接机构包括第一部件和第二部件，其中

所述第一部件包括连接杆体及设置在所述连接杆体上的连接部，所述连接部自所述连接杆体的侧表面向外延伸；

所述第二部件包括连接壳体，在所述连接壳体内设置有进出通道和连接槽，所述进出通道包括用于供所述连接部通过的第一通道，并且所述第一通道与所述连接槽相通使得所述连接部能够从所述第一通道进入并接合至所述连接槽。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接槽在所述连接壳体内基本沿周向延伸。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接槽的一端设置有挡板。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述进出通道还包括用于供所述连接杆体通过的第二通道。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述第一通道和所述连接槽围绕所述第二通道，并且所述第一通道和所述连接槽与所述第二通道相通。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接部沿远离所述连接杆体的中心轴线的方向延伸。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接部呈板状且基本垂直于所述连接杆体。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接部的边缘设置成斜角或圆角。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接部呈扇形。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接杆体上设置有沿轴向分布的多于一层的所述连接部，并且所述连接壳体内设置有相应层数的所述连接槽。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接部的侧面呈向着其进入端渐缩的锥形。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接部设置在所述连接杆体的一端处。

可选地，在如前所述的连接机构中，所述连接部在所述连接杆体上沿周向均布。

为了实现前述目的，本实用新型的第二方面提供了一种用于新能源交通工具的电池锁止装置，所述电池锁止装置包括如前述第一方面中任一项所述的连接机构。

可选地，在如前所述的电池锁止装置中，所述第一部件固定至所述新能源交通工具的动力电池，所述第二部件固定至所述新能源交通工具的车身。

为了实现前述目的，本实用新型的第三方面提供了一种新能源交通工具，所述新能源交通工具中采用了如前述第二方面中任一项所述的电池锁止装置。

可选地，如前所述的新能源交通工具为新能源汽车。

附图说明

参照附图，本实用新型的内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本实用新型的一种实施方式的连接机构的第一部件的示意图；

图2是根据本实用新型的前述实施方式的连接机构的第二部件的示意图；

图3至图6示出了包括图1中的第一部件和图2中的第二部件的连接机构，其中图3和图4示出了第一部件和第二部件处于锁止位置，图5和图6示出了第一部件和第二部件处于未锁止位置；

图7是根据本实用新型的一种实施方式的电池锁止装置的示意图；

图8是图7中电池锁止装置中车身支架的示意图；以及

图9是图7中电池锁止装置的A-A剖面示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本实用新型的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。各附图仅为示意性的图示，并不一定按照实际比例绘制。

图1是根据本实用新型的一种实施方式的连接机构的第一部件的示意图。可以看出，在图示实施方式中，第一部件10可以包括连接杆体11和连接部12。二者可以是一体成型的，也可以是分别制成后再组装到一起。

连接杆体11可以呈圆柱状，具有结构简单、易于加工等优点。在可选的实施方式中，连接杆体11也可以设置成具有其它形状的截面的柱状。例如但不限于多边棱柱状、椭圆柱状等。

在图示实施方式中，连接部12位于连接杆体11的一端处。连接部12可以呈板状，并且被设置成双层连接板，相同层中的两个连接部12在周向上相对设置，不同层中的两个连接部12在轴向上对齐设置。

在可选的实施方式中，连接部12可以呈其它的形状，例如但不限于杆、销、片形状，以及球状凸起或不规则形状等。连接部12自连接杆体向外延伸的方向也不限于沿径向基本垂直于连接杆体延伸，可以具有一定的倾斜度等。连接部12可以一直沿远离连接杆体的中心轴线的方向延伸，也可以在延伸的过程中改变方向、甚至延伸成不规则形状，因为连接部12的向外延伸的至少一部分即能够实现与连接槽的接合。

在图示实施方式中共有四个连接部12。可以了解，根据具体需要，在其它实施方式中可以选择其它个数、其它层数的连接部，数量更多的情况下将增强连接的可靠性。在这种情况下，应当提供有相应层数的连接槽。可选地，连接部也可以设置在连接杆体的中间或沿连接杆体的纵向的其它适当部位，而不局限于图示的端部处。不同层的连接部12在轴向上可以相互对齐，也可以以适当的角度错开。连接部在连接杆体上可以沿周向均布；当设置有多层连接部时，不同层连接部可以都沿周向均布，并且各层之间的连接部可以沿轴向对齐。

