一种电动汽车动力电池系统快换装置及电池包的制作方法

本发明涉及新能源电动汽车相关技术领域，具体涉及一种电动汽车动力电池系统快换装置及电池包。

背景技术：

随着国家持续的产业政策支持，我国的电动汽车产业规模已发展为全球第一。

目前新能源电动汽车电池包的快换装置，主要有两种形式，一种是通过锁止结构来实现与整车之间的锁止固定连接，另一种是通过螺栓来实现与整车之间的锁止固定连接。快换锁止结构结构较为复杂，安装及拆卸需要定位精度较高的设备来操作，螺栓连接形式对导向装置定位精度要求较高，分散式螺栓连接，安装及拆卸需要专业工装来操作，且导向及定位较为复杂。

目前新能源汽车动力电池系统的快换装置一般通过液压控制系统及机器人来实现快速更换操作，投入较大，成本高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有的新能源汽车电池系统快换装置结构复杂，定位精度不高，成本高等，提供一种电动汽车动力电池系统快换装置及电池包。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电动汽车动力电池系统快换装置，包括固定托架和快换托架，所述快换托架用于连接动力电池包并能够滑动卡入或滑动抽出所述固定托架中；所述固定托架上铰接有止动压条，所述快换托架或所述固定托架或所述止动压条上设有锁止结构，所述止动压条在所述快换托架滑入所述固定托架时，沿铰接处转动向下压住所述快换托架并通过锁止结构实现所述固定托架、所述快换托架以及所述止动压条的锁接。

本发明的有益效果是：本发明采用止动压块配合锁止结构，能够实现快换托架在两个以上方向的机械锁止，使连接更加可靠安全，并配合固定托架与快换托架的滑动配合，能够实现快速锁止定位和快速拆换。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述固定托架、止动压条以及快换托架中的任意两个分别设有锁舌和锁头，另一个设有所述锁止结构，所述锁舌和锁头上分别开设有锁接孔一和锁接孔二，当所述止动压条沿铰接处转动向下压住所述快换托架时，所述锁接孔一与所述锁接孔二重合，所述锁止结构插入所述锁接孔一和锁接孔二实现锁接。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用锁舌与锁头配合锁止结构进行锁接，使锁接更加稳定方便可靠。

进一步，所述固定托架和所述止动压条中的其中一个上设置锁舌，另一个设置锁头，所述锁头呈u型结构，其两侧壁上分别开设有对应布置的锁接孔二，当所述止动压条沿铰接处转动下压住所述快换托架时，所述锁舌位于所述锁头的两侧壁之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用锁舌和u型结构的锁头进行配合，使锁接结构更加稳定。

进一步，所述锁止结构为弹簧插销。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用弹簧插销，能够保证锁接稳定，防止整车运行冲击造成的脱锁风险。

进一步，所述止动压条为相互平行布置的两个，且分别铰接在所述固定托架上方的两侧；和/或，所述止动压条与所述固定托架之间还铰接有气弹簧。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个止动压条能够对快换托架实现多个方向的限位，使快换托架能够更加稳定的被限位在固定托架上，防止其上的动力电池包发生晃动等。气弹簧的设置能够便于止动压条的开启关闭操作及其与锁止结构的锁接配合。

进一步，所述快换托架前端端面上设有若干定位销，所述固定托架与所述前端对应的位置设有若干缓冲垫，所述缓冲垫上设有定位孔，所述快换托架滑入所述固定托架后，若干所述定位销一一对应的插入在若干所述定位孔内。

采用上述进一步方案的有益效果是：定位销以及缓冲垫的设置，能够减小动力电池包以及快换托架推入安装时的冲击和震动。

进一步，所述固定托架底部设有若干便于所述快换托架滑入的滚轮，所述固定托架前端两侧分别设有导向限位槽，所述快换托架前端两侧分别设有导向块，所述快换托架底部设有与所述滚轮适配的导向板，所述快换托架通过其底部的导向板沿所述滚轮滑入所述固定托架，并通过导向块沿导向限位槽滑动实现导向限位。

采用上述进一步方案的有益效果是：导向限位槽与导向块配合，能够使快换托架稳定顺利的推入到固定托架内，避免出现错位等现象，而且滚轮的设置为快换托架的推入也提供了有效的支撑和助力。

