解锁杆升降限位结构、解锁装置、电池包及换电设备的制作方法

1.本发明涉及一种解锁杆升降限位结构、解锁装置、电池包及换电设备。


背景技术：

2.现有的电动汽车的电池包安装方式一般分为固定式和可换式，其中固定式的电池包一般固定在汽车上，充电时直接以汽车作为充电对象。而可换式的电池包，一般采用活动安装的方式，电池包可以随时取下并更换新的电池包。
3.然而，针对大型车辆而言，例如重卡或轻卡等车型，车体以及载货重量很大，导致大型车辆对电池包的容量需求较高，必须足够大容量的电能才能够支持大型车辆行驶百来公里。在更换新的电池包的过程中，需要使用换电设备对电池包进行加解锁更换，但是大型车辆的电池包体积较大，相比之下电动车辆的底盘较低，其车底的空间，尤其是上下空间不足，一般的换电设备难以进入车底利用其解锁杆对电池包进行加解锁。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电设备难以在电动车辆底盘下狭小的空间内对电池包进行加解锁的缺陷，提供一种解锁杆升降限位结构、解锁装置、电池包及换电设备。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种解锁杆升降限位结构，其用于对电动车辆上电池包解锁的解锁杆升降，所述解锁杆设置有向侧面延伸的凸部，所述解锁杆升降限位结构包括：
7.解锁导向块，所述解锁导向块上开设有用于导向所述凸部升降的解锁导向槽；
8.水平导向机构，所述解锁导向块一端设置有驱动装置，所述驱动装置驱动所述解锁导向块在所述水平导向机构中水平移动，以实现所述凸部沿所述解锁导向槽上下移动。
9.在本方案中，解锁杆设置有向侧面延伸的凸部，解锁导向块上开设有用于导向所述凸部升降的解锁导向槽，从而通过解锁块的水平移动实现所述凸部沿所述解锁导向槽上下移动，进而带动解锁杆上下移动，从而可以在竖直方向上的节省空间，提高驱动解锁杆过程中解锁杆上升稳定性和驱动力的使用效率，高效驱动解锁杆。
10.优选的，所述解锁导向槽为由导向解锁杆最低位至最高位延伸的斜线导向槽，所述斜线导向槽设于所述解锁导向块平行于其移动方向的侧壁。
11.在本方案中，设置导向解锁杆最低位至最高位延伸的斜线导向槽，当解锁导向块水平移动时，即可带动凸部沿斜线槽中的方向滑动，从而可轻易实现解锁杆上下移动，结构简单可靠。
12.优选的，所述解锁杆升降限位结构还包括固定设置于所述水平导向机构的竖直导向机构，所述凸部能够穿过所述竖直导向机构上下移动。
13.在本方案中，设置用于导向解锁杆凸部的竖直导向机构，从而能够保证解锁杆沿预定方向上下移动，避免左右倾斜，进而有利于对准解锁位置，快速实现解锁。
14.优选的，所述解锁导向槽包括：
15.第一导向槽，所述第一导向槽的延伸方向与所述解锁导向块的移动方向相同；
16.第二导向槽，所述第二导向槽平行于所述第一导向槽并位于所述第一导向槽的下端；
17.第三导向槽，所述第三导向槽一端自所述第一导向槽靠近所述第三导向槽的一端向下倾斜连通，所述第三导向槽的另一端与所述第二导向槽靠向所述第三导向槽的一端相连接连通。
18.在本方案中，解锁导向槽包括与所述解锁导向块的移动方向相同的第一导向槽和平行于所述第一导向槽并位于所述第一导向槽的下端的第二导向槽，第一导向槽和第二导向槽保证了解锁导向块能够水平移动并能够为解锁杆的凸部的停留提供水平支撑，还包括由第一导向槽向下倾斜连通第二导向槽的第三导向槽，保证了锁杆的凸部能够上下移动。
19.优选的，所述解锁导向槽还包括：
