一种电池快换装置及电动汽车

摘要

本发明提供的一种电池快换装置，包括与车身连接的锁止支架、连接于电池联接端的执行机构，所述执行机构包括可沿水平方向转动的主动机构和套接于所述主动机构顶部外侧的从动机构，所述从动机构穿过并与所述锁止支架配合，所述从动机构在所述主动机构的驱动下相对于所述锁止支架水平转动且轴向移动而锁止或解锁。本发明还涉及一种电动汽车，通过主动机构驱动从动机构并联动锁止销，在锁止支架上沿导向槽水平方向转动和轴向移动，以完成电池快换装置的锁止和解锁，且在使用规格较大的螺纹联接并在主动机构的输出轴向锁紧力一定情况下，保证执行机构重复使用的寿命。

权利要求

1.一种电池快换装置，其特征在于，包括与车身连接的锁止支架(10)、连接于电池联接端的执行机构(20)，所述执行机构(20)包括可沿水平方向转动的主动机构(21)和套接于所述主动机构(21)顶部外侧的从动机构(22)，所述从动机构(22)穿过并与所述锁止支架(10)配合，所述从动机构(22)在所述主动机构(21)的驱动下相对于所述锁止支架(10)水平转动且轴向移动而锁止或解锁；所述从动机构(22)的周向外壁上设有向内凹陷且由靠近到远离所述主动机构(21)的方向螺旋延伸而成的导向槽(22b)，所述电池快换装置还包括与所述导向槽(22b)配合的转向滚珠(31)。

2.根据权利要求1所述的电池快换装置，其特征在于，所述主动机构(21)的外壁上设有外螺纹，所述从动机构(22)的底部中空且中空部分的内壁上设有内螺纹，所述从动机构(22)在所述内螺纹与所述外螺纹的配合下可转动地沿轴向移动，以分别与所述锁止支架(10)和所述主动机构(21)连接或脱离。

3.根据权利要求2所述的电池快换装置，其特征在于，所述从动机构(22)上设有锁止销(22a)，所述锁止支架(10)上设有与所述锁止销(22a)配合的解锁开槽(11)，所述主动机构(21)驱动所述从动机构(22)并联动所述锁止销(22a)沿顺时针和逆时针中其中之一方向旋转至所述解锁开槽(11)时，所述从动机构(22)与所述锁止支架(10)脱离，所述锁止销(22a)沿轴向朝远离所述主动机构(21)的方向移动，所述从动机构(22)与所述主动机构(21)脱离；所述锁止销(22a)沿顺时针和逆时针中其中另一方向旋转时，所述从动机构(22)与所述锁止支架(10)连接，所述锁止销(22a)沿轴向朝靠近所述主动机构(21)的方向移动，所述从动机构(22)与所述主动机构(21)连接。

4.根据权利要求3所述的电池快换装置，其特征在于，所述锁止支架(10)上还设有锁止槽(12)，所述锁止销(22a)朝靠近所述主动机构(21)的方向转动且旋转至所述锁止槽(12)时，所述锁止销(22a)锁止于所述锁止槽(12)内。

5.根据权利要求3或4所述的电池快换装置，其特征在于，所述电池快换装置还包括设于所述从动机构(22)外侧的第一电池固定座(231)及设于所述第一电池固定座(231)外侧的第三电池固定座(233)，所述第一电池固定座(231)上设有第一通槽(231a)，所述导向槽(22b)、所述第一通槽(231a)与所述第三电池固定座(233)的壁部一起形成容纳所述转向滚珠(31)的第一容纳腔。

6.根据权利要求5所述的电池快换装置，其特征在于，所述主动机构(21)的周向外壁上设有垂直轴向的限位槽(21a)，所述电池快换装置还包括限位滚珠(32)、设于所述主动机构(21)外侧的第二电池固定座(232)和设于所述第二电池固定座(232)外侧的第四电池固定座(234)，所述第二电池固定座(232)上设有第二通槽(232a)，所述限位槽(21a)、所述第二通槽(232a)与所述第四电池固定座(234)的壁部一起形成容纳所述限位滚珠(32)的第二容纳腔。

7.根据权利要求6所述的电池快换装置，其特征在于，所述第一电池固定座(231)和所述第四电池固定座(234)为沿轴向设于所述主动机构(21)和所述从动机构(22)外侧的一支座整体(23)，所述第二电池固定座(232)设于该支座整体(23)的下部内侧，所述第三电池固定座(233)设于该支座整体(23)的上部外侧。

8.根据权利要求7所述的电池快换装置，其特征在于，所述电池快装装置还包括防转件(24)，所述主动机构(21)的底部端面外设有主动轴法兰面(21b)，所述第二电池固定座(232)的底部设有与所述主动轴法兰面(21b)一起形成装配所述防转件(24)的安装槽。