进一步，所述止动压条沿其长度上设有若干压扣，所述快换托架边缘处设有若干压舌，所述止动压条沿铰接处转动并使若干所述压扣一一对应的压住若干压舌。

采用上述进一步方案的有益效果是：压扣和压舌配合一方面能够实现止动压条与快换托架之间的多点接触压紧配合，压接作用力均匀分散，整体结构稳定，另一方面能够使止动压条与固定托架之间预留出足够的安装空间，用于安装其他配合部件，比如气弹簧等。

进一步，所述压扣包括压接块和限位块，所述压接块固定在所述止动压条下侧，所述限位块一体设置在所述压接块下表面上，所述压接块下表面上预留有与所述锁舌配合压接的压接区域；所述固定托架上设有若干限位挡块，所述止动压条沿铰接处转动并使所述限位块抵靠在所述限位挡块内侧面上，使所述压接块靠近所述快换托架的一竖直限位面抵靠在所述快换托架边沿上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用压接块与限位块配合，能够利用压接块对压舌进行压接，还能实现对快换托架周侧的限位，利用限位块实现止动压条与固定托架之间的限位配合，最终达到对快换托架两个方向的固定，配合锁止结构能够实现对快换托架至少三个方向六个自由度的固定限位，达到对快换托架的稳定快速安装和拆卸。

一种电池包，包括所述的快换装置和动力电池包，所述动力电池包固定在所述快换托架上。

本发明的电池包，能够稳定可靠的固定在电动汽车上，在设备投入较少的情况下，还能够实现与电动汽车的快速拆卸和安装。

附图说明

图1为本发明快换装置与动力电池包配合安装后的立体结构示意图；

图2为图1中a部的放大结构示意图；

图3为本发明快换装置的立体结构示意图；

图4为图3中b部的放大结构示意图；

图5为本发明快换装置的侧视结构示意图；

图6为图5中c部的放大结构示意图；

图7为本发明固定托架的立体结构示意图；

图8为图7中d部的放大结构示意图；

图9为本发明快换托架的立体结构示意图；

图10为本发明快换托架的主视结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、固定托架；101、锁舌；103、缓冲垫；104、定位孔；105、滚轮；106、导向限位槽；107、限位挡块；108、挡板；109、导向板；

200、快换托架；201、定位销；202、导向块；203、压舌；204、拉手；205、导向板；

300、止动压条；301、锁头；302、锁接孔二；303、压扣；304、压接块；305、限位块；306、竖直限位面；307、导向斜面；

400、锁止结构；

500、气弹簧；501、气弹簧固定座；600、动力电池包。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-图10所示，本实施例的一种电动汽车动力电池系统快换装置，包括固定托架100和快换托架200，所述快换托架200用于连接动力电池包600并能够滑动卡入或滑动抽出所述固定托架100中；所述固定托架100上铰接有止动压条300，所述快换托架200或所述固定托架100或所述止动压条300上设有锁止结构400，所述止动压条300在所述快换托架200滑入所述固定托架100时，沿铰接处转动向下压住所述快换托架200并通过锁止结构400实现所述固定托架100、所述快换托架200以及所述止动压条300的锁接。

本实施例的快换装置采用止动压块配合锁止结构，能够实现快换托架在两个以上方向的机械锁止，使连接更加可靠安全，并配合固定托架与快换托架的滑动配合，能够实现快速锁止定位和快速拆换。

如图1-图8所示，本实施例的所述固定托架100、止动压条300以及快换托架200中的任意两个分别设有锁舌101和锁头301，另一个设有所述锁止结构400，所述锁舌101和锁头301上分别开设有锁接孔一和锁接孔二302，当所述止动压条300沿铰接处转动向下压住所述快换托架200时，所述锁接孔一与所述锁接孔二302重合，所述锁止结构400插入所述锁接孔一和锁接孔二302实现锁接。利用锁舌与锁头配合锁止结构进行锁接，使锁接更加稳定方便可靠。

也就是说，固定托架100、止动压条300以及快换托架200中有两个设置锁头301和锁舌101进行重叠配合，另一个上设置锁止结构400进行插接定位即可实现三者之间的锁接。具体可参见以下实施方式：

