一种适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构的制作方法

1.本发明涉及电池包固定技术领域，特别涉及到一种适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构。


背景技术：

2.锂离子电池和新能源电动车在近十年来逐渐成熟，在我国发展迅速。电能是未来汽车类交通工具的主要替代能源，因为电能可以由太阳能、水能、风能以及核能等多种清洁可再生能源转换得到，也可以减少国家对石油等不再生能源的依赖性。随着环境保护、低碳经济、降低能耗的理念为人们重视，汽车工业因其尾气排放污染环境、高能耗等一系列负效应，面临日益严峻的挑战。相对传统的燃油汽车，新能源汽车能够有效降低汽车排放废气污染。从环境角度讲，新能源汽车废气排出量比传统汽车可减少92%
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98%，从而实现交通能源多元化，保护环境；从能源角度讲，全球石油危机日益严重，汽车工业又是能耗的最大组成部分，新能源汽车的开发和使用有效解决了交通能源重消耗的问题，实现低碳经济可持续发展。
3.近年来，国家和地方层面都明确鼓励和扶持新能源汽车的推广使用。2014年的政府工作报告再次明确提出“推广新能源汽车”，坚持发展新能源汽车的国家战略不变，以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向不变，规划确定的发展目标不变，政府扶持的政策取向不变等“四个不变”。为了加快推广新能源汽车，多地政府在购车补贴、充电桩建设、新车上牌等方面出台了相关规定。
4.新能源电动汽车能源补充可以分为插充和换电两种模式，其中在插充模式下，主要有购买电池初期成本高、充电时间长以及充电安全性低三大类问题，另外，插充模式下，新能源电动车充电负荷具有显著的时空随机性，对电网的运行和规划会带来不利影响。而换电模式配合大规模集中型充电已经成为当前电动汽车发展的另一个具备竞争力的商业技术模式，第一，该模式下可以有效减少电动汽车的能源补给时间。第二，该模式下可以集中管理充电安全性，保证电池系统的安全可靠性。第三，通过合理的商业运作模式，采用电池租赁方式，既可以有效控制商务成本，又可以集中有效的管控电池系统的溯源性。
5.根据车辆类型的不同，一般可更换电池包安装的位置有底盘下方（轿车、suv等乘用车）、车架侧/后方和车架上方（巴士、载重卡车、矿山机械重型车辆等）。不同的安装方式，换电的方法也不同。例如底盘下方一般采用下方托举式换电，车架侧/后方一般采用侧插式换电，车架上方一般采用吊装式换电。侧插式换电和吊装式换电适用场景不同，也各有优缺点，一般来讲侧插式换电车辆结构紧凑、换电站建筑部分投资较低；吊装式换电车辆恶劣路况的通过能力强、换电站机械部分投资较低。矿区矿卡及长途重卡更换电池包基本工作原理是车辆到达指定区域后，站控系统发出指令，电池包锁止机构打开锁止，吊装式换电机构进行换电，换电结束电池包锁止机构闭合锁止完成换电，但是矿区矿卡及长途重卡具有工作时间连续，工作路况差，作业强度高的特点，锁止机构因震动及电池包托架变形引起的打不开及锁不上是影响车辆正常换电及使用的主要因素。
6.现有的电池包锁止机构中锁止压板使用螺栓固定在电池包框架锁止压板底托上，锁止压板底托采用焊接方式与电池包框架进行连接。因电池包框架或电池包托架变形引起的锁止与锁止压板间隙变化导致的锁止打不开、锁不上、间隙过大等问题，只能通过更换锁止压板厚度来调节，每个电池包有6
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8个锁止压板，因变形造成的每个压板厚度均不一致，导致维修频繁，备件型号众多。且现有锁止总成与电池包托架通过焊接连接，因锁止机构故障、电池包框架或电池包托架变形引起的锁止与锁止压板间隙变化导致的锁止打不开时，需将电池包及电池包托架整体拆下进行维修，因电池包及电池包托架总体重量很大，导致操作风险大，维修耗时长，维修难度大。
7.因此，如何适用于大型矿区矿卡及长途重卡，提出一种电池包锁止机构，在车辆行驶震动及电池包托架变形引起的锁止打不开及锁不上时或在电池包框架或电池包托架发生较大变形时保证锁止机构的正常使用是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

