一种电池包锁止机构及电动车辆的制作方法

本技术涉及电动车辆，具体涉及一种电池包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，一般需要采用锁止机构将电池包固定，在换电时，需要锁止机构快速解除对已亏电的电池包的固定并对更换上的充满电的电池包锁止固定。

2、可换式的电池包，目前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、本技术提供了一种电池包锁止机构及电动车辆，实现了电池包在电动车辆上的快捷锁止和解锁，还可实现在车辆底部进行换电，空间利用率和换电安全系数较高，解决了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、一种电池包锁止机构，用于电池包与电动车辆的车身的连接，所述锁止机构包括相互配合的第一锁合单元和第二锁合单元，所述第一锁合单元和所述第二锁合单元中的一个设置于所述电池包上，另一个设置于所述车身上使得所述电池包与所述车身之间实现快换，所述第一锁合单元包括第一锁件和第二锁件，所述第一锁件和所述第二锁件可相对反向运动以使得所述第一锁件和所述第二锁件彼此靠拢而配合形成能够与所述第二锁合单元的第三锁件锁止的锁止空间或所述第一锁件和所述第二锁件彼此远离而与所述第三锁件解锁。

4、本技术方案中，第一锁合单元和第二锁合单元中的一个设置于车身上，另一个设置于电池包上，当第一锁合单元和第二锁合单元相互配合时，使电池包安装在电动车辆的车身上，当第一锁合单元和第二锁合单元解除配合时，使电池包可从车身上拆下，进而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，满足满电电池安装于车身后为电动车辆续航补能以及亏电电池从电动车辆拆下后进行充电操作的需求。其中，第一锁合单元包括第一锁件和第二锁件，第一锁件和第二锁件相对反向运动且彼此靠拢而配合形成锁止空间，当第三锁件被锁止于锁止空间内时实现电池包与车身的锁止，当第一锁件和第二锁件相对反向运动且彼此远离时与第三锁件解锁，即可将电池包从车身上拆下，因此，电池包与车身的解锁和锁止仅需要操作第一锁件和第二锁件相对反向运动便可实现，操控简单易行，对换电过程中用于驱动第一锁件和第二锁件相对反向运动的外部驱动机构的要求较低，不需要外部驱动机构执行复杂的动作，有助于降低换电成本和换电难度，提升换电便捷性和换电效率，能够在换电式电动车辆推广使用。此外，在优选的实施例中，还可将第一锁合单元和第二锁合单元中的一个设置于车身底部，另一个设置于电池包侧部或顶部，电池包在车身下方上移后使第一锁件和第二锁件将第三锁件锁紧，进而将电池包挂接在车身下方，第一锁件和第二锁件将第三锁件解锁后电池包下移而实现拆卸，使电池包的解锁拆卸和装配锁紧均在车身下方进行，进而实现底部换电，且底部换电具有以下优点：电池包处于车身下方，能够有效降低电池包的重心，增加电池包的安装稳定性，使车辆平稳性、安全性具有较大的提升；同时，结构紧凑，空间利用率高，尤其是车身竖直方向上的空间；另外，通过底部换电，无需借助吊装结构对电池包进行更换，降低了换电过程中的故障风险，提高了安全性，并且底盘换电系统占地面积小，换电站推广成本低，可利用换电小车在车身下方实现电池包的快换。

5、较佳地，所述第三锁件包括主体部和沿所述主体部周向向外延伸的定位凸沿，所述第一锁件设有开口朝向所述第二锁件的第一限位槽，第二锁件设有开口朝向第一锁件的第二限位槽，所述定位凸沿的两相对侧在锁止时分别嵌装于所述第一限位槽和所述第二限位槽内。

6、本技术方案中，第一锁件和第二锁件彼此靠拢而与第三锁件锁止时，第三锁件的定位凸沿两相对侧分别嵌装于第一限位槽和第二限位槽内，通过第一限位槽和第二限位槽分别对定位凸沿的限位，实现第一锁件、第二锁件、第三锁件的相对固定锁紧，还可根据电池包的重量合理设计定位凸沿的延伸长度以及第一限位槽和第二限位槽的深度，使定位凸沿分别与第一锁件和第二锁件之间的配合面积足以可靠承载电池包，保证锁止可靠性。