实施方式一，将锁止结构400设置在止动压条300上，固定托架100和快换托架200中的一个上设置锁头301，另一个设置锁舌101，当快换托架200滑入到固定托架100中时，所述锁头301与锁舌101上的锁接孔相互重合，然后利用止动压条300上的锁止结构400插入到两个锁接孔进行锁接即可。可在止动压条300内侧或外侧安装锁止结构400均可，也可对止动压条300端部结构进行适当改进以适应锁止结构400。为节省空间，可将锁止结构400安装在止动压条300内侧，由于快换托架200在滑入固定托架100过程中，所述止动压条300是打开状态，其上的锁止结构400并不影响快换托架200的滑入。

实施方式二，将锁止结构400设置在固定托架100上，止动压条300与快换托架200中的一个上设置锁头301，另一个设置锁舌101，当快换托架200滑入到固定托架100中时，所述锁头301与锁舌101上的锁接孔相互重合，然后利用固定托架100上的锁止结构400插入到两个锁接孔进行锁接即可。可在固定托架100外侧安装锁止结构400，也可对固定托架100外侧边缘结构进行适当改进以适应锁止结构400。

实施方式三，如图1-图8所示，将锁止结构400固定在快换托架200上，所述固定托架100和所述止动压条300中的其中一个上设置锁舌101，另一个设置锁头301，所述锁头301呈u型结构，其两侧壁上分别开设有对应布置的锁接孔二302，当所述止动压条300沿铰接处转动下压住所述快换托架200时，所述锁舌101位于所述锁头301的两侧壁之间。其中优选的，锁头301材质采用铸钢铸造成型，锁头301与止动压条300焊接固定。采用锁舌和u型结构的锁头进行配合，使锁接结构更加稳定。

本实施例的一个优选方案为，所述锁止结构400为弹簧插销。采用弹簧插销，能够保证锁接稳定，防止整车运行冲击造成的脱锁风险。当快换托架200上的锁止结构400接近滑入到固定托架100内时，向内拉动弹簧插销，然后将快换托架200推入到固定托架100中，此时，锁头301和锁舌101上的锁接孔一与锁接孔二302重合，然后松开弹簧插销，使弹簧插销在弹簧弹力作用下插入到锁接孔一和锁接孔二内，实现锁头、锁舌以及弹簧插销之间的限位锁接。

本实施例的一个具体方案为，如图1-图8所示，所述止动压条300为相互平行布置的两个，且分别铰接在所述固定托架100上方的两侧；和/或，所述止动压条300与所述固定托架100之间还铰接有气弹簧500。所述止动压条上安装有气弹簧固定座501，所述固定托架100上也安装有气弹簧固定座501，当止动压条300向下转动时，两个气弹簧固定座501错位布置，所述气弹簧500两端分别铰接在两个气弹簧固定座501上。采用两个止动压条能够对快换托架实现多个方向的限位，使快换托架能够更加稳定的被限位在固定托架上，防止其上的动力电池包发生晃动等。气弹簧的设置能够便于止动压条的开启关闭操作及其与锁止结构的锁接配合。止动压条300可选用矩形管结构。

由于止动压条300设置有对称的两个，所述快换托架200上的锁止结构400也设置为两个，且都位于两个止动压条300内侧，采用两个对称设置的锁止结构400能够与固定托架100和止动压条300进行有效互锁，防止整车运行冲击造成的脱锁风险。

如图9所示，本实施例的所述快换托架200前端端面上设有若干定位销201，所述固定托架100与所述前端对应的位置设有若干缓冲垫103，所述缓冲垫103上设有定位孔104，所述快换托架200滑入所述固定托架100后，若干所述定位销201一一对应的插入在若干所述定位孔104内，定位销201与定位孔104过渡配合。其中，所述缓冲垫103材质采用聚氨酯，通过平头螺栓与固定托架固定。定位销以及缓冲垫的设置，能够减小动力电池包以及快换托架推入安装时的冲击和震动。

其中，如图1-图8所示，本实施例固定托架100的一个具体方案为，所述固定托架100前端设有挡板108，所述固定托架100前端两侧分别设有导向板109，所述缓冲垫103固定在所述挡板108内侧，所述缓冲垫103可设置多个，比如在挡板108内侧设置并排的3个缓冲垫103。

如图7所示，所述固定托架100底部设有若干便于所述快换托架200滑入的滚轮105，所述固定托架100前端两侧分别设有导向限位槽106，所述快换托架200前端两侧分别设有导向块202，所述快换托架200底部设有与所述滚轮105适配的导向板109，所述快换托架200底部的导向板109沿所述滚轮105滑入所述固定托架100，并通过导向块202沿导向限位槽106滑动实现导向限位。导向限位槽与导向块配合，能够使快换托架稳定顺利的推入到固定托架内，避免出现错位等现象，而且滚轮的设置为快换托架的推入也提供了有效的支撑和助力

