电池包的安装方法和拆卸方法与流程

本发明涉及换电领域，特别涉及一种电池包的安装方法和拆卸方法。

背景技术：

现有技术中，将电池包固定在托架上通常是通过设置在托架上的锁定机构来实现的，锁定机构上的锁块通过水平位移的方式实现电池包的锁定，对电池包的固定牢固程度较差，且容易在电池包未放置到位时就将电池包的位置锁定，导致电池包与托架之间的电连接器接插未到位，影响车辆的正常使用。

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对电池包位置进行锁定的锁定机构的固定牢固程度较差的缺陷，提供一种电池包的安装方法和拆卸方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池包的安装方法，其用于将电池包安装于托架，所述托架上具有锁合机构，所述电池包的安装方法包括以下步骤：

驱动锁合机构旋转，以将所述电池包锁定于托架上。

该电池包的安装方法中，通过利用托架上的锁合机构的旋转动作实现将电池包锁定在托架上，以实现将电池包固定于托架的目的，以相较于传统的锁定机构的锁定流程更简单，且具有固定更牢靠，可靠性高等优点。

较佳地，驱动锁合机构旋转，以将所述电池包锁定于托架上包括以下步骤：

s1、驱动所述锁合机构向第一方向旋转，使所述锁合机构进入位于所述托架的预设位置处的所述电池包的锁合区域；

s2、驱动所述锁合机构向第二方向旋转，将所述电池包锁定于所述托架上，所述第一方向与所述第二方向相反。

通过锁合机构向不同方向旋转的方式，使锁合机构实现对电池包相对托架进行锁定的目的。

较佳地，步骤s1还包括：控制换电设备将所述电池包放置于所述托架的预设位置处。

在锁合机构向第一方向旋转的同时，将电池包放置在托架的预设位置处，以使得后续锁合机构向第二方向旋转，实现电池包相对托架进行锁定的目的。

较佳地，所述电池包的安装方法还包括以下步骤：

s0、控制托举托架将所述电池包提升至安装位置的高度。

较佳地，步骤s2中还包括：当驱动所述锁合机构向第二方向旋转时，所述锁合机构还带动所述电池包向靠近所述托架的方向移动，以在所述锁合机构向第二方向旋转到位的同时，使所述电池包位于锁定位置，以使得锁合机构通过向第二方向旋转之后，使电池包可靠地锁定在托架上。

较佳地，在步骤s2中，所述锁合机构带动所述电池包向靠近所述托架的方向移动，以在所述锁合机构向第二方向旋转到位的同时，使所述电池包与所述托架的电连接器相接插。

通过使锁合机构在锁定电池包的同时，还带动电池包朝靠近托架方向移动，以利用锁合机构实现对电池包与托架的电连接器进行接插的目的。通过这种联动方式可提升锁合机构的功能，并解决了现有技术中点连接器接插困难的问题。

较佳地，在步骤s2中，所述锁合机构通过向所述电池包的锁合区域施加拉力，以带动所述电池包向靠近所述托架的方向移动，使电池包与托架相互靠近，并使电池包的电池端电连接器和托架的车端电连接器之间完成接插。

较佳地，在步骤s1中，所述换电设备通过控制所述电池包在所述托架内的移动行程，以将所述电池包放置于所述托架的预设位置处，使得锁合机构能够经由旋转，将电池包锁定在托架上。

较佳地，在步骤s1中，所述换电设备通过接收在所述托架的预设位置处设置的传感器的到位信号，以将所述电池包放置于所述托架的预设位置处，使安装机构停止工作，并使锁合机构开始工作，将电池包锁定在托架上。

较佳地，所述托架上还具有到位传感器，所述到位传感器用于检测并控制所述锁合机构的转动角度，以在锁合机构旋转至特定位置使停止转动，实现到位锁定的功能。

较佳地，所述托架上还具有旋转限位机构，所述旋转限位机构用于限制所述锁合机构的转动角度，避免锁合机构因旋转角度过大而对电池包产生伤害，使电池包壳体发生变形。

一种电池包的拆卸方法，其用于将电池包从托架上拆下，所述托架上具有锁合机构，所述电池包的拆卸方法包括以下步骤：

驱动锁合机构旋转，以将所述电池包解锁于托架上。

该电池包的拆卸方法中，通过利用托架上的锁合机构的旋转动作实现将电池包解锁在托架上，以实现将电池包相对托架能够拆卸的目的，以相较于传统的锁定机构的解锁流程更简单，且具有固定更牢靠，可靠性高等优点。