在图示示例中，每层连接部12沿连接杆体11的轴向相互对齐。每个连接部12可以呈扇形，基本上垂直于连接杆体11且沿径向自连接杆体11的侧表面延伸。根据本实用新型的教示，所属领域的技术人员可以了解此处“基本上垂直”是清楚的，以使得连接部12能够可靠地与图2中第二部件中的连接槽24接合。此处，接合意指连接并可拆卸地结合或固定。为了提高连接可靠性或拆卸的便利性，在可选的实施方式中，也可以将连接部设置成与连接杆体成适当的角度而不像图中所示基本垂直。

另外，连接部的边缘13可以设置成斜角，例如沿连接杆体11的方向，连接部的厚度减小；连接部的侧面14则可以呈向着其进入端渐缩的锥形。此处，连接部的边缘13包括连接部的周向端侧处的边缘；连接部的侧面14包括连接部的周向端侧处的侧面。这些斜角和侧面的提供有利于为将第一部件10接合至第二部件20内提供引导作用。

图2是根据本实用新型的前述实施方式的连接机构的第二部件的示意图。

可以看出，在图2所示的实施方式中，第二部件20包括连接壳体21。虽然图示示例中第二部件20的外形上呈圆形，但是，所属领域的技术人员可以了解，该第二部件的外形也可以呈其它任何形状，以适于在外部与另外的部件连接。

如图所示，连接壳体21内可以设置有进出通道和连接槽24。进出通道可以包括第一通道22和可选的第二通道23，其中，第一通道22用于供连接部通过，第二通道23用于供连接杆体通过，分别为它们提供进出通道。第一通道22和第二通道23的截面面积可以分别稍大于连接杆体和连接部的截面面积以使它们能够自由进出。

在可选的实施方式中，可选的第二通道23在连接壳体21内可以是贯通的；当连接部12位于连接杆体的中间或沿连接杆体的纵向的其它适当部位而不位于图1所示的端部处时，连接杆体可以沿第二通道穿过连接壳体。在另一个可选的实施方式中，例如当连接部12的进入端延伸得高于连接杆体的端部时，可以不设置用于连接杆体的第二通道，而仅设置用于连接部的第一通道，此时不需要将连接杆体或其一部分伸入连接壳体内，而是连接部可以经过第一通道进入连接槽内，将第一部件和第二部件接合。

可以了解，由于连接部12安装在连接杆体11上，所以相应地第一通道22和第二通道23实际上可以是相通的，便于第一部件10在第二部件20内的操作。

第一通道22和可选的第二通道23与连接槽24是相通的，使得连接部12能够从第一通道22进入并接合至连接槽24。连接槽24的槽宽可以大于连接部12的厚度以保证连接部的旋转间隙。

在图示实施方式中，连接槽24在连接壳体21内基本沿周向延伸，其与图1中的连接部12的设置能够实现一种实施方式中的连接机构的第一部件10和第二部件20的旋转接合，便于拆装操作。图中，连接槽24包括两层，分别适于接合图1中的两层连接部12。当连接杆体11上设置有其它层数（例如一层或者多于两层）的连接部12时，连接槽24的层数则可以设置有相应的一层或多于两层（或者更多），从而适于连接部12进入并与其接合。

可以理解，在图中所示的连接壳体21内，连接槽24包括图中能够看出的部分及位于其相对侧上的、在图中看不到的部分，这两部分在结构上可以是完全相同的。在可选的实施方式中，根据需要，可以设置有与连接杆件上的连接部的数量相应的更多段连接槽24。

第一通道22和连接槽24可以围绕第二通道23的圆周方向排布；在不同的实施方式中，为了适应于连接杆体的圆周上连接部的个数，第一通道22和连接槽24的分段个数可以有所不同。为了防止连接部12在连接槽24内过度旋转而从其脱离，可以在连接槽24的一端设置有挡板25以实现限位作用，保证二者的可靠接合。

图2中的连接壳体21内的进出通道及连接槽24需与图1中的连接杆体11和连接部12的形状、结构、数量相适应。图中连接部12的扇形设计有利于增加与连接槽24的接合面积，加强接合可靠性；连接槽24内的接合面也可以具有相应的扇形设计。根据本申请的教示，所属领域的技术人员可以想到其它的常用形状，而不必局限于此；这将也落入本申请的范围内。

