一种车用电池包防松锁止装置及换电车辆的制作方法

本技术属于车辆换电，具体涉及一种车用电池包防松锁止装置及换电车辆。

背景技术：

1、随着国家对新能源汽车的大力支持，电动重卡逐渐进入市场，为了在短时间内增加换电车辆的续航里程，换电车辆的换电成为日益重要的问题。对于换电车辆来说，一般采用充电的方式进行补能，但是对于电动卡车等大型车辆来说，由于自身重量以及载重的需求，所配备的电池包容量较大，所以在进行充电补能时需要等待较长的时间，不利于电动卡车的商业使用。因此，使用换电的方式对此类换电车辆进行补能更加符合使用需求，便于实现在短时间内提升续航里程。

2、在相关技术中，电池包一般通过螺栓或卡扣等锁合件安装于换电车辆，而锁定件通常通过移动的方式对电池包进行固定，由于换电车辆在行驶过程中可能会出现颠簸等情况，从而使得锁合件容易受车身震动的影响而发生松动，使得电池包无法保持在锁定状态，导致电池包与换电车辆的连接稳定性较差。

3、此外，现有技术中公开了一种电池包安装螺栓保护装置，包括与电池包下壳体连接的下壳体支架以及设置于下壳体支架上的第一加强结构和第二加强结构，下壳体支架具有让螺栓穿过的安装孔。第一加强结构位于下壳体支架的底部，用于承受侧面撞击产生的冲击负荷，第二加强结构位于电池包下壳体的底部，第二加强结构具有能让螺栓穿过的通孔。该电池包安装螺栓保护装置通过在电池包下壳体支架上设置第一加强结构和第二加强结构，有效增加了下壳体支架的强度，保护螺栓的结构安全，降低螺栓出现变形和断裂的风险，但该电池包安装螺栓保护装置无法解决行车过程中螺栓结构在汽车行驶过程中带来的震动所导致的位移和自旋。因此，如何设计一款能够在锁合紧固后达到防松的机构是十分必要的。

技术实现思路

1、本技术提供了一种车用电池包防松锁止装置及换电车辆，以防止电池包与换电车辆的锁合件发生松脱，保证电池包与换电车辆的连接安全可靠。

2、本技术所采用的技术方案为：

3、一种车用电池包防松锁止装置，包括第一锁合件、第二锁合件及防松件,第一锁合件和第二锁合件两者之一设于换电车辆、两者之另一设于电池包，防松件设于换电车辆或电池包，第一锁合件和第二锁合件螺纹连接，且第二锁合件可相对于第一锁合件转动以与第一锁合件锁止或解锁；防松件能够相对于第二锁合件动作，防松件位于第一位置时作用于第一锁合件和/或第二锁合件以保持第二锁合件和第一锁合件的锁止状态，防松件位于第二位置时解除对第一锁合件和/或第二锁合件的作用。

4、通过上述技术方案，通过第一锁合件和第二锁合件的锁止与解锁来实现换电车辆与电池包的连接与脱离，使电池包的安装更为快捷，缩短了用户的等待时长，提升了用户的换电体验。此外，当电池包安装完毕后，即第一锁合件与第二锁合件锁止时，防松件对第一锁合件和/或第二锁合件产生限制作用，防止锁合件在锁定状态下发生移动，以限制第一锁合件与第二锁合件无法由锁止状态向解锁状态切换，使电池包的安装更加牢固，确保换电车辆与电池包锁合的稳定性，从而提升换电车辆运行的可靠性和稳定性。由于螺纹连接容易受震动而产生反向自旋，影响换电车辆与电池包连接的稳定性，故现有技术中通常采用其他不易因换电车辆振动而影响锁止状态的锁止装置来实现电池包与换电车辆的连接，这些锁止装置通常结构复杂，换电速度慢，本技术中设置的防松件使得电池包与换电车辆可采用结构简单且便捷的螺纹连接方式而无需担心连接松脱的问题，简化了锁止装置的结构复杂程度，降低了锁止装置的生产成本。

