新能源汽车的动力电池快换装置及新能源汽车的制作方法

[0001]
本申请涉及新能源汽车换电技术领域，具体而言，本申请涉及一种新能源汽车的动力电池快换装置及新能源汽车。


背景技术：

[0002]
新能源汽车具有绿色环保的优点，但续航一直是限制新能源汽车发展的最重要问题。目前，对电动汽车的动力电池的充电很难在短时间内完成，因此，目前保证新能源汽车能够在短时间补充电能的主要方案是“换电”。“换电”即将预先充满电的动力电池替换新能源汽车上的需要补充电能的动力电池，以达到快速补充电能的目的。
[0003]
但由于动力电池与车身是通过螺栓连接的，而且连接螺栓数量较多，每次更换动力电池都需要拆卸和安装螺栓，不利于动力电池的自动化更换，极大的影响了更换动力电池的速度。并且，不断的拆卸和安装，会造成螺栓损坏，造成消费者相应用车成本增加。


技术实现要素：

[0004]
本申请针对现有方式的缺点，提出一种新能源汽车的动力电池快换装置及新能源汽车，用以实现动力电池与车身无螺栓连接，使更换过程实现自动化，快捷和高效，也无相应易损件，降低消费者用车成本。
[0005]
第一个方面，本申请实施例提供了一种新能源汽车的动力电池快换装置，所述动力电池快换装置包括：
[0006]
第一部分，包括：固定在车身上的底座、与所述底座连接的锁定结构、以及快锁结构，所述快锁结构与所述锁定结构抵接，所述快锁结构与所述锁定结构具有第一抵接位和第二抵接位；
[0007]
第二部分，包括固定在所述动力电池上的支架和与所述支架连接的锁钩，当所述快锁结构与所述锁定结构处于第一抵接位时，所述锁钩与所述锁定结构处于锁定状态以使所述动力电池与所述车身连接，当所述快锁结构与所述锁定结构处于所述第二抵接位时，所述锁钩与所述锁定结构处于解锁状态以使所述动力电池与所述车身分离或能够分离。
[0008]
可选地，所述锁定结构包括两个旋转锁舌以及与两个所述旋转锁舌连接的第一弹性部件，两个所述旋转锁舌沿第一直线对称且可转动地固定在所述底座上，所述第一直线与所述第一弹性部件的压缩方向垂直且过所述第一弹性部件的中点。
[0009]
可选地，所述快锁结构包括两个锁销和两个第二弹性部件，每个所述锁销与一个所述第二弹性部件的一端连接，所述第二弹性部件的另一端连接在锁定底座上，所述锁销在外力作用下使所述第二弹性部件压缩，从而使所述锁销与所述锁定结构在所述第一抵接位和所述第二抵接位之间转换。
[0010]
可选地，所述旋转锁舌包括凹槽，所述锁钩包括与所述凹槽适配的凸起。
[0011]
可选地，所述第二弹性部件的压缩方向与所述第一直线平行。
[0012]
可选地，所述第二弹性部件的压缩方向与所述第一直线的延伸方向相交。
[0013]
可选地，所述第一部分还包括限位块，所述限位块固定在所述底座上，当所述锁钩与所述锁定结构处于锁定状态时，所述锁钩与所述限位块接触。
[0014]
可选地，所述支架与所述锁钩一体成型。
[0015]
可选地，所述第一部分通过螺栓固定在所述车身上，所述第二部分通过螺栓固定在所述动力电池上。
[0016]
第二个方面，本申请实施例提供了一种新能源汽车，所述新能源汽车包括上述的新能源汽车的动力电池快换装置。
[0017]
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
[0018]
本实施例提供的快换装置，快锁结构与锁定结构具有第一抵接位和第二抵接位，而当快锁结构与锁定结构处于第一抵接位时，锁钩与锁定结构处于锁定状态，当快锁结构与锁定结构处于第二抵接位时，锁钩与锁定结构处于解锁状态，因此，通过改变快锁结构与锁定结构的抵接状态，能够快速实现锁钩与锁定结构的解锁与锁定，从而实现动力电池与车身的快速分离与连接，进而能够显著提升动力电池的换电速度；并且在换电过程中不涉及螺栓的拆卸与安装，也就不会造成螺栓的损害，从而降低了消费者用车成本。
[0019]
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0020]
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]
图1为本申请实施例提供的一种动力电池快换装置处于锁定状态的结构示意图；
[0022]
图2为本申请实施例提供的一种动力电池快换装置处于解锁状态的结构示意图；
[0023]
图3为本申请实施例提供的一种动力电池快换装置处于脱出状态的结构示意图；
[0024]
图4为本申请实施例提供的一种动力电池快换装置处于分离状态的结构示意图；
[0025]
图5为本申请实施例提供的一种动力电池快换装置的爆炸图；
[0026]
