换电用快换锁止机构总成及电动汽车的制作方法

1.本公开涉及电动汽车的电池更换领域，具体地，涉及一种换电用快换锁止机构总成及电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。
3.为提高电动汽车的续航能力，目前通过设置换电站对电动汽车的电池包进行更换，从而提升电动汽车的续航能力。
4.市场上主流电池包的更换方法都是通过螺栓连接的方式进行拆装，其缺点为每次更换都需要分别拆卸10个左右的螺栓，花费时间较长；并且一个换电站为满足多种车辆换电的需求，需要增加相应数量加解锁工具枪来适应不同车型电池包的安装与拆卸，成本较高。


技术实现要素：

5.本公开的目的是提供一种换电用快换锁止机构总成，该换电用快换锁止机构总成能够解决电池包拆卸不便的问题。
6.为了实现上述目的，本公开提供一种换电用快换锁止机构总成，包括用于与车身固定连接的锁销端、用于与电池固定连接的电池端，所述锁销端包括车身锁销，所述电池端包括锁体、弹性件能够被外加磁场驱动的磁吸锁紧件，所述锁体开设有锁体腔，所述磁吸锁紧件与所述弹性件均位于所述锁体腔中，所述锁体上开设有插入孔，所述车身锁销能够通过该插入孔沿轴向伸入所述锁体腔，所述磁吸锁紧件用于可解锁地锁紧所述车身锁销插入锁体的一端，所述弹性件位于所述磁吸锁紧件和所述锁体之间，所述换电用快换锁止机构总成构造为在无外加磁场时，所述弹性件支撑所述磁吸锁紧件进入锁紧所述车身锁销的锁紧位置，在被施加外加磁场时，所述磁吸锁紧件能够克服所述弹性件运动以进入释放所述车身锁销的解锁位置。
7.可选的，所述磁吸锁紧件包括锁紧珠和锁紧珠保持器，所述锁紧珠保持器开设有供所述车身锁销穿过的中心孔，多个所述锁紧珠在所述锁紧珠保持器中沿周向设置且能够沿径向移动，所述锁体腔设置为锥形腔，所述锁体腔的构造为沿轴向朝向车身渐缩，所述弹性件设置在所述锁紧珠保持器远离车身的一端和所述锁体之间，在被外加磁场吸引时，所述锁紧珠保持器在所述磁场的致动下能够通过克服所述弹性件的弹力而进行轴向运动，所述锁紧珠能够处于锥形腔的较宽位置而沿径向移动以进入所述解锁位置。
8.可选的，所述弹性件设置为压缩弹簧，所述锁紧珠保持器形成为t型结构，该t型结构包括沿轴向固定的导向段和保持段，所述保持段接近所述车身布置并且用于容纳所述锁紧珠，所述导向段沿轴向延伸，所述压缩弹簧套设在所述导向段上，并位于所述保持段和所述锁体远离所述车身的部分之间。
9.可选的，所述导向段形成为沿轴向延伸的导向柱，所述保持段形成为与该导向柱同轴的容纳盘，所述导向柱形成有导向腔，所述容纳盘内形成有具有所述中心孔的保持腔，所述保持腔的周向侧壁上形成用供所述锁紧珠部分沿径向外漏的通孔，所述导向腔与所述中心孔同轴并连通以供所述车身锁销穿入，所述导向柱与所述容纳盘远离所述车身的一面固定连接。
10.可选的，所述锁体远离所述车身的一面开设有用于安装所述磁吸锁紧件的安装孔，所述锁体还包括封堵盖，该封堵盖周侧设置有外螺纹，所述安装孔内壁设置有用于与外螺纹配合的内螺纹，所述封堵盖上开设有排气孔，所述封堵盖上开设有用于旋转所述封堵盖的操作孔。
11.可选的，所述锁销端还包括用于与所述车身固定连接的锁销盒，所述锁销盒上开设有伸出孔，所述车身锁销包括固定块、锁销主体，所述固定块位于所述锁销盒内部，所述锁销主体一端与所述固定块固定连接，所述锁销主体另一端通过所述伸出孔伸出，所述锁销主体的长度远大于所述锁销盒在轴向上的高度。
12.可选的，所述锁销主体上的外周壁沿周向开设有用于与所述磁吸锁紧件配合的环形槽。
13.可选的，所述锁销主体为圆柱体，所述伸出孔为圆形孔，所述固定块为圆柱体，所述锁销主体的半径长度小于所述伸出孔的长度半径，所述固定块的半径长度大于所述伸出孔的半径长度。
14.可选的，所述锁销主体远离固定块的一端设置为尖端。
15.根据本公开的第二个方面，提供一种电动汽车，所述电动汽车包括车身和电池包，以及本公开提供的换电用快换锁止机构总成，其中所述车身与锁销端固定连接，所述电池包与电池端固定连接。