5、优选地，防松件和第二锁合件共同设置于换电车辆或电池包，且防松件位于第一位置时作用于第二锁合件以保持第二锁合件和第一锁合件的锁止状态。

6、通过上述技术方案，本技术将第二锁合件及防松件设置于换电车辆和电池包的两者之一，即将全部可动部件设置于换电车辆和电池包的两者之一，当电池包和换电车辆到达预设的换装位置时，只需单方面驱动设于电池包的第二锁合件和防松件，或者单方面驱动设于换电车辆的第二锁合件和防松件，即可实现电池包的更换，模块化程度更高，控制更加便利。例如，当防松件和第二锁合件均设于电池包时，第二锁合件的转动和防松件的动作均可由换电设备实现，动力来源和控制来源单一，方便操作和控制。此外，换电车辆和电池包的两者之另一仅需设置不动的第一锁合件有利于提高电池包对于不同车型的适配性。

7、优选地，电池包沿第一方向移动以与换电车辆锁合或解锁，防松件沿第一方向移动以实现在第一位置和第二位置的切换，且在第一位置，防松件与第二锁合件止挡配合以限制第二锁合件的转动。

8、通过上述技术方案，防松件沿第一方向移动，从而在第一位置与第二位置间切换以实现对第二锁合件的锁止与解锁，相较于防松件沿与第一方向垂直的方向移动或沿其他方向移动以在第一位置与第二位置间切换，本实施方式下防松件的工作路径与第二锁合件的工作路径方向相同，均沿第一方向，一方面使得锁止装置的布局更加紧凑，优化了锁止装置的结构设计，有助于锁止装置的小型化；另一方面，防松件与第二锁合件的锁止方向相同有助于提升动力响应的及时性，提升防松件对第二锁合件的限制效果。

9、而且，该技术方案中的电池包沿第一方向移动即可实现与换电车辆的锁合或解锁，相较于现有技术中，在对电池包进行换电时，需要对电池包进行两个方向甚至多于两个方向的换装方式而言，本技术中的电池包在被运输至与换电车辆对应的换电位置之后，只需沿所述第一方向移动即可到达与换电车辆进行锁合或解锁的目标位置，避免了多向移动所带来的高功耗、动力驱动和传动装置复杂的问题，且降低了换装过程中电池包换向对于换电车辆上与电池包对应的安装空间及换向过程中的运动空间的需求，从而减少了对换电车辆的改装要求，进而降低了应用本技术方案中的锁止装置对电池包进行换装的商业化难度。从另一个角度来说，本技术方案中电池包在到达换电位置后，只需沿所述第一方向移动即可到达目标位置，可以大幅提升换电效率，减少换电车主的等待时长，提升用户体验度。

10、此外，本技术方案中，防松件的移动方向、第二锁合件的锁止方向及电池包与换电车辆的换装方向均沿第一方向，从而减少了电池包换装过程中对于其它方向的空间需求，简化了换电流程和换电难度。

11、优选地，防松件设有供第二锁合件穿过的通孔，且防松件的内壁设有止转部，第二锁合件的外壁设有与止转部适配的第一配合部；防松件位于第一位置时，止转部和第一配合部沿第一方向插接配合。

12、通过上述技术方案，设置于防松件内壁的止转部与设置于第二锁合件外壁的第一配合部互相配合以限制第二锁合件的反向旋转，一方面，防松件与第二锁合件在第一方向上的运动路径有重叠，优化了锁止装置的结构设计，使得锁止装置的结构更加紧凑。另一方面，防松件与第二锁合件沿第一方向插接配合，插接配合的方向恰好与第二锁合件旋转的轴线方向平行，两者插接配合后，可以大幅降低行车过程中防松件在对第二锁合件的反向旋转产生限制时所发出的噪声及产生的振动，且防松件与第二锁合件包裹贴合，可以有效减少行车过程中因车辆振动带来的二者间的相对位移，为防松件对第二锁合件的限制提供了保障。

