一种用于电池包快换的锁止机构及电动车辆的制作方法

本技术涉及电动车辆，具体涉及一种用于电池包快换的锁止机构及电动车辆。

背景技术：

1、电动车辆具有零排放、低噪音、运营和维护性价比高等优点，越来越受到用户的青睐。电动车辆使用的能源为自身搭载的电池包提供的电能，电动车辆在电能使用完后需要充电。电动车辆的电池包设置方式一般分为固定式和可换式，其中，固定式电池包一般是固定在车辆上，在充电时直接以车辆作为充电对象。而直接以车辆作为充电对象对电池包进行充电存在充电时间长的问题，换电模式的出现为解决当前电池包面临的问题提供了新的活力，可换式的电池包一般通过可拆卸的方式被固定在车辆上，电池包可以被快速取下，以单独进行更换操作，也就是车辆上可直接安装上预先充满电的电池，而被拆下的已亏电的电池则单独进行充电操作待充满电后可安装于后续换电的车辆上，由此，使得车辆可在非常短的时间内即可更换上满电电池以使车辆迅速完成续航补能。特别地，对于重型卡车而言，由于其本身的结构及装载需求等的原因，重型卡车上往往配备的大容量的大电池，这种大电池的充时间更久，因此重型卡车用换电模式进行补能更为便捷。在换电型重型卡车中，需要采用锁止机构将电池包固定，在需要换电时，又需要锁止机构解除对电池包的固定。

2、可换式的电池包，均普遍固定在车身纵梁的上方，利用纵梁来实现对电池包的支撑作用，由于车身纵梁在电动车辆上所处位置相对地面较高，而且电池包重量较重，使得电池包的重心较高，相对车辆的稳定性较差，从而影响车辆行驶的安全性，并且占驾驶员后方较大空间，对司机的驾驶体验较差，另外，由于电池包设置在纵梁上方，只能通过吊装结构对电池包进行更换，而采用吊装结构，换电站整体建筑较高，占地面积大，维护成本高且安全性差。

技术实现思路

1、本技术提供了一种用于电池包快换的锁止机构及电动车辆，使得电池包可以自下而上安装至车身上，以解决上述电动车辆采用吊装方式安装电池包带来的安全性、稳定性等问题。

2、本技术所采用的技术方案为：

3、一种用于电池包快换的锁止机构，被配置为能够将电池包锁止于电动车辆的车身上，所述锁止机构包括第一锁件和解锁单元，第一锁件设于车身上并用于与电池包上的第二锁件配合以对电池包进行锁止和解锁，解锁单元包括传动件和驱动组件，所述传动件与所述第一锁件至少部分相连，所述驱动组件能够驱动所述传动件绕一转动轴线往复摆转，使所述传动件带动所述第一锁件沿直线移动以与所述第二锁件相配合或解除配合。

4、本技术方案中，锁止机构可实现电池包与电动车辆的车身锁紧或解锁而实现电池包的快换。其中，第一锁件设于车身上，因传动件与第一锁件至少部分相连，当驱动组件驱动传动件绕一转动轴线往复摆转时，使传动件可以带动第一锁件直线移动，传动件往一方向摆转时可带动第一锁件朝向第二锁件移动并与第二锁件配合而实现电池包的锁止，传动件往相反的方向摆转时可带动第一锁件远离第二锁件移动并解除与第二锁件的配合而实现电池包的解锁，且传动件的往复摆转容易控制和实现，从而轻松实现了对电动车辆快换电池包的安装锁止和解锁，换电难度大大降低，有助于提升换电效率，在满足电动车辆使用的情况下，解锁单元整体结构简单轻巧、操作方便、成本低廉、传动有效可靠，有利于车辆快速换电的推广使用。

5、较佳地，所述传动件设有第一啮合部，所述第一锁件包括传动轴以及与所述传动轴端部相连的锁止部，所述传动轴设有第二啮合部，所述第一啮合部与所述第二啮合部啮合连接，所述锁止部用于锁止电池包。