20.第一倒角，所述第一倒角设于所述第一导向槽与所述第三导向槽的连接处；
21.第二倒角，所述第二倒角设于所述第二导向槽与所述第三导向槽的连接处。
22.在本方案中，导向槽的过渡处设置倒角能够减小解锁杆的凸部在水平导向槽移动时的摩擦力，防止卡死，保证运动的顺滑。
23.优选的，所述竖直导向机构为竖直导向槽，以实现所述解锁杆的凸块沿所述竖直导向槽上下移动；
24.所述竖直导向槽的最高点高于或等于所述第一导向槽的顶端，所述竖直导向槽的最低点低于或等于所述第二导向槽的底端；所述解锁杆位于最高位时，所述第一导向槽的远离所述第三导向槽的一端与所述竖直导向槽的左侧位置对应，或所述第一导向槽的远离所述第三导向槽的一端位于与所述竖直导向槽的左侧，所述解锁杆位于最低位时，所述第二导向槽的远离所述第三导向槽的一端与所述竖直导向槽的右侧位置对应，或所述第二导向槽的远离所述第三导向槽的一端位于所述竖直导向槽的右侧。
25.在本方案中，采用上述结构形式，能够有利于解锁杆的上下移动。
26.优选的，所述解锁杆升降限位结构还包括限位传感器，所述限位传感器设于所述竖直导向机构并用于检测所述解锁杆的升降；
27.和/或，所述限位传感器设于所述水平导向机构并用于检测所述解锁导向块的水平移动。
28.在本方案中，设置限位传感器能够检测解锁杆是否升降到了预定位置，和/或，所述解锁导向块是否水平移动到了预定位置。
29.优选的，所述限位传感器的数量为三个，三个所述限位传感器分别为：
30.第一限位传感器，所述第一限位传感器用于检测所述解锁导向块朝向远离所述驱动装置最远移动位置；
31.第二限位传感器，所述第二限位传感器用于检测所述解锁杆是否上升运动；
32.第三限位传感器，所述第三限位传感器用于检测所述解锁导向块朝向靠近所述驱动装置最近移动位置。
33.在本方案中，设置三个限位传感器能确够保证相关结构运动到位，减少误差。
34.优选的，所述解锁导向块上开设有上下贯穿的贯穿槽，所述解锁杆穿过所述贯穿
槽上下移动。
35.在本方案中，设置用于解锁杆穿过的贯穿槽，从而能够进一步保证解锁杆沿预定方向上下移动，避免左右倾斜，进而有利于对准解锁位置，快速实现解锁。
36.优选的，所述水平导向机构设有上避让孔和/或下避让孔，所述解锁杆的升降过程以穿过所述水平导向机构的上避让孔和/或下避让孔。
37.在本方案中，设置上避让孔和/或下避让孔能够防止解锁导向块与水平导向机构碰撞
38.优选的，所述凸部包括凸柱部和杆体部，解锁导向块内设置有上下贯通的腔体，所述腔体两侧壁上设置有相同形状的解锁导向槽，所述凸柱部为两个，且对应设于所述杆体部的两侧，两侧的所述凸柱部均设置在所述解锁导向槽内。
39.在本方案中，解锁杆的凸部包括用于导向的凸柱部和用于上下移动以实现解锁的杆体部，所述凸柱部为两个，且对应设于所述杆体部的两侧，两侧的所述凸柱部均设置在所述解锁导向槽内，从而能够保证解锁杆能够稳定牢靠地上下移动以实现其解锁功能。
40.优选的，所述水平导向机构包括水平导向架，所述水平导向架内开设内有水平导向槽，所述水平导向槽用于导向所述解锁导向块水平移动。
41.在本方案中，设置内部开设有水平导向槽的水平导向件，不但能够将解锁导向块快速安装解锁导向槽内，还能对解锁导向块就行水平导向，使其按照设定的轨迹移动。
42.优选的，所述水平导向机构设置在与所述电池包定位的承载板上或与所述电动车辆定位的车身限位板上。
43.在本方案中，将水平导向机构设置在现有电池包定位的承载板上或与所述电动车辆定位的车身限位板上，而不必再额外设置其他用于安装水平导向机构的其他部件，从而能够有效节约空间。