图3至图6示出了包括图1中的第一部件和图2中的第二部件的连接机构。

图3和图4示出了第一部件和第二部件处于锁止位置。在图3和图4中，第一部件10的连接部12已进入到第二部件20的连接槽24内，并与其接合。此时，连接槽24的一端处设置的挡板25起到限定连接部12在连接槽24内的位置的作用，使连接部12停止在与连接槽24可靠连接处。如果没有该挡板25，则有可能连接部12会在连接槽24内移位过度而脱离与连接槽24的接合。可以看出，连接部12和连接槽24的接合将限制第一部件10和第二部件20沿连接杆体21轴向的相对移动。可以理解，如果有两个机构（例如动力电池和新能源交通工具的车身）分别固定至该第一部件10和该第二部件20，则这两个机构将被它们沿轴向相对固定位置。多个具有第一部件10和第二部件20的机构能够配合实现两个不同机构在多个自由度上的固定。

图5和图6示出了第一部件和第二部件处于未锁止位置。在图5和图6中，第一部件10上连接杆体11的相应端部以及连接部12均伸进第二部件20的连接壳体21内，并且连接部12位于连接壳体21的第一通道22（见图2）内、该端部位于连接壳体21的第二通道23（见图2）内。可以看出，此时第一部件10可以自由地从第二部件20内取出，使二者分离；也可以自由地旋转使得连接部12进入到连接槽24内（如图3和图4中所示），使二者接合。

此处再结合图1中所示，由于连接部12的边缘13设置成斜角或圆角，所以能够为连接部12旋转进入连接槽24时提供导向。依照图5和图6，在连接部12进入连接槽24时，斜角或圆角的最窄的前端处先进入连接槽24，然后斜角的斜面或圆角的弧面引导连接部12进入连接槽24内，使得连接部12能够顺利地达到可靠的接合位置。

此处再结合图1中所示，连接部12的侧面14则可以呈向着连接杆体11的插入端渐缩的锥形。依照图5可以看出，连接部12的上端由于渐缩而更细，所以作为连接杆体11上升时的导向，更易于将连接杆体11的插入端插到连接壳体21的进出通道内。可以了解，在本上下文中的锥形不仅指每个连接部12的侧面14呈锥形，而且，在连接杆体11上具有多于一层的连接部12的实施方式中，也可以包括各层连接部12的侧面14整体上也构成锥形，如图5所示。在此特别指出，本申请中并不排除仅具有一层的连接部12的实施方式。

所属领域的技术人员可以了解，在可选的实施方式中，连接杆体11也可以呈具有其它截面形状的柱体，而不必局限于图示的圆柱形连接杆体。如前文中所述，通过在连接杆体11的侧面形成有其它特征，例如但不限于螺纹等，可以通过连接杆体11将第一部件10连接到其它的机构；类似地，也可以通过连接壳体21将第二部件20固定到另外的机构。此时，通过将连接杆体11和连接壳体21接合则能够实现该其它的机构及该另外的机构的相对固定。

所属领域的技术人员可以了解，连接部12的层数可以设置成单层、两层或更多层、围绕连接杆体11的周向上的连接部的数量也可以变化。可以例如图所示的对置的两个连接部，也可以设置成仅有一个，也可以设置成多于两个。连接部12的位置和数量设计适于与连接壳体21中连接槽24的设计相适应。

图7是根据本实用新型的一种实施方式的电池锁止装置的示意图。根据图示，电池锁止装置将电池框架60安装至车身，例如门槛30。在图中，在车身门槛30处设置有车身支架40，车身支架40通过螺栓50固定到车身门槛30。

本实用新型的一种连接机构的第二部件20的连接壳体例如以焊接等的方式固定至车身支架40，而第一部件10的连接杆体（见图9）则固定至电池框架60，通过将第一部件10的连接杆体接合到第二部件20的连接壳体即能够实现电池框架60至车身门槛30的安装，从而实现将动力电池装至新能源汽车。

在实际应用中，可以通过在多个固定点使用这种电池锁止装置而将电池固定至汽车。根据电池的固定需要，这些固定点可以在例如但不限于汽车底盘处、汽车后备厢处、汽车前车舱处等不同位置。

图8是图7中电池锁止装置中车身支架的示意图。根据图示，该车身支架40可以通过螺栓50连接至车身门槛30，具有易于拆卸的优点。在可选的实施方式中，车身支架40也可以是与车身门槛30一体形成的，或者以其它方式固定至车身门槛30，包括但不限于焊接、铆接、销接、卡接等。同样，第二部件20在车身支架40上的固定也可以采用多种方式，例如但不限于焊接、螺接、胶粘等，此处不再一一赘述。