13、优选地，锁止装置还包括单向转动件，防松件通过单向转动件与换电车辆或电池包转动连接，单向转动件仅可沿第二锁合件的锁止方向移动。

14、通过上述技术方案，设置分别与防松件和换电车辆或电池包转动连接的单向转动件，在对电池包进行安装时，当第二锁合件与第一锁合件拧紧连接后，单向转动件能够对防松件限制以使防松件不能产生反向旋转，以限制与防松件连接的第二锁合件无法反向旋转，确保第二锁合件与第一锁合件间锁合的稳定性，确保换电车辆与电池包连接的稳定性。

15、优选地，单向转动件设有与防松件适配的安装孔，且单向转动件的内壁设有安装部，防松件的外壁设有第二配合部，安装部与第二配合部过盈配合。

16、通过上述技术方案，可实现单向转动件与防松件的分体式设计，便于在进行电池包的解锁时，将防松件与单向转动件分离后驱动防松件由第一位置切换到第二位置，使第二锁合件能够朝与第一锁合件分离的方向旋转，以完成电池包与换电车辆的分离，便于对电池包进行拆卸。其次，安装部与第二配合部过盈配合，使得防松件在第一位置时，能够通过其与单向转动件的相对定位，并藉由单向转动件的反向自锁的特性实现对第二锁合件的锁止，确保行车过程中电池包与换电车辆锁合的稳定性。

17、优选地，第二锁合件固定连接有棘轮，防松件为与棘轮适配的棘爪，防松件位于第一位置时棘爪插入棘轮的齿内，防松件位于第二位置时棘爪自棘轮的齿内脱出。

18、通过上述技术方案，当电池包安装完毕后，防松件处于第一位置，此时棘轮与棘爪相互配合以限制防松件的旋转，从而限制与防松件相连的第二锁合件，使其无法朝与第一锁合件脱离的方向旋转，棘轮配合棘爪的设计较为简单，安装方便，为行车过程中电池包与换电车辆锁合的稳定性提供了保障。

19、优选地，锁止装置还包括用于将第二锁合件和防松件固定于换电车辆或电池包的定位机构，定位机构包括与第二锁合件相连且能够随第二锁合件移动的定位板、及与定位板相连的定位柱，换电车辆或电池包设有与定位柱适配的导向孔，定位板通过定位柱悬吊于换电车辆或电池包。

20、通过上述技术方案，当第二锁合件处于锁合状态时，防松件处于第一位置并通过定位机构固定于换电车辆或电池包上，第二锁合件在防松件的限制下无法朝与第一锁合件脱离的方向旋转，从而保障行车过程中电池包与换电车辆锁合的稳定。此外，定位机构还设有定位柱，定位柱在为定位板提供定位的同时，还能为定位板的移动提供移动导向，提升了换电效率。

21、优选地，定位柱朝向定位板的投影和第二锁合件朝向定位板的投影呈直线型排布；或者，定位柱有多个，且多个定位柱沿第二锁合件的周向间隔排布。

22、通过上述技术方案，定位柱朝向定位板的投影和第二锁合件朝向定位板的投影呈直线型排布能够增加防松件与定位板连接的稳固性，避免在第二锁合件旋转拧动时产生力矩；设置多个沿第二锁合件的周向间隔排布的定位柱能进一步提升防松件与定位板连接的稳固性，定位柱的间隔排布能够均衡优化定位机构的布局，使换电过程更加流畅。

23、优选地，锁止装置还包括套置于定位柱的复位件，复位件位于定位板与换电车辆或电池包之间；第二锁合件与第一锁合件解锁后，复位件作用于定位板以使防松件回复至第一位置。