44.优选的，所述解锁导向块靠近所述驱动装置的一端开设有卡槽，所述驱动装置包括推力输出端以及与所述推力输出端固定的连接块，所述连接块嵌设于所述卡槽。
45.在本方案中，驱动装置设置连接块，解锁导向块设置有卡槽，连接块能嵌设于卡槽内，从而便于解锁导向块与驱动装置组装连接。
46.一种解锁装置，其包括解锁杆和上述的解锁杆升降限位结构。
47.优选的，所述解锁杆升降限位结构设置在所述电动车辆定位的车身限位板上，使所述解锁杆在解锁杆升降限位结构带动下升降以对电动车辆的电池包加解锁。
48.在本方案中，采用上述任一结构形式的解锁装置，可以在上下空间很有限的情况下实现对电池包的解锁。
49.优选的，所述解锁杆为扭矩解锁杆，所述扭矩解锁杆施加扭矩以与加解锁机构配合以实现解锁。
50.在本方案中，解锁杆采用这样的结构和解锁形式，利于使其适用于多种解锁环境。
51.一种电动汽车的电池包，其包括上述的解锁装置。
52.一种换电设备，其包括如上述的解锁装置，还包括用于电池包定位和移动的承载板组件和/或用于电动车辆定位的车身限位板组件，所述解锁杆升降限位结构设置在所述车身限位板组件或所述车身限位板组件，使所述解锁杆在解锁杆升降限位结构带动下升降以对电动车辆的电池包加解锁。
53.在本方案中，采用上述解锁装置的换电设备，可以在上下空间很有限的情况下实现对电池包的解锁，从而能够将换电设备轻薄化，进而提高换电设备的适用性。
54.优选的，所述承载板组件上还安装有电池托盘，所述电池托盘与所述解锁杆升降限位结构的对应处设置有腰孔，所述解锁杆升降限位结构设置在所述车身限位板组件两侧且与所述电池包定位的承载板两侧的避让槽对应，使所述解锁杆在解锁杆升降限位结构带动下上升以穿过所述腰孔。
55.在本方案中，采用上述结构形式，可以进一步将换电设备的结构紧凑化，更加节约空间，从而可以进一步提高换电设备的适用性。
56.本发明的积极进步效果在于：本发明的解锁杆设置有向侧面延伸的凸部，解锁导向块上开设有用于导向所述凸部升降的解锁导向槽，从而通过解锁块的水平移动实现所述凸部沿所述解锁导向槽上下移动，进而带动解锁杆上下移动，从而可以在竖直方向上的节省空间。
附图说明
57.图1为本发明优选实施例解锁杆升降限位结构的整体结构示意图。
58.图2为本发明优选实施例换电设备的结构示意图。
59.图3为本发明优选实施例解锁杆升降限位结构的解锁杆的结构示意图。
60.图4为本发明优选实施例解锁杆升降限位结构的解锁导向块的结构示意图。
61.图5为本发明实施例的车身支架的结构示意图。
62.图6为本发明实施例的电池包内顶杆的结构示意图。
63.图7为本发明实施例的电池包的结构示意图。
64.图8为本发明实施例的锁止机构的结构示意图。
65.图9为本发明优选实施例换电设备的另一结构示意图。
66.附图标记说明：
67.解锁杆升降限位机构100
68.解锁杆1
69.凸部11
70.凸柱部111
71.杆体部112
72.解锁导向块2
73.解锁导向槽21
74.第一导向槽211
75.第二导向槽212
76.第三导向槽213
77.卡槽22
78.贯穿槽23
79.驱动装置3
80.连接块31
81.水平导向架4
82.换电设备8
83.车身固定板81
84.电池包固定板82
85.顶杆机构400
86.顶起座41
87.锁止机构40
88.安装支架50
89.解锁杆升降检测装置01
90.锁连杆311