在图示的实施方式中，连接支架40可以包括有基本垂直的第一侧壁41和第二侧壁42，其中第一侧壁41适于连接到汽车车身例如车身门槛30等，而第二侧壁42则适于例如通过电池框架60而与动力电池相固定。为了不防碍使用本实用新型的连接机构，第二侧壁42上可以形成有通孔43。在通孔43处可以形成有台阶44，第二部件20可以固定在台阶处。

图9是图7中电池锁止装置的A-A剖面示意图。从图9中可以看出其中采用了根据本实用新型的一种实施方式的连接机构。在可选的实施方式中，第一部件10可以固定至新能源交通工具的动力电池，第二部件20可以固定至新能源交通工具的车身。在图示示例中，第一部件10的连接杆体可以通过螺母70及螺母限位件80而固定在动力电池上（例如通过电池框架60），第二部件20的连接壳体则可以焊接在车身支架40上，并进而固定至车身门槛30。

依据图9可以了解，第二部件20固定至车身支架40，车身支架40固定至车身门槛30，从而第二部件20固定至例如汽车等新能源交通工具的车身。图示的具体连接和固定方式仅是示例性的。在可选的实施方式中，第二部件20也可以以其它方式直接或间接地连接或固定至新能源交通工具的车身。

依据图9可以了解，第一部件10的连接杆体与螺母70螺接，同时螺母限位件80将第一部件10和螺母70固定至保持结构90，而保持结构90则固定（例如但不限于焊接）至电池框架60。当连接杆体为非圆柱状的柱体时，与螺母70接合的连接螺纹可以形成在柱体的边缘（例如棱）上或外凸部分处。

在图9的实施方式中，螺母70与第一部件10的连接杆体螺接，螺母限位件80通过形状配合限制住螺母70的转动。螺母限位件80被固定至保持结构90，具体是在螺母限位件80与保持结构90相接合的圆周处通过齿槽接合限制了二者的相对转动、螺母限位件80下部的外翻边81扣住保持结构90的外翻边91使得二者不会自动脱离。在可选的实施方式中，第一部件10的连接杆体的端部处的锥台15为棱锥而非圆锥，从而螺母限位件80可以具有配合形状的凹部以限制第一部件10的转动。在可选的实施方式中，第一部件10也可以以其它方式直接或间接地连接或固定至新能源交通工具的动力电池。

在可选的实施方式中，关于螺母限位件80及保持结构90的具体结构和工作原理可以参照专利文献CN106058109A的相关描述。此处以参引的方式将其内容并入本文中。

依据图9实施方式，车身支架40预先安装在车身门槛30处，第二部件20焊接在车身支架40处，使得第二部件20内的进出通道与车身支架40上的通孔43对齐。保持结构90预先焊接至电池框架60。

在向新能源交通工具例如电动汽车安装动力电池时，首先将第一部件10插入到第二部件20中，旋转第一部件10使得其连接部12接合到第二部件20的连接槽24内，然后将螺母70适当地拧紧在第一部件10的连接杆体11上，再装上螺母限位件80，限制第一部件10和螺母80的转动。在这种情况下，由于防止了第一部件10相对于第二部件20的旋转，连接部12不会从连接槽24退出，因而能够可靠地将动力电池保持在车身的安装位置。

在拆卸动力电池时，只需先取下螺母限位件80，然后松动螺母70，最后转动第一部件10使其连接部12从连接槽24退出到第二部件20的进出通道内，即可退出连接杆，方便地拆下动力电池。

通过以上拆装步骤可以看出，更换动力电池的操作非常简便，既能够简单地手动完成，也有利于在换电平台上利用专用工具自动实现。连接杆体11的一端处的锥台15也适于专用工具进行驱动操作。

可以了解，使用了根据本实用新型的任一实施方式的电池锁止装置的新能源交通工具能够在换电平台上方便地进行电池更换操作。该新通源交通工具可以为新能源汽车，其不仅能够配合换电站的装置完成电池的锁紧、限位及拆卸功能，同时还大大简化了电池快换在整车上的机构，降低了单车成本，更加适合规模化的换电商业模式。

根据前述描述可以了解，本实用新型的连接机构包括适于快速拆装的第一部件和第二部件。所属领域的技术人员可以了解，除本说明书中描述及附图中图示的结构特征之外，在可选的实施方式中，连接机构的第一部件和第二部件上可以具有其它附加结构特征，以使得连接杆体和连接壳体能够连接到另外的部件或实现其它的功能等。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的范围内。