9.根据权利要求8所述的电池快换装置，其特征在于，所述防转件(24)与所述安装槽之间还设有弹性件(25)。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1‑9任意一项所述的电池快换装置。

说明书

一种电池快换装置及电动汽车

技术领域

[0001] 本发明涉及电动汽车制造技术领域，尤其涉及一种电池快换装置及电动汽车。

背景技术

[0002] 在当前电池充电及电池容量没有重大技术革新的前提下，电池快换不失为一种解决电池续航焦虑的一种可行的方案，但设计出一种电池与车身可靠的联接结构，显得尤为
重要。

[0003] 然而，目前车载动力电池快速联接结构形式种类繁多，但大多存在以下问题：

[0004] 1.夹紧力不足，在汽车垂向、汽车长度方向或汽车宽度方向有窜动；

[0005] 2.通常由于在车身内内置螺母，不但无法判断螺母的使用寿命，且需通过修理车身实现更换螺母；

[0006] 3.现有电池快速联接结构的解锁机制繁琐，无法实现多种产品兼容。

发明内容

[0007] 有鉴于此，有必要提供一种既保证电池在行驶过程中不出现脱落及窜动等影响电池安全的机械失效、又能够保证拆卸结构可重复利用性的电池快换装置及电动汽车。

[0008] 本发明提供的一种电池快换装置，包括与车身连接的锁止支架、连接于电池联接端的执行机构，所述执行机构包括可沿水平方向转动的主动机构和套接于所述主动机构顶
部外侧的从动机构，所述从动机构穿过并与所述锁止支架配合，所述从动机构在所述主动
机构的驱动下相对于所述锁止支架水平转动且轴向移动而锁止或解锁。

[0009] 进一步地，所述主动机构的外壁上设有外螺纹，所述从动机构的底部中空且中空部分的内壁上设有内螺纹，所述从动机构在所述内螺纹与所述外螺纹的配合下可转动地沿
轴向移动，以分别与所述锁止支架和所述主动机构连接或脱离。

[0010] 进一步地，所述从动机构上设有锁止销，所述锁止支架上设有与所述锁止销配合的解锁开槽，所述主动机构驱动所述从动机构并联动所述锁止销沿顺时针和逆时针中其中
之一方向旋转至所述解锁开槽时，所述从动机构与所述锁止支架脱离，所述锁止销沿轴向
朝远离所述主动机构的方向移动，所述从动机构与所述主动机构脱离；所述锁止销沿顺时
针和逆时针中其中另一方向旋转时，所述从动机构与所述锁止支架连接，所述锁止销沿轴
向朝靠近所述主动机构的方向移动，所述从动机构与所述主动机构连接。

[0011] 进一步地，所述锁止支架上还设有锁止槽，所述锁止销朝靠近所述主动机构的方向转动且旋转至所述锁止槽时，所述锁止销锁止于所述锁止槽内。

[0012] 进一步地，所述从动机构的周向外壁上设有向内凹陷且由靠近到远离所述主动机构的方向螺旋延伸而成的导向槽，所述电池快换装置还包括转向滚珠、设于所述从动机构
外侧的第一电池固定座及设于所述第一电池固定座外侧的第三电池固定座，所述第一电池
固定座上设有第一通槽，所述导向槽、所述第一通槽与所述第三电池固定座的壁部一起形
成容纳所述转向滚珠的第一容纳腔。

[0013] 进一步地，所述主动机构的周向外壁上设有垂直轴向的限位槽，所述电池快换装置还包括限位滚珠、设于所述主动机构外侧的第二电池固定座和设于所述第二电池固定座
外侧的第四电池固定座，所述第二电池固定座上设有第二通槽，所述限位槽、所述第二通槽
与所述第四电池固定座的壁部一起形成容纳所述限位滚珠的第二容纳腔。

[0014] 进一步地，所述第一电池固定座和所述第四电池固定座为沿轴向设于所述主动机构和所述从动机构外侧的一支座整体，所述第二电池固定座设于该支座整体的下部内侧，
所述第三电池固定座设于该支座整体的上部外侧。

[0015] 进一步地，所述电池快装装置还包括防转件，所述主动机构的底部端面外设有主动轴法兰面，所述第二电池固定座的底部设有与所述主动轴法兰面一起形成装配所述防转
件的安装槽。

[0016] 进一步地，所述防转件与所述安装槽之间还设有弹性件。

[0017] 本发明还涉及一种电动汽车，其包括以上所述的电池快换装置。

[0018] 综上，本发明通过主动机构驱动从动机构并联动锁止销，在锁止支架上沿导向槽水平方向转动和轴向移动，以完成电池快换装置的锁止和解锁，且在使用规格较大的螺纹
联接并在主动机构的输出轴向锁紧力一定情况下，保证执行机构重复使用的寿命。

[0019] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够
更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