具体实施方式
91.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的实施例范围之中。
92.如图1-图3所示，本实施例提供了一种换电设备换电设备用于更换电动汽车上的电池包，换电设备上设置有解锁装置。
93.解锁装置包括解锁杆1和解锁杆1升降限位结构。并且解锁杆1升降限位结构可以设置在电动车辆定位的车身限位板上，使解锁杆1在解锁杆1升降限位结构带动下升降以对电动车辆的电池包加解锁。从而使得解锁装置可以在上下空间很有限的情况下实现对电池包的解锁。
94.换电设备除包括上述解锁装置外，还包括用于电池包定位和移动的承载板组件和/或用于电动车辆定位的车身限位板组件，解锁杆1升降限位结构设置在车身限位板组件或车身限位板组件，使解锁杆1在解锁杆1升降限位结构带动下升降以对电动车辆的电池包加解锁。
95.并且，承载板组件上还安装有电池托盘，电池托盘与解锁杆1升降限位结构的对应处设置有腰孔，解锁杆1升降限位结构设置在车身限位板组件两侧且与电池包定位的承载板两侧的避让槽对应，使解锁杆1在解锁杆1升降限位结构带动下上升以穿过腰孔。
96.本实施例的换电设备，可以在上下空间很有限的情况下实现对电池包的解锁，从而能够将换电设备轻薄化，进而提高换电设备的适用性。
97.如图1-图3所示，本实施例提供一种解锁杆1升降限位结构，其用于对电动车辆上电池包解锁的解锁杆1升降，解锁杆1设置有向侧面延伸的凸部 11，解锁杆1升降限位结构包括解锁导向块2和水平导向机构。解锁导向块 2上开设有用于导向凸部11升降的解锁导向槽21；解锁导向块2一端设置有驱动装置3，驱动装置3驱动解锁导向块2在水平导向机构中水平移动，以实现凸部11沿解锁导向槽21上下移动。
98.在本实施例中，解锁杆1设置有向侧面延伸的凸部11，解锁导向块2上开设有用于导向凸部11升降的解锁导向槽21，解锁杆1的凸部11活动设于解锁导向槽21，从而通过解锁块的水平移动实现凸部11沿解锁导向槽21上下移动，进而带动解锁杆1上下移动，从而可以在竖直方向上的节省空间。
99.如图1-图3所示，凸部11包括凸柱部111和杆体部112，解锁导向块2 内设置有上下贯通的腔体，腔体两侧壁上设置有相同形状的解锁导向槽21，凸柱部111为两个，且对应设
于杆体部112的两侧，两侧的凸柱部111均设置在解锁导向槽21内。
100.在本实施例中，解锁杆1的凸部11包括用于导向的凸柱部111和用于上下移动以实现解锁的杆体部112，凸柱部111为两个，且对应设于杆体部 112的两侧，两侧的凸柱部111均设置在解锁导向槽21内，从而能够保证解锁杆1能够稳定牢靠地上下移动以实现其解锁功能。
101.如图1-图3所示，解锁导向槽21为由导向解锁杆1最低位至最高位延伸的斜线导向槽，斜线导向槽设于解锁导向块2平行于其移动方向的侧壁。
102.在本实施例中，设置导向解锁杆1最低位至最高位延伸的斜线导向槽，当解锁导向块2水平移动时，即可带动凸部11沿斜线槽中的方向滑动，从而可轻易实现解锁杆1上下移动，结构简单可靠。
103.如图1-图3所示，解锁杆1升降限位结构还包括固定设置于水平导向机构的竖直导向机构，凸部11能够穿过竖直导向机构上下移动。
104.在本实施例中，设置用于导向解锁杆1凸部11的竖直导向机构，从而能够保证解锁杆1沿预定方向上下移动，避免左右倾斜，进而有利于对准解锁位置，快速实现解锁。