6、本技术方案中，传动件和第一锁件通过第一啮合部与第二啮合部实现啮合连接，啮合传动简单、有效且可靠稳定，易于实现传动件的往复摆转。当传动件停止摆转后，传动件和第一锁件通过啮合能保持位置相对固定，不会产生相对滑动或错位等移动而导致第一锁件将电池包错误解锁，使第一锁件稳定保持在将电池包锁止的位置，进而有助于提升电池包在车身锁止安装的稳定效果。

7、较佳地，所述传动轴的横截面的面积大于所述锁止部的横截面的面积。

8、本技术方案中，传动轴的横截面的面积大于锁止部的横截面的面积，即传动轴相对于锁止部的加粗设置，一方面，便于第二啮合部在传动轴的外周的加工成型，另一方面，还可利用传动轴的端部限位第一锁件的位置，使锁止部与电池包可靠配合，避免传动轴与电池包产生配合或干涉。

9、较佳地，所述第二啮合部为沿所述传动轴的轴向延伸的齿条，所述第一啮合部为扇形齿圈，所述第一锁件与所述传动件通过所述齿条和所述扇形齿圈啮合连接。

10、本技术方案中，第一锁件与传动件通过齿条和扇形齿圈啮合连接，在此基础上，扇形齿圈往复摆转即可通过与齿条的啮合传动带动第一锁件直线移动，相较于通过齿轮与齿条啮合而言，扇形齿圈结构更简单，加工成本更低。

11、较佳地，所述传动件包括传动部和连接部，所述传动部与所述第一锁件连接，所述传动部和所述连接部固定连接且所述传动部靠近所述连接部一端通过连接轴安装于所述车身上，所述传动部和所述连接部分别位于所述连接轴的两相对侧并以所述连接轴的中心为转动轴线可相对所述连接轴转动。

12、本技术方案中，传动件通过传动部与第一锁件连接，并通过连接部与驱动组件连接，传动部和连接部分别位于连接轴的两相对侧，使连接部可作为带动传动部摆转的转动臂结构，相较于驱动组件直接与传动部连接而驱动传动部摆转而言，驱动组件通过连接部间接驱动传动部摆转，延长了转动力臂，驱动更加省力，也为驱动组件与传动件的组装提供更大的空间，安装更加方便。

13、较佳地，所述驱动组件包括旋转件和连杆，所述旋转件能够绕其中心轴线旋转，所述连杆的一端与所述旋转件的一偏心位置铰接，另一端与所述连接部铰接，所述旋转件旋转时通过所述连杆带动所述传动件摆转。

14、本技术方案中，旋转件和连杆构成曲柄摇杆式传动机构，将旋转件的旋转通过连杆转化为传动件的往复摆转，传动有效可靠。在一优选的实施例中，可以通过电机驱动旋转件旋转，利用电驱实现电池包解锁和锁止，解放人工，促进智能自动化换电的发展，提升换电效率和换电安全。

15、较佳地，所述旋转件为盘状或轮状结构。

16、本技术方案中，旋转件为盘状或轮状结构，结构简单，旋转件的中心可以与用于驱动其旋转的驱动电机连接，旋转件的外周可以与连杆铰接。

17、较佳地，所述锁止机构还包括锁座，所述锁座具有水平方向的开口，所述第二锁件能经所述开口插入所述锁座内，所述锁座位于上方的顶壁设有第一锁孔以便所述第一锁件在竖直方向上直线移动并进出所述第一锁孔而与所述第二锁件相配合或解除配合。

18、本技术方案中，提供了一种第一锁件竖直移动实现与第二锁件锁止或解锁的实施例，第一锁件竖直移动，占用车身水平方向上的空间较小，利于车身水平方向上的结构布置。第二锁件沿水平方向移动进入锁座，使电池包与锁座的对接配合更加方便快捷。

19、较佳地，所述第二锁件设有与所述第一锁孔对应的第一锁槽，所述第一锁件向下穿过所述第一锁孔后插装在所述第一锁槽内实现与所述第二锁件的锁止。

20、本技术方案中，第一锁件与第一锁孔和第一锁槽同时配合时实现与第二锁件的锁止，锁止可靠。

21、较佳地，所述锁止机构还包括锁座，所述锁座具有水平方向的开口，所述第二锁件能经所述开口插入所述锁座内，所述锁座与所述开口相邻或相对一侧的侧壁设有第二锁孔以便所述第一锁件在水平方向上沿直线移动并进出所述第二锁孔而与所述第二锁件相配合或解除配合。