16.通过上述技术方案，本公开通过将锁销端与车身固定连接，将电池端与电池固定连接，在锁紧或解锁锁销端与电池端完成电池包的安装与拆卸，需将电池包从车身拆卸时，只需设置外加磁场，通过外加磁场驱动磁吸锁紧件克服弹性件的弹力运动而到达解锁位置，磁吸锁紧件松开车身锁销，锁销端与电池端分离，完成电池包的解锁；在需将电池包安装在车身上时，取消外加磁场，此时将车身锁销对准插入孔，将电池包朝向车身移动，外力使弹性件收缩，使磁吸锁紧件暂时离开锁紧位置，将车身锁销插入，去除外力，在弹性件的作用下，磁吸锁紧件恢复至锁紧位置，磁吸锁紧件锁紧车身锁销，完成加锁，在不需手动使用相匹配的工具的情况下便捷的完成更换电池包。
17.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
19.图1是本公开实施例一种换电用快换锁止机构总成的结构示意图。
20.图2是本公开实施例一种换电用快换锁止机构总成的爆炸图。
21.图3是本公开实施例一种换电用快换锁止机构总成的锁紧位置时的剖面图。
22.图4是本公开实施例一种换电用快换锁止机构总成的解锁位置时的剖面图。
23.附图标记说明
24.1、锁销端；101、车身锁销；1011、固定块；1012、锁销主体；102、锁销盒；2、电池端；201、锁体；202、弹性件；203、磁吸锁紧件；2031、锁紧珠；2032、锁紧珠保持器；3、锁体腔；4、插入孔；5、中心孔；6、导向柱；7、安装孔；8、封堵盖；9、伸出孔；10、环形槽；11、导向腔。
具体实施方式
25.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
26.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内壁、外壁”是指朝向或背向车身锁销的壁面；“轴向”是指沿车身锁销的长度方向，“周向”是指以“径向”为中心点做圆周运动的方向。
27.为了实现上述目的，本公开提供一种换电用快换锁止机构总成，包括用于与车身固定连接的锁销端1、用于与电池固定连接的电池端2，锁销端1包括车身锁销101，电池端2包括锁体201、弹性件202能够被外加磁场驱动的磁吸锁紧件203，锁体201开设有锁体腔3，磁吸锁紧件203与弹性件202均位于锁体腔3中，锁体201上开设有插入孔4，车身锁销101能够通过该插入孔4沿轴向伸入锁体腔3，磁吸锁紧件203用于可解锁地锁紧车身锁销101插入锁体201的一端，弹性件202位于磁吸锁紧件203和锁体201之间，换电用快换锁止机构总成构造为在无外加磁场时，弹性件202支撑磁吸锁紧件203进入锁紧车身锁销101的锁紧位置，在被施加外加磁场时，磁吸锁紧件203能够克服弹性件202运动以进入释放车身锁销101的解锁位置。
28.通过上述技术方案，本公开通过将锁销端1与车身固定连接，将电池端2与电池固定连接，在锁紧或解锁锁销端1与电池端2完成电池包的安装与拆卸，需将电池包从车身拆卸时，在锁体201外施加外加磁场，外加磁场驱动磁吸锁紧件203克服弹性件202的弹力运动而到达解锁位置，此时磁吸锁紧件203可以松开车身锁销101，锁销端1与电池端2分离，完成电池包的解锁；在需将电池包安装在车身上时，取消外加磁场，将车身锁销101对准插入孔4，将将电池包朝向车身移动，外力使弹性件202收缩，使磁吸锁紧件203暂时离开锁紧位置，此时可以将车身锁销101插入，当去除外力时，在弹性件202的作用下，磁吸锁紧件203恢复至锁紧位置，磁吸锁紧件203锁紧车身锁销101，完成加锁，在不需手动使用相匹配的工具的情况下便捷的完成更换电池包。另外本方案中涉及的外加磁场可以是永磁材料制作的永磁体，也可以是通电后产生磁场的电磁装置，对此本公开不作限制。