105.如图1-图3所示，解锁导向槽21整体呈“z”型，其包括第一导向槽 211、第二导向槽212和第三导向槽213。第一导向槽211的延伸方向与解锁导向块2的移动方向相同；第二导向槽212平行于第一导向槽211并位于第一导向槽211的下端；第三导向槽213一端自第一导向槽211靠近第三导向槽213的一端向下倾斜连通，第三导向槽213的另一端与第二导向槽212靠向第三导向槽213的一端相连接连通。
106.在本实施例中，解锁导向槽21包括与解锁导向块2的移动方向相同的第一导向槽211和平行于第一导向槽211并位于第一导向槽211的下端的第二导向槽212，第一导向槽211和第二导向槽212保证了解锁导向块2能够水平移动并能够为解锁杆1的凸部11的停留提供水平支撑，还包括由第一导向槽211向下倾斜连通第二导向槽212的第三导向槽213，保证了锁杆的凸部11能够上下移动。
107.如图1-图3所示，解锁导向槽21还包括第一倒角和第二倒角。第一倒角设于第一导向槽211与第三导向槽213的连接处；第二倒角设于第二导向槽212与第三导向槽213的连接处。
108.在本实施例中，设置在z型导向槽拐角处的倒角能够减小解锁杆1的凸部11在水平导向槽移动时的摩擦力，防止卡死，保证运动的顺滑。
109.如图1-图3所示，竖直导向机构为竖直导向槽，以实现解锁杆1的凸块沿竖直导向槽上下移动；
110.竖直导向槽的最高点高于或等于第一导向槽211的顶端，竖直导向槽的最低点低于或等于第二导向槽212的底端；解锁杆1位于最高位时，第一导向槽211的远离第三导向槽213的一端与竖直导向槽的左侧位置对应，或第一导向槽211的远离第三导向槽213的一端位于与竖直导向槽的左侧，解锁杆1位于最低位时，第二导向槽212的远离第三导向槽213的一端与竖直导向槽的右侧位置对应，或第二导向槽212的远离第三导向槽213的一端位于竖直导向槽的右侧。
111.在本实施例中，采用上述结构形式，能够有利于解锁杆1的上下移动。
112.如图1-图3所示，解锁杆1升降限位结构还包括限位传感器，限位传感器设于竖直
导向机构并用于检测解锁杆1的升降；和/或，限位传感器设于水平导向机构并用于检测解锁导向块2的水平移动。
113.在本实施例中，设置限位传感器能够检测解锁杆1是否升降到了预定位置，和/或，解锁导向块2是否水平移动到了预定位置。
114.如图1-图3所示，限位传感器的数量为三个，三个限位传感器分别为第一限位传感器、第二限位传感器和第三限位传感器。第一限位传感器用于检测解锁导向块2朝向远离驱动装置3最远移动位置；第二限位传感器用于检测解锁杆1是否上升运动；第三限位传感器用于检测解锁导向块2朝向靠近驱动装置3最近移动位置。
115.在本实施例中，设置三个限位传感器能确够保证相关结构运动到位，减少误差。
116.如图1-图3所示，解锁导向块2上开设有上下贯穿的贯穿槽23，解锁杆1穿过贯穿槽23上下移动。
117.在本实施例中，设置用于解锁杆1穿过的贯穿槽23，从而能够进一步保证解锁杆1沿预定方向上下移动，避免左右倾斜，进而有利于对准解锁位置，快速实现解锁。
118.如图1-图3所示，水平导向机构设有上避让孔和/或下避让孔，解锁杆1 的升降过程以穿过水平导向机构的上避让孔和/或下避让孔。
119.在本实施例中，设置上避让孔和/或下避让孔能够防止解锁导向块2与水平导向机构碰撞。
120.如图1-图3所示，水平导向机构包括水平导向架4，水平导向架4内开设内有水平导向槽，水平导向槽用于导向解锁导向块2水平移动。