[0020] 图1所示为本发明电池快换装置的结构示意图；

[0021] 图2所示为图1提供的本发明电池快换装置的一个实施例的剖视图。

[0022] 图3所示为图1中锁止支架与装配在电池固定座上的执行机构的分解示意图；

[0023] 图4所示为图3中锁止支架、电池固定座、执行机构以及限位滚珠的分解示意图；

[0024] 图5所示为图4中装配在电池固定座上的执行机构结构示意图。

具体实施方式

[0025] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

[0026] 如图1～图2所示，本发明提供了一种电池快换装置，其包括与车身连接的锁止支架10和连接于电池联接端的执行机构20，执行机构20可相对锁止支架10水平转动且轴向移
动以实现锁止或解锁，且锁止支架10在与执行机构20锁止时，提供装配电池的夹紧力。

[0027] 一并参考图3和图4，本发明中执行机构20包括可沿水平方向转动的主动机构21和套接于主动机构21的顶部外侧的从动机构22，从动机构22穿过锁止支架10、并与锁止支架
10配合，且从动机构22在主动机构21的驱动下相对于锁止支架10水平转动且轴向移动，实
现从动机构22与主动机构21的锁止或解锁，完成电池的快换。

[0028] 本发明提供的一具体实施例中，主动机构21为沿轴向布设的主动轴，在主动机构21的周向(沿轴向)外壁上设有外螺纹；从动机构22为沿轴向布设且底部中空的从动轴，在
从动机构22的周向内壁(中空部分沿轴向的内壁)上设有内螺纹(重点参考图2)，从动机构
22在内螺纹与外螺纹的配合下可转动地沿轴向移动，以实现从动机构22分别与锁止支架10
和主动机构21连接或脱离，而由于在执行机构20的周向设有装配电池的电池固定座23，本
发明提供的螺纹副结构‑执行机构20(主动机构21和从动机构22)均在电池联接端，确保电
池快换装置的可维修性；且在使用规格较大的螺纹联接、而主动机构21的输出轴向锁紧力
一定的情况下，保证机构重复使用的寿命。

[0029] 具体地，如图5所示，本发明提供的执行机构20的从动机构22上设有锁止销22a和导向槽22b，导向槽22b由从动机构22的外壁向内凹陷且由靠近到远离主动机构21的方向螺
旋延伸而成。

[0030] 与之对应地，再次参考图3和图4，本发明提供提供的锁止支架10上设有与锁止销22a对应配合的解锁开槽11，锁止销22a设在从动机构22上远离主动机构21的一端部，且锁
止销22a凸伸出解锁开槽11外部，以在主动机构21的驱动下，锁止销22a在从动机构22上与
主动机构21螺纹连接部分的联动下沿着具有导向作用的导向槽22b运动，实现锁止销22a与
解锁开槽11在旋转运动和轴向移动的配合下，完成电池快换装置的锁止和解锁。

[0031] 详细地，解锁开槽11为沿轴向的两端贯通的通槽，在主动机构21驱动锁止销22a沿顺时针和逆时针中的其中之一方向旋转至解锁开槽11时，锁止销22a可沿解锁开槽11轴向
移动，从而实现从动机构22与锁止支架10的脱离，且此时锁止销22a可沿轴向朝远离主动机
构21的方向移动，从动机构22与主动机构21脱离，方便电池的更换；而在驱动锁止销22a沿
顺时针和逆时针中的其中另一方向旋转至解锁开槽11的任意一处时，凸伸出锁止支架10外
侧的锁止销22a卡接在锁止支架10的外端，而此时从动机构22与锁止支架10通过螺纹紧固
连接，锁止销22a沿轴向朝靠近主动机构21的方向移动，从动机构22与主动机构21紧固连
接，实现更换后电池的快速安装。

[0032] 也即在锁止销22a顺时针转动时，锁止销22a朝远离主动机构21的方向可转动地移动，能实现从动机构22与主动机构21和锁止支架10的脱离，在锁止销22a逆时针转动时，锁
止销22a朝靠近主动机构21的方向可转动地移动，能实现从动机构22与主动机构21和锁止
支架10的紧密结合，反之亦然。

[0033] 在另一具体实施例中，锁止支架10上还设有锁止槽12，在锁止销22a沿靠近主动机构21的方向轴向运动且旋转至锁止槽12时，锁止销22a嵌入以锁止于锁止槽12内，从动机构
22与主动机构21紧固连接，此时锁止销22a仅能以一定角度旋转以通过解锁开槽11，在非该
角度时则不能通过，进一步避免了电池工作过程中沿轴向的窜动。自然，可以理解，不设锁
止槽12不会影响本发明提供的电池快换装置的使用效果。