较佳地，驱动锁合机构旋转，以将所述电池包解锁于托架上包括以下步骤：

s1、驱动所述锁合机构向第一方向旋转，将所述电池包从所述托架上解锁；

s2、驱动所述锁合机构向第二方向旋转，使所述锁合机构脱离位于所述托架的预设位置处的所述电池包的锁合区域，所述第一方向与所述第二方向相反。

通过锁合机构向不同方向旋转的方式，使锁合机构实现对电池包相对托架进行解锁的目的。

较佳地，步骤s2还包括：控制换电设备将所述电池包从所述托架的预设位置处取出。

在锁合机构向第二方向旋转的同时，将电池包从托架的预设位置处取出，避免锁合机构向第二方向旋转的过程中，锁合机构与电池包的其他部分发生干涉况。

较佳地，所述电池包的拆卸方法还包括以下步骤：

s3、控制托举托架将所述电池包从拆卸位置的高度降下，实现回收该电池包的目的。

较佳地，步骤s1中还包括：当驱动所述锁合机构向第一方向旋转时，所述锁合机构还带动所述电池包向远离所述托架的方向移动，以在所述锁合机构向第一方向旋转到位的同时，使所述电池包位于解锁位置，以使得锁合机构通过向第一方向旋转之后，使电池包能够可靠地被推至解锁位置处，以方便后续将电池包相对托架取出的步骤实施。

较佳地，在步骤s1中，所述锁合机构带动所述电池包向远离所述托架的方向移动，以在所述锁合机构向第一方向旋转到位的同时，使所述电池包与所述托架的电连接器相脱离。

通过使锁合机构在解锁电池包的同时，还带动电池包朝远离托架方向移动，以利用锁合机构实现对电池包与托架的电连接器进行脱离的目的。通过这种联动方式可提升锁合机构的功能，并解决了现有技术中点连接器插拔困难的问题。

较佳地，在步骤s1中，所述锁合机构通过向所述电池包的锁合区域施加推力，以带动所述电池包向远离所述托架的方向移动，使电池包与托架相互远离，并使电池包的电池端电连接器和托架的车端电连接器之间完成脱离。

较佳地，所述托架上还具有到位传感器，所述到位传感器用于检测并控制所述锁合机构的转动角度，以在锁合机构旋转至特定位置使停止转动，实现到位解锁的功能。

较佳地，所述托架上还具有旋转限位机构，所述旋转限位机构用于限制所述锁合机构的转动角度，避免锁合机构因旋转角度过大而对电池包产生伤害，使电池包壳体发生变形。

本发明的积极进步效果在于：

该电池包的安装方法和拆卸方法中，通过利用托架上的锁合机构的旋转动作实现将电池包锁定或解锁在托架上，进而实现将电池包固定于托架或相对托架进行拆卸的目的，以相较于传统的锁定机构的解锁或锁定流程更简单，且具有固定更牢靠，可靠性高等优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的电池包固定系统的结构示意图。

图2为本发明一实施例的托架的结构示意图。

图3为图2中a部分的局部放大图。

图4为本发明一实施例的电池包的结构示意图。

图5为图4中b部分的局部放大图。

图6为本发明一实施例的电池包的安装方法的流程示意图。

图7为本发明一实施例的电池包的安装方法的锁合机构运动示意图。

图8为本发明一实施例的电池包的拆卸方法的流程示意图。

图9为本发明一实施例的电池包的拆卸方法的锁合机构运动示意图。

图10为本发明一实施例的电池包固定系统的旋转插件的运动示意图。

附图标记说明：

锁合机构1

旋转插件11

插件头部111，锁头111a，锁头转轴111b

驱动部112，连杆机构112a，旋转支点112b

限位件12

限位部121，容纳腔121a，开口121b

电池包2

托架3，电池支架梁31，限位装置32

电连接器4，电池端电连接器41，车端电连接器42

举升机6，举升平面61

托举垫块7

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，本发明提供一种电池包2固定系统，其包括锁合机构1，锁合机构1设置在电池包2和托架3的接触面上，具体来说，该锁合机构1包括旋转插件11和限位件12，旋转插件11设置在托架3上，而限位件12设置在电池包2上，在电池包2安置在托架3上时，通过驱动该旋转插件11进行旋转，根据旋转方向的不同，使得旋转插件11被限位件12限位或者解除限位。该电池包2固定系统通过利用锁合机构1的旋转插件11沿着不同方向进行旋转的动作实现将电池包2解锁或锁定在托架3上的目的。相较于传统的锁定机构，该电池包2固定系统具有固定更牢靠，可靠性高等优点。同时，因结构较为简单也便于日常维护管理。