7、较佳地，所述第一限位槽的深度大于或等于所述定位凸沿的延伸长度；和/或，所述第二限位槽的深度大于或等于所述定位凸沿的延伸长度。

8、本技术方案中，第一限位槽的深度大于或等于定位凸沿的延伸长度，第二限位槽的深度大于或等于定位凸沿的延伸长度，使得当第一锁件和第二锁件靠拢后，定位凸沿的一侧可以完全进入第一限位槽内，另一侧也可以完全进入第二限位槽内，充分利用定位凸沿的延伸长度和延伸面积，保证定位凸沿分别与第一锁件和第二锁件之间限位配合面积的最大化，以保证锁止稳定性。

9、较佳地，所述第一锁合单元还包括转动件，所述第一锁件与所述转动件正向螺纹配合，所述第二锁件与所述转动件反向螺纹配合，使得所述转动件可驱动所述第一锁件和所述第二锁件反向运动。

10、本技术方案中，第一锁件与转动件正向螺纹配合，第二锁件与转动件反向螺纹配合，使得转动件可驱动第一锁件和第二锁件反向运动，且只需要利用外部驱动机构操控转动件沿一方向转动即可使第一锁件和第二锁件相对反向运动且彼此靠拢，操控转动件沿相反的方向转动即可使第一锁件和第二锁件相对反向运动且彼此远离，因此，将原本需要外部驱动机构操控第一锁件和第二锁件两个部件相对反向运动转化为仅需要操控转动件正反旋转，操控更加简便，对外部驱动机构的结构和功能需求更低，外部驱动机构的选取更加广泛和容易。

11、较佳地，所述第一锁件和所述第二锁件之间连接有弹性件，所述弹性件的拉力使所述第一锁件和所述第二锁件彼此靠近而保持锁止状态。

12、本技术方案中，第一锁件和第二锁件与第三锁件形成锁紧状态后，弹性件的拉力使第一锁件和第二锁件彼此靠近而保持锁止状态，防止特殊运行工况下第一锁件和第二锁件自发彼此远离移动而误将电池包解锁。

13、较佳地，所述第一锁合单元还包括定位座，所述定位座设置有贯穿所述定位座的定位孔，所述转动件穿设于所述定位孔内，所述第一锁件和所述第二锁件位于所述定位孔内相对的两端，所述定位孔的内径与所述第一锁件和所述第二锁件的外径相适配使得所述转动件驱动所述第一锁件和所述第二锁件反向运动时仅可沿所述定位孔的轴向做直线运动；所述定位孔沿第一方向延伸，所述定位座还设有沿与所述第一方向垂直的方向延伸并与所述定位孔贯通的配合孔，所述配合孔的位置与所述锁止空间相对应以供所述第三锁件伸入所述定位座而被锁止于所述锁止空间内。

14、本技术方案中，转动件穿设于定位孔内，第一锁件和第二锁件位于定位孔内相对的两端，操控转动件发生旋转时，第一锁件和第二锁件便沿定位孔的轴向做直线运动且相对反向运动，定位孔为第一锁件和第二锁件的相对反向运动提供导向限位作用，使二者相对反向运动稳定顺畅。配合孔与锁止空间相对应且与定位孔贯通，便于第三锁件经配合孔进入定位座内而被锁止在第一锁件和第二锁件配合形成的锁止空间内。

15、较佳地，所述第一锁件为多边形结构，所述定位孔的内壁面与所述第一锁件相适配而限制所述第一锁件旋转；和/或，所述第二锁件为多边形结构，所述定位孔的内壁面与所述第二锁件相适配而限制所述第二锁件旋转。

16、本技术方案中，第一锁件为多边形结构，定位孔的内壁面与第一锁件相适配而限制第一锁件旋转，第二锁件为多边形结构，定位孔的内壁面与第二锁件相适配而限制第二锁件旋转，使得当转动件发生转动时，定位孔的内壁面限制第一锁件和第二锁件跟随转动件一起转动，第一锁件和第二锁件仅会沿定位孔的轴向发生相对反向运动，避免转动件旋转过程中第一锁件和第二锁件随转而影响正常锁止和解锁过程。

17、较佳地，所述转动件的两个轴端分别设有第一止挡部和第二止挡部，所述第一止挡部和所述第二止挡部分别与所述定位座两相对侧止挡配合以限制所述转动件沿所述定位孔的轴向移动，其中，所述第一止挡部和/或第二止挡部上还设有配合部，所述配合部与外部驱动机构配合以带动转动件。