[0034] 更详细地，如图2、图4和图5所示，本发明提供的一具体实施例中，电池快换装置还包括对应导向槽22b的转向滚珠31、设于从动机构22外侧的第一电池固定座231以及设于第
一电池固定座231外侧的第三电池固定座233，第一电池固定座231上设有第一通槽231a，转
向滚珠31安装在限位槽21a与第一通槽231a形成的第一安装槽内，并结合设于第一安装槽
外侧的第三电池固定座233，以进一步将转向滚珠31布设在导向槽22b、第一通槽231a以及
第三电池固定座233一起形成容纳转向滚珠31的第一容纳腔内(重点参考图2)，即本发明在
转向滚珠31和导向槽22b的作用下，实现从动机构22能够沿轴向移动和水平方向的转动、且
保证了从动机构22沿轴向移动和水平方向转动的稳定性，且可通过设计第一通槽231a与第
三电池固定座233的尺寸，适应不同规格的主动机构21及与之对应的转向滚珠31。

[0035] 本发明提供的该具体实施例中，主动机构21的外壁上设有限位槽21a(如图5所示)，该限位槽21a垂直轴向，与之对应地，电池快换装置还包括限位滚珠32、设于主动机构
21外侧的第二电池固定座232和设于第二电池固定座232外侧的第四电池固定座234，第二
电池固定座232上设有第二通槽232a，限位滚珠32设于限位槽21a与第二通槽232a形成的第
二安装槽内，并进一步通过第二通槽232a(第二安装槽)外侧的第四电池固定座234的壁部
形成容纳(安装)限位滚珠32的第二容纳腔(重点参考图2)，保证主动机构21联动从动机构
22沿水平方向转动和轴向运动的稳定性。

[0036] 本发明提供的该具体实施例中，第一电池固定座231和第四电池固定座234为沿轴向设于主动机构21和从动机构22外侧的一支座整体23，而第二电池固定座232设于该支座
整体23的下部内侧，第三电池固定座233设于该支座整体23的上部外侧，该支座整体23与动
力电池连接，且起到保护内部的执行机构20的作用。

[0037] 一优选实施例中，该支座整体23包括基板、分别设于基板的两端的上连接部和下连接部，上连接部由基板的内端垂直向上延伸而成，下连接部由基板的外端向下延伸而成，
导向槽22b沿径向贯通上连接部的两端面，第三电池固定座233垂设于第一上连接部的外
侧，第二电池固定座232包括平行布设于下连接部内侧的上安装部、由上安装部的底端向外
水平延伸而成的安装连接部以及由安装连接部的外端垂直向下延伸而成的下安装部，限位
槽21a由上安装部的顶端端面与基板的下端端面形成，也即该支座整体23与第二电池固定
座232一起既起到装配限位滚珠31的作用，又起到限位的作用，设计精巧，节约空间。

[0038] 在本发明提供的其他具体实施例中，第一电池固定座231和第二电池固定座232还可为固接的分体式结构，其具体结构不做限制。

[0039] 如图5所示，本发明提供的电池快装装置还包括防转件24，主动机构21的底部端面外设有主动轴法兰面21b，第四电池固定座234的底部设有与主动轴法兰面21b一起形成装
配防转件24的安装槽；具体地，该安装槽由主动轴法兰面21b的顶端端面与下安装部和安装
连接部水平的内壁一起形成。一优选实施例中，安装槽可为多边结构的凹槽，而防转件24为
对应且内嵌在安装槽内的非曲面多边形结构的防转垫片。在其具体实施例中，防转件24还
可为与安装槽对应的非曲面多边形结构且外表面同时为非光滑面的防转垫片。

[0040] 更具体地，再次参考图5，本发明提供的安装槽内还设有弹性件25，且该弹性件25设于防转件24与安装槽之间；一优选实施例中，弹性件25为弹簧，以在拧紧从动机构22与主
动机构21后，防转件24通过弹性件25的弹力紧贴与之接触的主动机构21的法兰面，使得防
转件24依靠较大摩擦力防转；既保证电池在行驶工程中不出现脱落，窜动等影响电池安全
的机械失效，同时又能够保证拆卸结构的可重复利用性。

[0041] 本发明还涉及一种电动汽车，包括以上所述的电池快换装置。有关于电动汽车与电池快换装置装配的具体内容，可参考现有技术，具体在此不再赘述。

[0042] 综上所述，本发明通过带外螺纹的主动机构与带内螺纹的从动机构，并在限位滚珠和导向滚珠的作用下，使得主动机构驱动从动机构并联动锁止销在锁止支架上沿导向槽
水平方向转动和轴向移动，以完成电池快换装置的锁止和解锁，同时由于螺纹副结构的执
行机构均在电池联接端，确保快换装置的可维修性，且进一步在使用规格较大的螺纹联接
并在主动机构的输出轴向锁紧力一定情况下，保证执行机构重复使用的寿命。

[0043] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人
员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰
为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对
以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。