29.作为一种可选的实施方式，磁吸锁紧件203包括锁紧珠2031和锁紧珠保持器2032，锁紧珠保持器2032开设有供车身锁销101穿过的中心孔5，多个锁紧珠2031在锁紧珠保持器2032中沿周向设置且能够沿径向移动，锁体腔3设置为锥形腔，锁体腔3的构造为沿轴向朝向车身渐缩，即当锁紧珠保持器在轴向上位于不同位置时，锁紧珠保持器和锁体腔的内壁距离会发生变化，具体地，在解锁位置时，锁紧珠保持器位于锁体腔较宽的位置，即与锁体腔的内壁较远，此时锁紧珠保持器内的锁紧珠在径向上有较大活动空间，这样只需对车身锁销进行外力的施加，即可以将锁定在车身锁销上的锁紧珠沿径向向外推动，从而不会使得车身锁销能够拔出或插入。而在锁紧位置，锁紧珠保持器位于锁体腔较窄位置，这样能够通过锁体腔对锁紧珠的挤压，而将锁紧珠定位在车身锁销上而保持对车身锁销的锁定。此
外，弹性件202设置在锁紧珠保持器2032远离车身的一端和锁体201之间，在被外加磁场驱动下，锁紧珠保持器2032在磁场的致动下能够通过克服弹性件202的弹力而进行轴向运动。
30.在具体操作中，当需要进行解锁时，可以在锁体201远离车身的一端设置外加磁场，锁紧珠保持器2032在外加磁场的致动下沿轴向做远离车身的运动，锁紧珠保持器2032移动至锁体腔3的较宽位置，锁紧珠2031在径向上可移动的范围增加，锁紧珠2031对车身锁销101的锁紧接触，能够将车身锁销101抽出，完成解锁；当需要安装新的电池包时，移除外加磁场，施加外力将车身锁销101插入中心孔5中，在插入过程中，在外力的作用下，锁紧珠保持器2032在外力作用下克服弹性件202的弹性下移，锁紧珠2031在径向上的可活动范围增加，从而能将车身锁销101插入中心孔5，插入后撤销外力，在弹性件202的作用下，锁紧珠保持器2032的回升至锁体腔3较窄的部位，锁紧珠2031径向可移动空间减少，锁紧珠2031在锁体腔3内壁的限制下锁紧车身锁销101，完成锁销端1与电池端2的锁定，便于电池包固定在车身上。
31.作为一种可选的实施方式，弹性件202设置为压缩弹簧，锁紧珠保持器2032形成为t型结构，该t型结构包括沿轴向固定的导向段和保持段，保持段接近车身布置并且用于容纳锁紧珠2031，导向段沿轴向延伸，压缩弹簧套设在导向段上，并位于保持段和锁体201远离车身的部分之间。保持段便于带动锁紧珠2031上下移动，从而使锁紧珠2031拥有不同的径向空间，实现对车身锁销101的锁紧与松开，保持段在压缩弹簧压缩及恢复时对压缩弹簧的形变方向起到导向作用，便于压缩弹簧在径向上运动。
32.作为一种可选的实施方式，导向段形成为沿轴向延伸的导向柱6，保持段形成为与该导向柱6同轴的容纳盘，导向柱6形成有导向腔，容纳盘内形成有具有中心孔5的保持腔，保持腔的周向侧壁上形成用供锁紧珠2031部分沿径向外漏的通孔，导向腔与中心孔5同轴并连通以供车身锁销101穿入，导向柱6与容纳盘远离车身的一面固定连接。在将车身锁销101插入时，将车身锁销101通过中心孔5插入导向腔中，随着容纳盘在径向上位置的改变，锁紧珠2031在径向上可移动的空间改变，锁紧珠2031在径向上可移动的空间较大时，锁紧珠2031在保持腔中可自由移动，锁紧珠2031松开车身锁销101；锁紧珠2031在径向上可移动空间较小时，锁紧珠2031部分从通孔朝向车身锁销101的一面伸出，锁紧车身锁销101，实现磁吸锁紧件203对车身锁销101的锁紧与松开。
33.在另一些实施例中，导向段一端与容纳盘固定连接，另一端与锁体腔3内壁远离车身的一面固定连接，导向段设置为空心伸缩杆。
34.作为一种可选的实施方式，锁体201远离车身的一面开设有用于安装磁吸锁紧件203的安装孔7，锁体201还包括封堵盖8，该封堵盖8周侧设置有外螺纹，安装孔7内壁设置有用于与外螺纹配合的内螺纹，封堵盖8上开设有排气孔，封堵盖8上开设有用于旋转封堵盖8的操作孔。通过安装孔7将压缩弹簧装入，通过操作孔转动封堵盖8，使封堵盖8与安装孔7内壁通过螺纹连接，便于封堵盖8提供给压缩弹簧挤压力，使压缩弹簧能保持压缩状态。提供给磁吸锁紧件203径向上的支撑力，在车身锁销101插入的过程中，导向腔内的空气通过导向腔底部开设的通孔与排气孔排除，便于车身锁销101插入。