22、本技术方案中，提供了一种第一锁件水平移动实现与第二锁件锁止或解锁的实施例，第一锁件水平移动，占用车身竖直方向上的空间较小，利于车身竖直方向上的结构布置。

23、较佳地，所述第二锁件设有与所述第二锁孔对应的第二锁槽，所述第一锁件沿水平向移动并穿过所述第二锁孔后插装在所述第二锁槽内。

24、本技术方案中，第一锁件与第二锁孔和第二锁槽同时配合时实现与第二锁件的锁止，锁止可靠。

25、较佳地，所述第一锁件在靠近所述锁座的一端设有弹性结构体，所述弹性结构体具有凸出于所述第一锁件的第一状态和隐藏于所述第一锁件内的第二状态，所述第一锁件与所述第二锁件配合锁止时，所述弹性结构体处于所述第一状态并与所述锁座的内壁止挡配合以将所述第一锁件限定于与所述第二锁件配合状态，所述第一锁件受解锁单元驱动时，所述弹性结构体受力而进入所述第二状态使得所述第一锁件能移出而与所述第二锁件解除配合。

26、本技术方案中，通过在第一锁件设置弹性结构体，利用弹性结构体在凸出于第一锁件的第一状态与锁座内部止挡配合实现对第一锁件的位置限制，保证第一锁件与锁座、第二锁件的可靠配合，使电动车辆在应对复杂路况或急刹车、急转弯等情况下依然能够保证第一锁件对电池包的可靠锁止，避免第一锁件自发解锁。

27、较佳地，所述第一锁件在远离所述锁座的一端设有相对设置的连接座和限位凸台，所述连接座固定于车身上，所述第一锁件可被限制在连接座内并沿直线移动，所述限位凸台和所述第一锁件上与所述传动件相连的部分相邻，所述第一锁件还套设有弹性件，所述弹性件位于所述连接座与所述限位凸台之间。

28、本技术方案中，通过连接座限制第一锁件的直线移动，保证第一锁件稳定可靠地进行直线移动，避免第一锁件发生其他方向的偏移而在锁紧或解锁的过程中出现卡顿。限位凸台和连接座之间设置弹性件，可以利用弹性件将第一锁件在与第二锁件解锁的位置自动复位至与第二锁件相配合的位置。

29、本技术所提供的一种电动车辆，包括车身、电池包和如前所述的用于电池包快换的锁止机构，所述锁止机构用于将所述电池包与所述车身锁紧和解锁。

30、由于采用上述结构，轻松实现了对电动车辆快换电池包的安装锁止和解锁，在满足电动车辆使用的情况下，结构简单轻巧、操作方便、成本低廉、电池包锁止稳定可靠，有利于电动车辆快速换电的推广使用。

31、较佳地，所述电动车辆包括多个所述锁止机构，所述车身宽度方向上的两相对侧均设有至少一个所述锁止机构。

32、本技术方案中，通过多个锁止机构将电池包锁止在车身上，有助于电池包与车身之间受力的均衡分配，减少应力集中，同时，多个锁止机构同时作用保证了电池包与车身锁止的稳固效果。

33、由于采用了上述技术方案，本技术所取得的技术效果为：锁止机构可实现电池包与电动车辆的车身锁紧或解锁而实现电池包的快换。其中，第一锁件设于车身上，因传动件与第一锁件至少部分相连，当驱动组件驱动传动件绕一转动轴线往复摆转时，使传动件可以带动第一锁件直线移动，传动件往一方向摆转时可带动第一锁件朝向第二锁件移动并与第二锁件配合而实现电池包的锁止，传动件往相反的方向摆转时可带动第一锁件远离第二锁件移动并解除与第二锁件的配合而实现电池包的解锁，从而轻松实现了对电动车辆快换电池包的安装锁止和解锁，换电难度大大降低，有助于提升换电效率，在满足电动车辆使用的情况下，解锁单元整体结构简单轻巧、操作方便、成本低廉、传动有效可靠，有利于车辆快速换电的推广使用。