8.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提出了一种适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，通过在电池包框架上安装可调节式锁止压板装置，电池包托架上安装可调节式锁止机构总成，在因车辆行驶震动及电池包托架变形引起的锁止打不开及锁不上时，可通过调节锁止压板及锁止执行机构来保持锁止机构的正常使用，在电池包框架或电池包托架发生较大变形时，也可通过调节锁止压板及锁止执行机构或增加垫片保证正常使用，在锁止机构发生故障时，也可通过快速拆装完成锁止机构的更换及维修。
9.有鉴于此，本发明提出了一种适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，包括可调节式锁止机构总成；通过连接板设置在电池包托架上；至少包括：锁止执行机构和第一可调节机构，锁止执行机构通过第一可调节机构设置在电池包托架上；可调节式锁止压板装置；设置在电池包框架上，电池包框架设置在电池包托架上；可调节式锁止压板装置至少包括锁止压板和第二可调节机构；其中锁止压板与电池包框架连接；锁止压板通过第二可调节机构在锁止执行机构和电池包框架之间进行位置调节。
10.优选的，锁止压板可通过压板底托与电池包框架连接，锁止压板和压板底托通过螺栓连接，电池包框架和压板底托焊接连接。
11.优选的，可调节式锁止机构总成和电池包托架通过高强螺栓连接。
12.其中可调节式锁止机构总成通过连接板与电池包托架连接应可靠，安装时应与电池包托架上表面保持平行。
13.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，第一可调节机构和第二可调节机构均至少包括高强弹簧和调节高强弹簧的调节螺栓；第一可调节机构的高强弹簧设置在锁止执行机构和电池包托架之间；第二可调节机构的高强弹簧设置在锁止压板和电池包框架之间。
14.本发明中第一可调节机构高强弹簧正常使用时，高强弹簧处于压紧状态，通过调节螺栓调节压紧状态，因电池包锁止机构、电池包框架或电池包托架变形引起的锁止执行机构与锁止压板间隙变化导致的锁止打不开时，可通过释放调节螺栓从而打开锁止，避免
了锁止打不开的现象。第二可调节机构高强弹簧正常使用时，高强弹簧处于半压紧状态，通过调节螺栓调节压紧状态，可在一定范围内对锁止压板进行调节，即保证了锁止压板作用，又解决了因电池包框架或电池包托架变形引起的锁止执行机构与锁止压板间隙变化导致的锁止打不开、锁不上、间隙过大的问题，同时又解决了频繁维修及备件型号众多的问题，提高了使用效率，大幅降低了维修及备件成本，提高了使用经济性。
15.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，第一可调节机构和第二可调节机构还包括设置在高强弹簧四周的若干定位螺栓。
16.高强弹簧的压紧状态可通过高强弹簧四周的若干定位螺栓进行定位。
17.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，可调节式锁止机构总成与电池包托架之间设置垫片；垫片通过定位螺栓紧固在锁止执行机构下方。
18.本发明因电池包框架或电池包托架变形引起的锁止执行机构与锁止压板间隙变化导致的锁止打不开、锁不上、间隙过大时，除调节锁止压板外也可通过调节可调节式锁止机构总成，当调节可调节式锁止机构总成完毕后，可调节式锁止机构总成与电池包托架之间设置垫片，通过定位螺栓压紧。
19.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，锁止压板与锁止执行机构底部均设置高强弹簧槽；高强弹簧槽与高强弹簧相适配。
20.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，电池包框架上设置高强弹簧槽和调节螺栓孔；分别与第二可调节机构上的高强弹簧和调节螺栓相适配。
21.优选的，电池包框架上设置定位螺栓孔，其中定位螺栓孔与定位螺栓相适配。
22.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，电池包托架上设置高强弹簧槽、调节螺栓孔以及锁止压板调节孔，分别与第一可调节机构上的高强弹簧和调节螺栓相适配；锁止压板调节孔设置在电池包框架下方。