图6为本申请实施例提供的另一种动力电池快换装置处于分离状态的结构示意图；
[0027]
图7为本申请实施例提供的另一种动力电池快换装置处于脱出状态的结构示意图；
[0028]
图8为本申请实施例提供的一种新能源汽车的框架示意图。
[0029]
附图标记：
[0030]
1-第一部分；2-第二部分；l1-第一直线；
[0031]
11-底座；111-第一螺孔；112-锁销孔；113-底座主体；114-底座盖板；1141-盖板通孔；
[0032]
12-锁定结构；121-旋转锁舌；1211-凹槽；1211-锁舌通孔；122-第一弹性部件(第一弹簧)；
[0033]
13-快锁结构；131-锁销；132-第二弹性部件(第二弹簧)；
[0034]
14-限位块；
[0035]
15-锁舌轴；
[0036]
21-锁钩；211凸起；
[0037]
22-支架；221-第二螺孔。
具体实施方式
[0038]
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
[0039]
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0040]
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0041]
由于动力电池与车身是通过螺栓连接的，而且连接螺栓数量较多，每次更换动力电池都需要拆卸和安装螺栓，不利于动力电池的自动化更换，极大的影响了更换动力电池的速度。并且，不断的拆卸和安装，会造成螺栓损坏，造成消费者相应用车成本增加。
[0042]
本申请提供的新能源汽车的动力电池快换装置及新能源汽车，旨在解决现有技术的如上技术问题。
[0043]
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
[0044]
本实施例提供了一种新能源汽车的动力电池快换装置，如图1-7所示，本实施例提供的动力电路快换装置包括第一部分1和第二部分2。
[0045]
第一部分1包括固定在车身上的底座11、与底座11连接的锁定结构12、以及快锁结构13，快锁结构13与锁定结构12抵接，快锁结构13与锁定结构12具有第一抵接位和第二抵接位。具体地，第一部分1可通过螺栓固定在车身上，如图1-7所示，底座11上设置有第一螺孔111，螺栓贯穿第一螺孔并与车身连接。通常，第一部分1固定在车身的底部或尾部，即将动力电池安装在车身的底部或尾部。
[0046]
第二部分2包括固定在动力电池上的支架22和与支架22连接的锁钩21，当快锁结构13与锁定结构12处于第一抵接位时，锁钩21与锁定结构12处于锁定状态以使动力电池与车身连接，当快锁结构13与锁定结构12处于第二抵接位时，锁钩21与锁定结构12处于解锁状态以使动力电池与车身分离或能够分离。具体地，第二部分2通过螺栓固定在动力电池上，如图1-7所示，支架22上设置有第二螺孔221，螺栓贯穿第二螺孔并与动力电池连接。
[0047]
本实施例提供的快换装置，快锁结构13与锁定结构12具有第一抵接位和第二抵接位，而当快锁结构13与锁定结构12处于第一抵接位时，锁钩21与锁定结构12处于锁定状态，当快锁结构13与锁定结构12处于第二抵接位时，锁钩21与锁定结构12处于解锁状态，因此，
通过改变快锁结构13与锁定结构12的抵接状态，能够快速实现锁钩21与锁定结构12的解锁与锁定，从而实现动力电池与车身的快速分离与连接，进而能够显著提升动力电池的换电速度；并且在换电过程中不涉及螺栓的拆卸与安装，也就不会造成螺栓的损害，从而降低了消费者用车成本。可选地，支架22与锁钩21一体成型，具体地，第二部分2可采用铸造方法来制作。
[0048]
可选地，如图1-7中任一附图所示，本实施例提供的快换装置中，锁定结构12包括两个旋转锁舌121以及与两个旋转锁舌121连接的第一弹性部件122，两个旋转锁舌121沿第一直线对称且可转动地连接在底座11上，第一直线与第一弹性部件122的压缩方向垂直且过第一弹性部件122的中点。
[0049]
当两个旋转锁舌121与快锁结构13处于第一抵接位时，第一弹性部件122处于第一状态，当旋转锁舌121与快锁结构13由第一抵接位向第二抵接位转换时，两个旋转锁舌121的下部在第一弹性部件122的作用下相互远离。
[0050]
可选地，如图1-7中任一附图所示，本实施例提供的快换装置中，第一部分1还包括限位块14，限位块14固定在底座11上，当锁钩21与锁定结构12处于锁定状态时，锁钩21与限位块14接触。
[0051]