需要具体说明的是，在本实施例中，旋转插件11设置在托架3上，而相对的，限位件12设置在电池包2上。然而，在其他的实施方式中，旋转插件11也可设置在电池包2上，而限位件12则对应设置在托架3上，以通过设置在电池包2上的旋转插件11的旋转动作，同样实现电池包2和托架3之间位置锁定及解锁的目的。

另外，如图2、图3、图4和图5所示，电池包2和以及托架3相接触的接触面上设置有电连接器4，该电连接器4具体包括设在电池包2的接触面上的电池端电连接器41和设在托架3的接触面上的车端电连接器42。对于锁合机构1而言，旋转插件11和限位件12分别设在电池包2的接触面和托架3的接触面上，即锁合机构1与电连接器4设置于相同的接触面上，以在通过锁合机构1对电池包2和托架3的位置进行锁定时，提高与锁合机构1相邻的电连接器4的接插状态，进而提升电池包2的电连接可靠性。

如图7所示，当电池端电连接器41相对于车端电连接器42插入时，旋转插件11旋转并被限位件12所限位，以在电连接器4相互接插过程中通过锁合机构1通过实现电池包2与托架3之间的位置锁定，避免电池包2与托架3之间的位置被锁定，而导致电连接器4未接插到位的情况发生。进一步地，当电池端电连接器41相对于车端电连接器42插入时，该锁合机构1能够沿着电连接器4的插入方向对限位件12施加拉力，以通过该拉力使电池包2与托架3之间进一步贴紧，进而保证电连接器4的接插到位。

如图9所示，而当电池端电连接器41相对车端电连接器42拔出时，旋转插件11旋转并相对限位件12解除限位，使电池包2能够脱离托架3。进一步地，当电池端电连接器41相对于车端电连接器42拔出时，该锁合机构1能够沿着电连接器4的拔出方向对限位件12施加推力，以通过该推力帮助电池包2与托架3之间实现相对位置的分离。

其中，需要具体说明的是，这种用于车载电池的电连接器4，其电池端电连接器41与车端电连接器42之间的连接通常较紧，因此在安装或拆卸电池包2时，需要利用外部的换电设备将电池包2插入托架3或从托架3拔出，期间，需要克服的主要阻力便是电连接器4上的插拔力。该锁合机构1，在通过旋转将电池包2相对托架3物理锁定或解锁的同时，还能够利用旋转向电池包2施加对应的推力或拉力，以克服电连接器4的上述插拔力，实现电池包2快速拆装的目的。

同时，由于锁合机构1设置在电池包2和托架3的接触面上，因此锁合机构1对电池包2施加的作用力能够直接传递至位于接触面的电连接器4上，从而避免了传统的外部换电设备在插拔电池包2时，因受力过大或不均，导致电池包2的壳体出现变形的情况。

旋转插件11包括有插件头部111以及驱动部112，驱动部112与插件头部111相连，该驱动部112的作用是用于驱动插件头部111旋转。

而限位件12则具有一个容纳腔121a，而旋转插件11的插件头部111在驱动部112的驱动下以旋转的方式进入或离开该容纳腔121a。当需要锁定时，插件头部111顺时针旋转以进入容纳腔121a，之后，插件头部111通过抵靠在容纳腔121a的内壁位置处，实现容纳腔121a相对旋转插件11的物理限位。

具体来说，该插件头部111包括锁头111a和锁头转轴111b两部分，锁头转轴111b设置在托架3上，而锁头111a连接在锁头转轴111b上，该锁头111a是插件头部111直接进入容纳腔121a的部分，驱动部112通过连接至锁头转轴111b，驱动锁头111a沿着锁头转轴111b的轴线为中心上下翻转，实现联动旋转的目的。

其中，如图3所示，锁头转轴111b连接于锁头111a的中间位置，锁头111a包括位于上部的第一插入部和位于下部的第二插入部。如图7所示，第一插入部向电池包方向旋转，以经由开口121b限位件12内的容纳腔121a。之后再旋转，使第一插入部向远离电池包方向旋转，以第一插入部被限位件12限位，同样地，限位件12包括位于开口121a端部具有卡止功能，以用于锁定锁头111a的第一插入部。

同时，限位件12包括限位部121，该限位部121具有开口121b和上述的容纳腔121a，开口121b沿着垂直于电连接器4的插入方向设置在容纳腔121a的下侧位置处，该开口121b用于供插件头部111通过翻转的方式进出容纳腔121a。进一步地，当插件头部111在容纳腔121a内的翻转时，插件头部111能够向容纳腔121a的壁面施加推力或拉力，以在锁定和解锁的同时，通过翻转运动实现电池包2在指定形成范围内的推拉动作。