24、通过上述技术方案，由于第二锁合件在防松件的作用下无法反向旋转以与第一锁合件分离，因此在进行电池包的拆卸前需先将定位机构沿第一方向顶出以使防松件与第二锁合件脱离，通过设置复位件，在定位机构与防松件脱离过程中，复位件储备弹性势能，在第二锁合件与第一锁合件解除锁止后，复位件储备的弹性势能得以释放以通过驱动定位板移动，使防松件回复至能够与第二锁合件配合以防止第二锁合件反转的位置，提升了换电效率。

25、优选地，第二锁合件包括主体部及与主体部连接的止挡部，在第二锁合件与第一锁合件锁止时，止挡部与换电车辆或电池包抵顶以限制第二锁合件的移动。

26、通过上述技术方案，当第二锁合件与第一锁合件锁止时，止挡部与车辆或电池包抵顶，以为第二锁合件是否达到锁止位置提供更为直观的反馈，当止挡部与换电车辆或电池包抵顶时，停止继续拧紧第二锁合件，防止过度拧紧导致第一锁合件和第二锁合件的永久变形。

27、优选地，电池包沿第一方向移动以与换电车辆锁合或解锁，第二锁合件绕与第一方向垂直的第二方向旋转以与第一锁合件锁止或解锁。

28、通过上述技术方案，第二锁合件的旋转方向不仅局限于第一方向，还可绕与第一方向垂直的第二方向旋转，使得承载电池包的换电设备能够从多个方向对换电车辆进行换电工作，减少了车辆换电的空间限制。

29、本技术还提供了一种换电车辆，包括电池包以及如上所述的车用电池包防松锁止装置，电池包通过车用电池包锁止装置可拆卸地安装于换电车辆。

30、通过上述技术方案，防松件对第一锁合件和/或第二锁合件产生限制作用，防止锁合件在锁定状态下发生移动，能够提升换电车辆与电池包连接的稳固性，确保车辆在行驶过程中不会因车辆的颠簸、晃动等因素影响电池包与换电车辆的锁合，确保行车安全。

31、由于采用了上述技术方案，本技术所取得的有益效果为：

32、1.本技术通过第一锁合件与第二锁合件的锁止或分离来实现电池包与换电车辆的安装与拆卸，待电池包安装于换电车辆后，防松件能够对第一锁合件和/或第二锁合件产生限制，使第一锁合件和/或第二锁合件无法朝与另一锁合件分离的方向运动，确保车辆运动过程中电池包不会因车辆的颠簸、晃动等发生脱落。

33、2.本技术将第二锁合件及防松件设置于换电车辆和电池包的两者之一，即将全部可动部件设置于换电车辆和电池包的两者之一，当电池包和换电车辆到达预设的换装位置时，只需单方面驱动设于电池包的第二锁合件和防松件，或者单方面驱动设于换电车辆的第二锁合件和防松件，即可实现电池包的更换，模块化程度更高，控制更加便利。例如，当防松件和第二锁合件均设于电池包时，第二锁合件的转动和防松件的动作均可由换电设备实现，动力来源和控制来源单一，方便操作和控制。此外，换电车辆和电池包的两者之另一仅需设置不动的第一锁合件有利于提高电池包对于不同车型的适配性。

34、3.锁止装置还包括套置于定位柱的复位件，复位件位于定位板与换电车辆或电池包之间；第二锁合件与第一锁合件解锁后，复位件作用于定位板以使防松件回复至第一位置。由于第二锁合件在防松件的作用下无法反向旋转以与第一锁合件分离，因此在进行电池包的拆卸前需先将定位机构沿第一方向上顶以使防松件与第二锁合件脱离，通过设置复位件，在定位机构与防松件脱离过程中，复位件储备弹性势能，在第二锁合件与第一锁合件解除锁止后，复位件储备的弹性势能得以释放以通过驱动定位板移动，使防松件回复至能够与第二锁合件配合以防止第二锁合件反转的位置，提升了换电效率。