23.优选的，电池包托架上还设置定位螺栓孔，其中定位螺栓孔与定位螺栓相适配。
24.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，电池包框架下方设置凹槽；凹槽设置在锁止压板调节孔上方；第二可调节机构上的调节螺栓和定位螺栓调节端设置在凹槽内。
25.本发明中可穿过锁止压板调节孔，对设置在凹槽内的第二可调节机构上的调节螺栓和定位螺栓调节端进行调节。
26.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，锁止执行机构包括锁止支架、锁止导向面和锁止；其中锁止导向面设置在锁止支架上方；锁止垂直设置在锁止支架上，位于锁止压板上方；第一可调节机构位于锁止支架下方。
27.前述的适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，电池包框架上设置加强筋板。
28.本发明中锁止压板安装时，电池包框架需打孔，打孔后要考虑框强度，可采用增加加强筋板的方式进行加强。
29.优通过以上技术方案，本发明提出了一种适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，具有如下技术效果：1.维修率大幅降低。可调节式锁止机构总成及锁止压板可调节，避免了因电池包框架或电池包托架变形引起的锁止卡死不能打开，整体拆下来维修的发生，通过调节高强
弹簧即可完成锁止调节，打开锁止，同时也避免了锁止锁不上或锁上后锁止与压板间隙较大需更换锁止压板的情况。
30.2.提高经济性降低成本。可调节式电池包锁止机构的安全稳定运行、减少维修次数、缩短维修时间可大大提高车辆的运行效率，提高车辆有效运行时间，增加经济性；同时锁止压板备件量大幅降低，可调节式锁止机构总成损坏时只需更换可调节式锁止机构总成而避免了更换整体电池包托架，大大降低了维修成本，减少了车辆运营成本，增加了车辆运营的经济性。
31.3.降低风险。因可调节式电池包锁止机构故障、电池包框架变形、电池包托架变形引起的锁止卡死不能打开，可通过拆解把可调节式锁止机构总成与电池包托架分离，待电池包吊下后再进行锁止机构的维修，同时当锁止机构故障时也无需将整个电池包托架拆下，降低了在维修过程中的安全风险。
附图说明
32.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为现有技术中提供的电池包锁止机构结构示意图。
33.图2为实施例1提供的电池包锁止机构结构示意图。
34.图3为实施例提供的可调节式锁止机构总成的机构示意图。
35.图4为实施例提供的第一可调节机构的示意图。
36.图5为实施例提供的电池包托架的结构示意图。
37.图6为实施例提供的可调节式锁止压板装置示意图。
38.图7为实施例提供的第二可调节机构示意图。
39.图8为实施例提供的电池包框架结构示意图。
40.图9为实施例提供的电池包锁止机构固定电池包的作业示意图。
41.其中，可调节式锁止机构总成
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1，锁止执行机构
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10，锁止支架100，锁止导向面101，锁止
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102，第一可调节机构11，可调节式锁止压板装置
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2，锁止压板
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20，第二可调节机构
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21，高强弹簧
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210，调节螺栓
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211，定位螺栓
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212，高强弹簧槽