本发明还提供一种将电池包2安装于托架3上的方法。如图6和图7所示，其为本实施例中，通过驱动锁合机构1旋转，使旋转插件11相对限位件12运动，以将电池包2锁定在托架3上的流程示意图。具体来说，在锁合机构1的锁定过程中包含有s11和s12两个步骤：首先，在步骤s1中，电池包2需要由外部的换电设备放置在托架3的预设位置处，在本实施例中，该预设位置处实际为电池包2与托架3两者的接触面之间相距10cm的位置处，也即电池端电连接器41和车端电连接器42靠近但为接插的位置处。与此同时，驱动旋转插件11的锁头111a沿逆时针方向(即第一方向c)转动，以避免锁头111a与限位件12的限位部121发生干涉，同时，使锁头111a旋转至限位部121的开口121b位置处。

之后，在步骤s12中，驱动旋转插件11的锁头111a沿顺时针方向(即第二方向d)转动，使锁头111a从开口121b进入容纳腔121a内，并最终抵靠在容纳腔121a的内壁面上。在此基础上，通过锁头111a进一步的转动，锁头111a向容纳腔121a的内壁面施加推力，以通过力的传递，使锁合机构1向电池包2的锁合区域施加拉力，带动电池包2向靠近托架3的方向移动，使两者的接触面相接触，并使电池端电连接器41和车端电连接器42之间完成接插。或者，锁头111a沿顺时针方向(即第二方向d)转动的过程中，可通过外力将电池包向托架方向推动，使锁头111a在旋转过程中不向容纳腔121a施加作用力。

此外，在上述将电池包2安装于托架3上的方法中，还可包含有步骤s10，该步骤s10为在外部换电设备将电池包2水平推送至托架3的预设位置处之前，先将电池包2放置在托举托架3上，并控制托举托架3将电池包2抬升至安装位置的高度。

在本实施例中，锁合机构1作用于电池包2的锁合区域，使其移动的行程与电连接器4的接插行程相匹配，此处的行程匹配具体指：当锁合机构1对电池包2锁止到位时，电连接器4插接完成，因此，在此之前，必须由外部的换电设备将电池包2水平推送至托架3的预设位置处，以使锁合机构1能够起作用

为使得上述的换电设备能够准确的将电池包2放置到预设位置上，托架3的预设位置处还应设置传感器，当电池到达预设位置时，传感器发出到位信号，使换电设备停止工作，并使锁合机构1开始工作。

优选地，在托架3上还设有到位传感器(图中未示出)，该到位传感器用于检测并控制锁合机构1的转动角度，以在锁合机构1的锁头111a旋转至特定位置时停止转动，实现到位锁定的功能。此外，为避免到位传感器失效，或者锁合机构1的锁头111a旋转角度过大，在托架3上还应设置有用于限制旋转的限位机构，该机构可以是挡块，以实现物理限位的目的，使旋转限位机构的锁头111a的转动角度不会过大，避免电池包2的锁合区域产生伤害，使电池包2壳体发生变形。

此外，本发明还提供一种将电池包2相对托架3进行拆卸的方法。该方法用于将上述安装在托架3上的电池包2从托架3上拆卸下来。如图8和图9所示，其为本实施例中，通过驱动锁合机构1旋转，使旋转插件11相对限位件12运动，以将电池包2相对托架3进行解锁的流程示意图。与上述将电池包2安装于托架3上的方法相似，本解锁方法在解锁过程中，锁合机构1会向电池包2的锁合区域施加推力，以同步实现电池端电连接器41和车端电连接器42之间脱离的目的。

具体来说，在锁合机构1的解锁过程中包含有s21和s22两个步骤：首先，在步骤s21中，需要驱动锁合机构1的锁头111a向逆时针方向(第一方向c)旋转，以使锁头111a朝向开口121b方向移动，在此过程中，锁头111a抵靠在容纳腔121a的内壁面上。在此基础上，通过使锁头111a进一步的转动，锁头111a向容纳腔121a的内壁面施加推力，以通过力的传递，使锁合机构1向电池包2的锁合区域施加推力，带动电池包2向远离托架3的方向移动，进而使两者的接触面相远离，并使电池端电连接器41和车端电连接器42之间实现脱离。同时，在锁头111a通过旋转推动电池包2移动的过程中，经过电池包2的位移之后，锁头111a能够从开口121b处离开容纳腔121a，在离开容纳腔121a之后，锁合机构1停止了对锁合区域施加推力，并且锁合机构1也使得电池包2相对托架3实现了解锁。需要具体说明的是，当锁合机构1停止对电池包2施加推力，以使电池包2停止移动时，电池包2在托架3上的位置应当位于预设位置处。或者在锁头111a逆时针转动过程中，通过外力拉动电池包2，使之远离托架3，即在转动过程中，锁合机构1不施加作用力于电池包2。