当限位块14与锁钩21接触时，说明锁钩21已到位，只要释放作用于第二弹性部件132的外力，第二弹性部件132会带动锁销131移动至第一抵触位，从而使锁钩21与锁定结构12处于锁定状态。
[0052]
具体地，如图1-7中任一附图所示，本实施例提供的快换装置中，第一弹性部件122和第二弹性部件132均为弹簧，当然，第一弹性部件122和第二弹性部件132与可以为液压弹性装置或气压弹性装置等。在下述实施例中，以第一弹簧作为第一弹性部件122、第二弹簧作为第二弹性部件132为例进行说明，为了便于说明，在下述实施例中，第一弹簧的标号与第一弹性部件的标号同为“122”，第二弹簧的标号与第二弹性部件的标号同为“132”。
[0053]
进一步地，如图1-7所示，在本实施例提供的快换装置中，旋转锁舌121包括凹槽1211，锁钩21包括与凹槽1211适配的凸起211。在锁定状态下，凸起211卡接在凹槽1211内，以实现选择锁舌121与锁钩21的稳定锁定。
[0054]
如图5所示，具体地，第一部分1还包括连接在底座11上的锁舌轴15，旋转锁舌121上设置有第一通孔1212，锁舌轴15贯穿第一通孔1212以使旋转锁舌121可转动地连接在底座11上。
[0055]
如图5所示，具体地，底座11包括底座主体113和底座盖板114，盖板114上设置有盖板通孔1141，锁销轴15与盖板通孔1141的位置对应。
[0056]
如图1所示，第一弹簧122的两端分别连接在两个旋转锁舌121的上部，具体地，旋转锁舌121的上部可以设置圆环或孔，使第一弹簧122的端部穿过上述圆环或孔，从而实现第一弹簧122与旋转锁舌的连接。
[0057]
如图1所示，旋转锁舌121与快锁结构13处于第一抵接位，此时第一弹簧处于拉伸状态，当旋转锁舌121与快锁结构13由第一抵接位向第二抵接位转换时(如图2所示)，第一弹簧122自然回缩，从而带动旋转锁舌121转动，以使旋转锁舌121的下部互相远离，从而能够使锁钩21从两个旋转锁舌121之间脱出，即实现了锁钩21与锁定结构12的解锁。
[0058]
可选地，如图1-7中任一附图所示，本实施例提供的快换装置中，快锁结构13包括
两个锁销131和两个第二弹簧132，每个锁销131与一个第二弹簧132的一端连接，第二弹簧132的另一端与底座11连接，快锁结构13在外力作用使第二弹簧132压缩或拉伸，从而使锁销131与锁定结构12在第一抵接位和第二抵接位之间转换。
[0059]
本申请提供的一种动力电池快换装置的具体实施例如图1-5所示，在该动力电池快换装置中，第二弹簧132的压缩方向与第一直线l1平行。
[0060]
以下结合换电的具体过程对本实施例的工作原理进行说明。
[0061]
首先对卸载电量不足的动力电池的过程进行说明：
[0062]
如图1所示，在新能源汽车运行以及无需换电时，动力电池通过本实施例提供的动力电池快换装置固定在车身上，此时第一部分1和第二部分2为连接状态，也就是锁钩21与锁定结构12处于锁定状态。
[0063]
具体地，底座11还包括锁销孔112，如图2所示，当需要进行换电时，人工(用户可自行进行换电)或换电小车(在换电站进行换电)通过锁销孔112将动力加载结构插入第一部分1的内部，并使动力加载结构(例如顶杆、丝杠等)与锁销131接触，将锁销131向上顶并对第二弹簧132进行压缩，在此过程中，锁销131由与旋转锁舌121的下部接触(第一抵触位)转变为与旋转锁舌121的上部接触(第二抵触位)，当锁销131与旋转锁舌121的上部接触(第二抵触位)时，两个旋转锁舌121受到第一弹簧122的拉力的作用，使得两个旋转锁舌121的下部向互相远离的方向转动，从而使锁钩21与两个旋转锁舌121转变为解锁状态。
[0064]
如图3所示，动力加载结构持续向锁销131施加作用力，直至锁钩21由两个旋转锁舌121之间脱出，此时，电量不足的动力电池与车身分离。
[0065]
如图4所示，当电量不足的动力电池与车身分离时，停止向锁销131施加作用力，此时，锁销131在第二弹簧132的作用下由与旋转锁舌121的上部接触(第二抵触位)转变为与旋转锁舌121的下部接触(第一抵触位)。
[0066]
在卸载电量不足的动力电池之后，需要对充满电的动力电池进行安装，过程如下：
[0067]
如图4所示，充满电的动力电池被人工或换电小车搬运到位，此时，充满电的动力电池还与车身处于分离状态，即锁钩21与两个旋转锁舌121处于分离状态。
[0068]
如图3所示，人工或换电小车通过锁销孔112将动力加载结构插入第一部分1的内部，并使动力加载结构与锁销131接触，将锁销131向上顶并对第二弹簧132进行压缩，在此过程中，锁销131由与旋转锁舌121的下部接触(第一抵触位)转变为与旋转锁舌121的上部接触(第二抵触位)，当锁销131与旋转锁舌121的上部接触(第二抵触位)时，两个旋转锁舌121受到第一弹簧122的拉力的作用，使得两个旋转锁舌121的下部向互相远离的方向转动，从而使锁钩21能够进入到两个旋转锁舌121之间。