35.在另一些可能的实施例中，由于驱动是通过外加磁场，不需要内部操作，在安装内部完成后，还可以使得封堵盖8与安装孔7内壁通过焊接连接，保证整体结构强度。
36.作为一种可选的实施方式，锁销端1还包括用于与车身固定连接的锁销盒102，锁
销盒102上开设有伸出孔9，车身锁销101包括固定块1011、锁销主体1012，固定块1011位于锁销盒102内部，锁销主体1012一端与固定块1011固定连接，锁销主体1012另一端通过伸出孔9伸出，锁销主体1012的长度远大于锁销盒102在轴向上的高度。在安装时，将锁销盒102与车身通过螺栓固定连接，将固定块1011置于锁销盒102内部，锁销主体1012伸出，便于将锁销端1固定在车身上。
37.在另一些实施例中，锁销主体1012还可以与车身焊接，或者可以与车身通过螺栓固定连接。
38.作为一种可选的实施方式，锁销主体1012上的外周壁沿周向开设有用于与磁吸锁紧件203配合的环形槽10。环形槽为连续结构，不需限制车身锁销的周向方位即可和锁紧珠配合，方便操作。另外环形槽10能够与锁紧珠2031配合，进一步加强锁紧珠2031对锁销主体1012的锁紧力度。
39.在另一些实施例中，锁销主体1012朝向电池包的一端粗于锁销主体1012远离电池包的一端。
40.作为一种可选的实施方式，锁销主体1012为圆柱体，伸出孔9为圆形孔，固定块1011为圆柱体，锁销主体1012的半径长度小于伸出孔9的长度半径，固定块1011的半径长度大于伸出孔9的半径长度。锁销主体1012在径向上有一定的位移空间，在将锁销主体1012插入锁体201时，锁销主体1012可通过在锁销盒102中的移动对准插入孔4，便于将锁销主体1012插入锁体201。
41.作为一种可选的实施方式，锁销主体1012远离固定块1011的一端设置为尖端。尖端在锁销主体1012插入锁体201时起到导向作用，便于锁销主体1012插入插入孔4中。
42.在另一些实施例中，插入孔4的周侧设置有倒角，避免碰撞和进行导向。
43.本公开公开了一种换电用快换锁止机构总成，在使用的过程中，先打开封堵盖8，将压缩弹簧放入锁体腔3中，螺纹连接封堵盖8与安装孔7内壁，封堵盖8在压缩弹簧的同时提供给压缩弹簧支撑力，压缩弹簧顶起锁紧件，将锁销端1与车身通过螺栓固定连接，将电池端2的锁体201通过螺栓与电池包固定连接。在需拆卸旧的电池包时，在电池端2远离车身的一面设置外加磁场，外加磁场吸引容纳盘克服压缩弹簧的阻力带动锁紧珠2031向下运动，容纳盘进入锁体腔3较宽区域，锁紧珠2031在径向上活动的空间增大，锁紧珠2031对锁销主体1012的束缚力减弱，抽出锁销主体1012，实现旧电池包的解锁；在安装新的电池包时，撤销外部磁场，将锁销主体1012对准插入孔4，使用外力提升电池包，将锁销主体1012插入插入孔4中，锁紧件在外力的作用下克服压缩弹簧的弹力向下，锁紧珠2031在径向上位移，锁销主体1012插入中心孔5后外力对锁紧件的推理减弱，锁紧件在压缩弹簧的作用下复位指锁体腔3较窄的区域，锁紧珠2031在锁体腔3内壁的压力下卡紧凹槽，锁住锁销主体1012，从而实现锁销端1与电池端2的连接，将新电池包安装至车身上，实现电池包的便捷更换。
44.根据本公开的另一方面，本公开还提供一种电动汽车，电动汽车包括车身和电池包，还包括本公开提供的换电用快换锁止机构总成，车身与锁销端1固定连接，电池包与电池端2固定连接。
45.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简
单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
46.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
47.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。