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213，电池包托架
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3，锁止压板调节孔
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30，电池包框架
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4，调节螺栓孔
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40，定位螺栓孔
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41，凹槽
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42。
具体实施方式
42.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
44.实施例1如图1，现有方案提供了一种适用于吊装式换电车辆的电池包锁止机构，使用固定式压板，锁止压板使用螺栓固定在电池包框架4锁止压板底托上，锁止压板底托采用焊接方
式与电池包框架4进行连接，因电池包框架4或电池包托架3变形引起的锁止与锁止压板间隙变化导致的锁止打不开、锁不上、间隙过大等问题，只能通过更换锁止压板厚度来调节，每个电池包有6
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8个锁止压板，因变形造成的每个压板厚度均不一致，导致维修频繁，备件型号众多；使用固定式锁止总成，锁止总成与电池包托架3通过焊接连接，因锁止机构故障、电池包框架4或电池包托架3变形引起的锁止与锁止压板间隙变化导致的锁止打不开时，需将电池包及电池包托架3整体拆下进行维修，因电池包及电池包托架3总体重量很大，导致操作风险大，维修耗时长，维修难度大。
45.如图2，本实施例提出了一种适用于吊装式换电车辆的可调节式电池包锁止机构，包括，可调节式锁止机构总成1；通过连接板设置在电池包托架3上；至少包括：锁止执行机构10和第一可调节机构11，锁止执行机构10通过第一可调节机构11设置在电池包托架3上；可调节式锁止压板装置2；设置在电池包框架4上，电池包框架4设置在电池包托架3上；可调节式锁止压板装置2至少包括锁止压板20和第二可调节机构21；其中锁止压板20与电池包框架4连接；锁止压板20通过第二可调节机构21在锁止执行机构10和电池包框架4之间进行位置调节。
46.为方便理解本实施例，锁止压板20可与电池包框架4直接连接，也可通过压板底托与电池包框架4连接，其中当锁止压板20通过通过压板底托与电池包框架4连接时，锁止压板20和压板底托可理解为通过螺栓连接，电池包框架4和压板底托可理解为采用焊接连接；可调节式锁止机构总成1和电池包托架3可理解为通过高强螺栓连接。
47.本实施例中的电池包框架4设置在电池包托架3上可以理解为，电池包框架4直接放置在电池包托架3上方。
48.为进一步优化本实施例提出了，第一可调节机构11和第二可调节机构21均至少包括高强弹簧210和调节高强弹簧210的调节螺栓211；第一可调节机构11的高强弹簧210设置在锁止执行机构10和电池包托架3之间；第二可调节机构21的高强弹簧210设置在锁止压板20和电池包框架4之间。
49.本实施例中的高强弹簧210为高强度弹簧。如果锁止压板20通过通过压板底托与电池包框架4连接时，第二可调节机构21的高强弹簧210设置在锁止压板20和压板底托之间。
50.为进一步优化本实施例提出了，第一可调节机构11和第二可调节机构21还包括设置在高强弹簧210四周的若干定位螺栓212。
51.本实施例中的定位螺栓212至少包括4个，分别对称设置在高强弹簧210四周。
52.其中高强弹簧210的压紧状态可通过高强弹簧210四周的若干定位螺栓212进行定位。当因电池包框架或电池包托架3变形引起的锁止执行机构10与锁止压板20间隙变化导致的锁止打不开、锁不上、间隙过大时，可通过调节螺栓211调节高强弹簧210压紧状态，并通过高强弹簧210四周的若干定位螺栓212进行定位和压紧，从而调节压板与锁止执行机构10之间的间隙，保证锁止执行机构10的正常锁止及打开，同时可避免锁止执行机构10与锁止压板20之间存在间隙的情况，保证锁止的稳定性。