121.在本实施例中，设置内部开设有水平导向槽的水平导向件，不但能够将解锁导向块2快速安装解锁导向槽21内，还能对解锁导向块2就行水平导向，使其按照设定的轨迹移动。
122.如图1-图3所示，水平导向机构设置在与电池包定位的承载板上或与电动车辆定位的车身限位板上。
123.在本实施例中，将水平导向机构设置在现有电池包定位的承载板上或与电动车辆定位的车身限位板上，而不必再额外设置其他用于安装水平导向机构的其他部件，从而能够有效节约空间。
124.如图1-图3所示，解锁导向块2靠近驱动装置3的一端开设有卡槽22，驱动装置3包括推力输出端以及与推力输出端固定的连接块31，连接块31 嵌设于卡槽22。
125.在本实施例中，在驱动装置3设置连接块31，在解锁导向块2设置有卡槽22，连接块31能嵌设于卡槽22内，从而便于解锁导向块2与驱动装置3 组装连接。
126.如图5-9所示，在电动汽车的两根车身纵梁上同时连接有车身支架，车身支架为由型材焊接而成的框架式结构，各个锁止机构40设置在车身支架的纵梁下表面位置处，用于与电池包上的锁止配合机构进行锁止连接，使得电池包相对于车身支架连接或脱离，实现更换电池的目的。其中，锁止机构 40在车身支架的下表面处呈两列布置，以分别对应于两个车身纵梁。电动汽车用电池包上每个安装支架50处的挂接件用于穿设在锁止机构40内，实现锁止。
127.解锁过程中，车身固定板81和电池包固定板82在第一方向运动，使车身定位组件与电池包固定板82根据待换车型的车身定位孔位置和电池包位置调节到适配的位置，举升
车身固定板81与车身定位，电池包固定板82通过定位件定位并带动移动电池包，由于电池包固定板可以移动，而解锁杆位于电池包固定板82上，因此电池包的滑孔被设置为腰型滑孔，或是直径相对大于电池包固定板解锁过程中的移动行程的滑孔。
128.加锁时：解锁杆通过上升，可对电池包加解锁，解锁杆上升进入电池包滑孔中，推动电池包内顶杆，使电池包内顶杆推动锁止机构40，锁止打开，将电池包上的安装支架50处的挂接件推入锁止机构40的l型槽内，实现加锁。
129.解锁时：电池包固定板82带动电池包向锁止机构40的l型槽的内侧移动，解锁杆推动锁连杆，使锁连杆推动锁止机构40，锁止机构40打开，电池包固定板82带动电池包安装支架50处的挂接件向l型槽的解锁口处移动，退出锁止机构40，实现解锁。
130.具体地，解锁杆推动顶杆机构400，解锁杆顶起座41带动顶杆向上顶，将锁止机构40的锁连杆顶起，实现解锁，再将安装支架50处的挂接件推入的l型槽内，锁止机构40的锁连杆落下，实现加锁。
131.解锁杆为扭矩解锁杆，扭矩解锁杆施加扭矩以与加解锁机构配合以实现解锁。
132.这种情况下，解锁杆可以为扭矩枪，当加解锁机构是螺纹锁时，在解锁杆外周面设有外螺纹，当需要进行解锁时解锁杆带动其上的外螺纹运动以实现与加解锁机构上的内螺纹进行解锁；当加解锁机构是t型锁时，解锁杆的顶部设有横向杆，横向杆与解锁杆的杆体部固定连接使得解锁杆形成t形结构，解锁杆旋转带动横向杆进行角度变化，当横向杆角度与t型锁上的开口角度一致时，横向杆从t型锁上的开口处脱出从实现其与加解锁机构进行解锁。采用解锁杆采用这样的结构和解锁形式，利于使其适用于多种解锁环境。
133.作为另一实施例，本发明还涉及一种电动汽车的电池包，设置有上述实施例的解锁装置，用于对以实现解锁装置对电动车辆上的电动车辆与电池包的加解锁结构进行加解锁，以更换电动车辆的电池包。
134.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。