具体的，所述导向板109内侧设有导向限位槽106，所述导向限位槽106沿所述快换托架200的滑动方向延伸。

如图7所示，所述固定托架100底部的滚轮设置为沿垂直于所述快换托架200滑动方向的若干排，在快换托架200底部设置若干排与所述滚轮对应的导向板205，所述导向板205中部向上凹陷呈与一排滚轮105适配的槽状结构，当快换托架200滑入所述固定托架100时，可利用导向板205中部的槽状结构与滚轮配合，实现快换托架200顺利滑入到固定托架100中。

如图1-图10所示，所述止动压条300沿其长度上设有若干压扣303，所述快换托架200边缘处设有若干压舌203，所述止动压条300沿铰接处转动并使若干所述压扣303一一对应的压住若干压舌203。压扣和压舌配合一方面能够实现止动压条与快换托架之间的多点接触压紧配合，压接作用力均匀分散，整体结构稳定，另一方面能够使止动压条与固定托架之间预留出足够的安装空间，用于安装其他配合部件，比如气弹簧等。

如图2、图4、图6、图8-图10所示，所述压扣303包括压接块304和限位块305，所述压接块304固定在所述止动压条300下侧，所述限位块305一体设置在所述压接块304下表面上，所述压接块304下表面上预留有与所述锁舌101配合压接的压接区域；所述固定托架100上设有若干限位挡块107，所述止动压条300沿铰接处转动并使所述限位块305抵靠在所述限位挡块107内侧面上，使所述压接块304靠近所述快换托架200的一竖直限位面306抵靠在所述快换托架200边沿上。所述限位块305靠近快换托架200的一侧面为向外倾斜的导向斜面307，使限位块305与快换托架200边缘之间预留出一定的导向间隙，当止动压条300向下转动时候，所述限位块305能够利用导向斜面307顺利的避开快换托架200边缘并与限位挡块107配合，同时也使导向斜面307上方的竖直限位面306顺利抵靠在快换托架200边沿上，使快换托架200与固定托架100之间能够紧密配合，避免出现松动等，使整体结构更加稳定牢靠。采用压接块与限位块配合，能够利用压接块对压舌进行压接，还能实现对快换托架周侧的限位，利用限位块实现止动压条与固定托架之间的限位配合，最终达到对快换托架两个方向的固定，配合锁止结构能够实现对快换托架至少三个方向六个自由度的固定限位，达到对快换托架的稳定快速安装和拆卸。

本实施例的固定托架的一个具体方案为，如图1-图10所示，固定托架100采用与动力电池包600适配的长方形结构，所述快换托架200沿所述固定托架100的长度方向滑动，所述固定托架100在快换托架200滑动方向的前端设置挡板108，挡板108两端即固定托架100前端两侧分别设置导向板109，止动压条300铰接在导向板109上，止动压条300位于固定托架100上方，当止动压条300下压时，止动压条300与固定托架100边沿之间预留出用于安装气弹簧500以及压扣303和限位挡块107的间隙。实际上，止动压条300、导向板109以及挡板108合围在固定托架100上方四周的三条边上，固定托架100另一条边为敞口用于快换托架200的滑入和抽出，所述固定托架100敞口端两侧上方分别设有锁舌101，所述快换托架200滑入并限位在固定托架100上，快换托架200具体通过压扣303、锁止结构400等与固定托架100之间实现了x、y、z三个方向六个自由度的机械锁止，使快换锁止装置更加可靠安全。

实施例2

如图1所示，本实施例一种电池包，包括所述的快换装置和动力电池包600，所述动力电池包600固定在所述快换托架200上，所述固定托架100安装在电动汽车上。当需要对电动汽车上的动力电池包进行更换的时候，先打开锁止结构，然后打开止动压条，实际上，止动压条在气弹簧的助力下也会逐渐打开，拉动快换托架上的拉手将快换托架以及其上的动力电池包一同取下更换即可。

本发明的电池包，能够稳定可靠的固定在电动汽车上，在设备投入较少的情况下，还能够实现与电动汽车的快速拆卸和安装。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。