53.为进一步优化本实施例提出了，可调节式锁止机构总成1与电池包托架3之间设置
垫片；垫片通过定位螺栓212紧固在锁止执行机构10下方。
54.垫片的作用具体如下：当本实施例因电池包框架或电池包托架3变形引起的锁止执行机构10与锁止压板20间隙变化导致的锁止打不开、锁不上、间隙过大时，除调节锁止压板20外也可通过调节可调节式锁止机构总成1，当调节可调节式锁止机构总成1完毕后，可调节式锁止机构总成1与电池包托架3之间可设置垫片，通过定位螺栓212压紧。
55.为进一步优化本实施例提出了，锁止压板20与锁止执行机构10底部均设置高强弹簧槽213；高强弹簧槽213与高强弹簧210相适配。
56.为进一步优化本实施例提出了，电池包框架上设置高强弹簧槽213和调节螺栓孔40；分别与第二可调节机构21上的高强弹簧210和调节螺栓211相适配。
57.电池包框架上设置定位螺栓孔41，其中定位螺栓孔41与定位螺栓212相适配。
58.为进一步优化本实施例提出了，电池包托架3上设置高强弹簧槽213、调节螺栓孔40以及锁止压板调节孔30，分别与第一可调节机构11上的高强弹簧210和调节螺栓211相适配；锁止压板调节孔30设置在电池包框架4下方。
59.优选的，电池包托架3上还设置定位螺栓孔41，其中定位螺栓孔41与定位螺栓212相适配。
60.为进一步优化本实施例提出了，电池包框架4下方设置凹槽42；凹槽42设置在锁止压板调节孔30上方；第二可调节机构21上的调节螺栓211和定位螺栓212调节端设置在凹槽42内。
61.本实施例中可穿过锁止压板调节孔30，对设置在凹槽42内的第二可调节机构21上的调节螺栓211和定位螺栓212调节端进行调节。
62.为进一步优化本实施例提出了，锁止执行机构10包括锁止支架100、锁止导向面101和锁止102；其中锁止导向面101设置在锁止支架100上方；锁止102垂直设置在锁止支架100上，位于锁止压板20上方；第一可调节机构11位于锁止支架100下方。
63.本实施例中，锁止102位于锁止压板20上方第一可调节机构11中的高强弹簧210调节锁止支架100与电池包托架3间隙；第二可调节机构21中的高强弹簧210调节锁止压板20与锁止102间隙。为方便本实施例的理解其中，第一可调节机构11高强弹簧210正常使用时，高强弹簧210处于压紧状态，通过调节螺栓211调节压紧状态，因电池包锁止机构、电池包框架4或电池包托架3变形引起的锁止执行机构10与锁止压板20间隙变化导致的锁止102打不开时，可通过释放调节螺栓211从而打开锁止102，避免了锁止102打不开的现象。第二可调节机构21高强弹簧210正常使用时，高强弹簧210处于半压紧状态，通过调节螺栓211调节压紧状态，可在一定范围内对锁止压板20进行调节，即保证了锁止压板20作用，又解决了因电池包框架4或电池包托架3变形引起的锁止执行机构10与锁止压板20间隙变化导致的锁止102打不开、锁不上、间隙过大的问题，同时又解决了频繁维修及备件型号众多的问题，提高了使用效率，大幅降低了维修及备件成本，提高了使用经济性。若遇锁止102故障造成的锁止102打不开时，也可通过调节高强弹簧210调节螺栓211保证电池包先行吊下，再进行可调节式锁止机构总成的更换，避免了电池包及电池包托架3整体吊装维修，大大降低了操作风险、维修难度及维修耗时；原可调节式锁止机构总成发生形变或故障时，需更换整体电池包托架3，更换周期长，更换费用高，可调节式锁止机构总成不需要更换整体电池包托架3，只需要更换可调节式锁止机构总成即可，大幅缩短了更换周期短，大大降低了更换费用，同时
提高了车辆运营效率。
64.为进一步优化本实施例提出了，电池包框架4上设置加强筋板。
65.本实施例中锁止压板20安装时，电池包框架4需打孔，打孔后要考虑框强度，可采用增加加强筋板的方式进行加强。
66.本实施例提供的适用于吊装式换电车辆的电池包锁止机构沿电池包底部边缘布置，可根据实际情况需要布置个数，由于电池包托架3中间部分变形量较小，也可考虑中间部分布置可调节式锁止机构总成1和现有技术中的固定压板，两侧布置可调节式锁止机构总成1及可调节式锁止压板装置2。
67.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。