之后，在步骤s22中，驱动锁合机构1向顺时针方向(第二方向d)旋转，使得锁合机构1的锁头111a脱离位于托架3的预设位置处的电池包2的锁合区域。同时，外部的换电设备应将电池包2从托架3的预设位置处取出。实现电池包2拆卸的目的。

与上述的电池包2的安装方法同样地，在电池包2的拆卸方法中，还可包含有步骤s23，该步骤s23为在外部换电设备将电池包2水平从托架3的预设位置处取出之后，将电池包2放置在托举托架3上，并控制托举托架3将电池包2从安装位置的高度降下，以实现回收该电池包2的目的。

另外，在电池包2的安装方法中起作用的到位传感器及旋转限位机构，也同样能够在该电池包2的拆卸方法中起到相同的作用，因此在此不再赘述。

本实施例中，该锁合机构1需要由外部的换电设备将电池包2放置在托架3的预设位置处之后，才能够拉动电池包2位移，并实施锁定的工序。该换电设备为现有的产品，因此对其具体结构与原理不再赘述。

另外，在本实施例中，单个旋转插件11包括两个锁头111a，这两个锁头111a分别布置在锁头转轴111b的两端，而相对应地，限位件12的数量与锁头111a的数量一致，并且一一对应设置，以通过分别锁定的方式，提高锁合机构1的固定牢固程度。同时，如图3所示，在托架3的左右两侧分别设置有两组相对独立的锁合机构1，以共同固定该电池包2，并对位于这两组锁合机构1之间的电连接器4施加作用力。

如图10所示，驱动部112包括连杆机构112a，该连杆机构112a通过杠杆运动驱动锁头转轴111b转动，进而实现锁头111a的翻转，其中，关于连杆机构112a的具体原理，由于其属于现有技术的范畴，因此在此不再赘述。其中，因本实施例中的旋转插件11设置在托架3上，因此将连杆机构112a设置在托架3的下表面位置处，该连杆机构112a的旋转支点112b定位在托架3下半部的电池支架梁31，并位于电池包2的下方。

在电池支架梁31的表面上设有限位装置32，该限位装置32用于限制连杆机构112a的杠杆运动，以在需要停止连杆机构112a的杠杆运动，以实现锁合机构1对电池包2进行锁定时发挥作用。本实施例中，该限位装置32采用销定位的方式实现限位，当连杆机构112a带动锁头111a移动至将电池包2锁定在托架3上的位置处时，通过定位销将连杆机构112a的杠杆锁定在电池支架梁31特定位置处，以通过这种相对较为简便方式，实现锁定连杆机构112a的杠杆运动的目的。

该电池包2固定系统还包括有定位销插拔机构(图中未示出)，定位销插拔机构的作用是在于将定位销从连杆机构112a和电池支架梁31上拔出，实现接触锁定的目的。

另外，关于锁合机构1的连杆机构112a是如何产生杠杆运动，以实现锁头111a翻转的，本实施例中给出了一种较为简便的实现方式。

本实施例中，驱动部112还包括举升机6，该举升机6被设置在托架3的下方，且举升机6在向上推举的过程中，其举升平面61沿竖直方向推动连杆机构112a的下表面，以使连杆机构112a相对其旋转支点112b发生翻转，在这种翻转运动的作用下，连杆机构112a进一步带动锁头111a沿第一方向c或第二方向d旋转，实现解锁与锁定的目的。

其中，举升机6为了使锁头111a沿完全相反的第一方向c或第二方向d旋转，若采用抵靠连杆机构112a的下表面以推动连杆机构112a翻转的方式，则举升机6与连杆机构112a必须分别位于旋转支点112b的两侧，在这种情况下，可在举升机6的举升平面61上设有可移动的托举垫块7，通过移动托举垫块7，改变举升机6作用连杆机构112a的下表面的作用点，以实现锁头111a沿第一方向c或第二方向d旋转的目的。

当然，在其他实施方式中，举升机6也可保持连接在连杆机构112a上的相同位置，以通过分别向上施加推力，或向下施加拉力的方式，实现带动锁头111a沿第一方向c或第二方向d旋转的目的。另外，优选地，定位销插拔机构也可设置在举升机6的举升平面61上，以在举升机6工作的同时带动定位销插拔机构靠近连杆机构112a及定位销。

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。