[0069]
如图2所示，人工或换电小车将充满电的动力电池进行举升，此过程中，锁钩21进入到两个旋转锁钩121之间，直至锁钩21的顶部与限位块14接触，则说明充满电的动力电池已被举升到位，停止动力电池的举升操作。
[0070]
如图1所示，充满电的动力电池被举升到位后，停止向锁销131施加作用力，此时，锁销131在第二弹簧132的作用下由与旋转锁舌121的上部接触(第二抵触位)转变为与旋转锁舌121的下部接触(第一抵触位)，锁钩21与锁定结构12处于锁定状态，充满电的动力电池与车身处于连接状态，即完成了对充满电的动力电池的安装。
[0071]
本申请提供的另一种动力电池快换装置的具体实施例如图6-7所示，在该动力电
池快换装置中，第二弹簧132的压缩方向与第一直线l1的延伸方向相交。
[0072]
优选地，如图6-7所示，在该动力电池快换装置中，第二弹簧132的压缩方向与第一直线l1的延伸方向垂直。
[0073]
本实施例中的动力电池快换装置的锁定结构12和锁钩21在换电过程中的状态变换，与如图1-4所示的动力电池快换装置的锁定结构12和锁钩21在换电过程中的状态变换相同，本实施例对此不再赘述，仅对快锁结构13的状态变换进行说明。
[0074]
以第二弹簧132的压缩方向与第一直线l1的延伸方向垂直为例进行。如图6和图7所示，当锁钩21与两个旋转锁舌121处于锁定状态时，第二弹簧132处于压缩状态以使锁销131施加给两个旋转锁舌121能够与锁钩21互相锁定的力。当两个锁销131受到互相远离外力作用，即受到向外侧的拉力时，锁销131向外侧移动，带动本就处于压缩状态的第二弹性部件132进一步压缩，此时，两个旋转锁舌121的下部向互相远离的方向转动，旋转锁舌121与锁销131的接触位置下移(第一抵触位转变为第二抵触位)，此时，锁钩21与两个旋转锁舌121转变为解锁状态。
[0075]
当外力被撤销时，在第二弹性部件122的弹力作用下，两个锁销131向互相靠近的方向移动，即锁销131向内侧移动，两个旋转锁舌121的下部向互相靠近的方向转动，旋转锁舌121与锁销131的接触位置上移(第二抵触位转变为第一抵触位)，此时，锁钩21与两个旋转锁舌121转变为锁定状态。
[0076]
基于同一实用新型构思，本申请实施例还提供了一种新能源汽车，如图8所示，包括上述实施例中的新能源汽车的动力电池快换装置，本申请实施例中的新能源汽车具有上述实施例中的动力电池快换装置的有益效果，在此不再赘述。
[0077]
具体地，本实施例提供的新能源汽车还包括动力电池，动力电池与动力电池快换装置中的第二部分连接。
[0078]
应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：
[0079]
本实施例提供的快换装置，快锁结构与锁定结构具有第一抵接位和第二抵接位，而当快锁结构与锁定结构处于第一抵接位时，锁钩与锁定结构处于锁定状态，当快锁结构与锁定结构处于第二抵接位时，锁钩与锁定结构处于解锁状态，因此，通过改变快锁结构与锁定结构的抵接状态，能够快速实现锁钩与锁定结构的解锁与锁定，从而实现动力电池与车身的快速分离与连接，进而能够显著提升动力电池的换电速度；并且在换电过程中不涉及螺栓的拆卸与安装，也就不会造成螺栓的损害，从而降低了消费者用车成本。
[0080]
本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
[0081]
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
[0082]
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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0083]
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0084]
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0085]
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0086]
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。