18、本技术方案中，第一止挡部和第二止挡部分别与定位座两相对侧止挡配合以限制转动件沿定位孔的轴向移动，避免转动件沿定位孔轴向移动而在未进行旋转运动时带动第一锁件和第二锁件同步沿一方向移动而脱离能够与第三锁件配合的位置。配合部的设置便于与外部驱动机构配合而受外部驱动机构的驱动带动转动件旋转。

19、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电池包锁止机构，所述第一锁合单元和所述第二锁合单元中的一个设置于所述电池包上，另一个设置于所述车身使得所述电池包与所述车身之间实现快换。

20、由于采用上述结构，实现了对电动车辆快换电池包的安装锁止和解锁，使电池包的更换更加轻松便捷，还可实现底部换电，空间利用率和换电安全系数较高，有利于电动车辆快速换电的推广使用。

21、较佳地，所述第一锁件和所述第二锁件设置为在水平面上相对反向运动，所述第二锁合单元在所述第一锁合单元的上方或下方使所述第三锁件被锁止于所述第一锁件和所述第二锁件配合形成的锁止空间内；或者，所述第一锁件和所述第二锁件设置为在竖直方向上相对反向运动，所述第二锁合单元在所述第一锁合单元的侧部使所述第三锁件被锁止于所述第一锁件和所述第二锁件配合形成的锁止空间内。

22、本技术方案中，第一锁件和第二锁件设置为在水平面上相对反向运动，第二锁合单元在第一锁合单元的上方或下方使第三锁件被锁止于第一锁件和第二锁件配合形成的锁止空间内，实现了第一锁合单元和第二锁合单元在竖直方向上相对反向运动可进行锁紧或解锁。第一锁件和第二锁件设置为在竖直方向上相对反向运动，第二锁合单元在第一锁合单元的侧部使第三锁件被锁止于第一锁件和第二锁件配合形成的锁止空间内，实现了第一锁合单元和第二锁合单元在水平方向上相对反向运动可进行锁紧或解锁。

23、由于采用了上述技术方案，本技术所取得的技术效果为：第一锁合单元和第二锁合单元中的一个设置于车身上，另一个设置于电池包上，当第一锁合单元和第二锁合单元相互配合时，使电池包安装在电动车辆的车身上，当第一锁合单元和第二锁合单元解除配合时，使电池包可从车身上拆下，进而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，满足满电电池安装于车身后为电动车辆续航补能以及亏电电池从电动车辆拆下后进行充电操作的需求。其中，第一锁合单元包括第一锁件和第二锁件，第一锁件和第二锁件相对反向运动且彼此靠拢而配合形成锁止空间，当第三锁件被锁止于锁止空间内时实现电池包与车身的锁止，当第一锁件和第二锁件相对反向运动且彼此远离时与第三锁件解锁，即可将电池包从车身上拆下，因此，电池包与车身的解锁和锁止仅需要操作第一锁件和第二锁件相对反向运动便可实现，操控简单易行，对换电过程中用于驱动第一锁件和第二锁件相对反向运动的外部驱动机构的要求较低，不需要外部驱动机构执行复杂的动作，有助于降低换电成本和换电难度，提升换电便捷性和换电效率，能够在换电式电动车辆推广使用。此外，在优选的实施例中，还可将第一锁合单元和第二锁合单元中的一个设置于车身底部，另一个设置于电池包侧部或顶部，电池包在车身下方上移后使第一锁件和第二锁件将第三锁件锁紧，进而将电池包挂接在车身下方，第一锁件和第二锁件将第三锁件解锁后电池包下移而实现拆卸，使电池包的解锁拆卸和装配锁紧均在车身下方进行，进而实现底部换电，且底部换电具有以下优点：电池包处于车身下方，能够有效降低电池包的重心，增加电池包的安装稳定性，使车辆平稳性、安全性具有较大的提升；同时，结构紧凑，空间利用率高，尤其是车身竖直方向上的空间；另外，通过底部换电，无需借助吊装结构对电池包进行更换，降低了换电过程中的故障风险，提高了安全性，并且底盘换电系统占地面积小，换电站推广成本低，可利用换电小车在车身下方实现电池包的快换。