锁止装置及电动汽车的制作方法

锁止装置及电动汽车
1.本技术是申请日为2016年11月21日、申请号为2016110412204、发明创造名称为“锁止装置及电动汽车”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种将电动汽车的电池锁止在电动汽车上的锁止装置，以及采用该锁止装置的电动汽车。


背景技术：

3.现有电动汽车的电池安装方式一般分为固定式和可换式，其中固定式的电池一般固定在汽车上，充电时直接以汽车作为充电对象。而可换式的电池一般采用活动安装的方式，电池可以随时取下，以进行更换或充电，在更换或充电完毕后，再安装到车体上。
4.目前的电池更换方式有手动和自动两种操作，不论是那种方式，电池都安装到电动汽车的底盘上，安装后的电池需要锁定在车体上，由于电池的体重较大，因此多采用多个锁定点同时锁定的结构，但现有的锁定结构在快速和自动方面不能满足要求。且现有技术中换电时对电池包解锁和锁止的可靠性也较低。


技术实现要素：

5.本发明的目的是要提供一种对电池包解锁和锁止的可靠性较高的锁止装置，以及采用该锁止装置的电动汽车，即本发明提供一种锁止装置及电动汽车。
6.本发明一个实施方式的锁止装置，包括：
7.锁基座，用于提供待锁定点，包括锁体，在所述锁体的一面设置有凹向锁体内部的锁槽，所述锁体内还设有锁舌槽和活动安装在所述锁舌槽内的锁舌，所述锁舌槽与所述锁槽连通；
8.锁轴，包括轴座和轴杆，所述轴杆垂直设置在轴座的表面，所述轴杆用于插入所述锁基座的锁槽中进行锁定，所述轴杆远离所述轴座的另一端设置有内凹的定位孔，在所述定位孔内安装有定位磁钢；汽车具有安装电池的固定座，所述固定座安装在车体上，所述锁体背面还设置有与所述锁槽相通的锁轴感应孔，在所述车体的固定座与所述锁轴感应孔对应位置处安装感应装置，当所述锁轴进入所述锁槽内时，所述定位磁钢在通过所述锁轴感应孔时会被所述感应装置感应到，从而确定当前电池是否进入所述锁槽，当换电移动平台带动轴杆在锁槽内移动时，位于轴杆前端的定位磁钢会经过安装在固定座上的感应装置，从而使换电移动平台清楚了解当前电池的安装位置，并及时做出下一步动作。
9.在本发明的一个实施方式中，所述锁槽沿锁体的表面延伸，所述锁槽的一端具有通向锁体外部的开口，在所述锁槽远离所述开口的另一端设有弹性垫和弹性垫安装孔，所述弹性垫安装孔设置在所述锁槽另一端的侧壁上，所述弹性垫通过凸出其表面的凸柱插入所述弹性垫安装孔。
10.在本发明的一个实施方式中，所述锁止装置还包括：
11.锁连杆，通过锁舌与所述锁基座活动连接，利用一根锁连杆同时控制多个锁基座的锁舌，实现多个锁基座的同步解锁和锁止，所述锁连杆包括杆件，所述杆件在外力作用下带动锁舌移动，所述杆件朝向所述锁基座的一侧还固定安装有解锁块，所述解锁块为由所述杆件向外形成的弧形凸起，所述解锁块的顶部为凹向所述杆件方向的内弧槽。
12.在本发明的一个实施方式中，所述杆件上还具有用于与锁舌连接的通孔，所述轴座表面设有多个固定孔，所述轴座通过所述固定孔安装在待锁定部件表面。
13.在本发明的一个实施方式中，在所述杆件朝向所述解锁块一侧固定有弹簧拉片，所述弹簧拉片的露出端上设置有勾挂孔。
14.在本发明的一个实施方式中，所述锁舌分别与所述锁基座、所述锁连杆轴连接，所述锁舌靠近所述锁槽的一侧还设有可封闭所述锁槽开口的阻挡块，所述锁连杆在外力作用下带动所述锁舌封闭或打开所述锁槽开口。
15.在本发明的一个实施方式中，所述轴杆的一端与所述轴座活动连接。
16.在本发明的一个实施方式中，在所述杆件上设置有定位磁钢，所述定位磁钢用于指示所述杆件的当前位置。
17.在本发明的一个实施方式中，所述轴杆的外表面套有防止所述定位磁钢脱离的轴套，所述轴套套在所述轴杆安装所述定位磁钢的一端的外周面上，在所述轴杆的两端设有限制所述轴套位置的挡环。
18.本发明的一个实施方式提供一种电动汽车，包括动力电池和安装所述动力电池的固定座，所述固定座安装在车体上，还包括前述任一项所述的锁止装置，所述锁止装置的锁轴通过轴座上的固定孔安装在动力电池的外侧面上，所述锁止装置的锁基座、锁连杆安装在所述固定座与电池相对的内侧面，且所述锁基座表面的锁槽与动力电池外侧面的锁轴对应设置，所述锁连杆位于锁基座上方。
19.在本发明的一个实施方式中，所述固定座的内侧面位于所述锁连杆的下方还安装有弹性部件，所述弹性部件的一端与固定座固定连接，所述弹性部件的另一端连接在锁连杆一侧的钩挂孔上。
20.本发明利用分布在电池侧边上的多个锁轴，同时插入位于电动汽车上的多个锁基座内，将电池固定在电动汽车上，利用锁连杆的动作可以自动将多个锁轴由锁基座上同时锁定，大大提高电池的安装和拆卸效率。
21.本发明中的锁基座通过采用上述锁槽结构，可以使电池有一个平衡的悬挂平台，同时设置在锁槽端部的弹性垫，能够减轻电池与固定座安装时的碰撞，和行驶过程中的碰撞，提高各锁止部件的使用寿命。
22.本发明中的锁轴可以减少与锁基座的摩擦，提高锁定和解锁过程，同时提供清楚的运动状态信息，为自动解锁和自动锁定提供依据。
23.本发明利用一根锁连杆同时控制多个锁基座的锁舌，实现多个锁基座的同步解锁和锁止功能，提高电池的解锁过程，加快电池的更换效率。
附图说明
24.图1是根据本发明一个实施方式的锁止装置结构示意图；
25.图2是根据本发明一个实施方式的锁轴沿轴线的剖视图；
26.图3是根据本发明一个实施方式的锁基座结构示意图；
27.图4是图3立体图；
28.图5是图4的右视图；
29.图6是根据本发明一个实施方式的锁轴正面示图；
30.图7是根据本发明一个实施方式的锁连杆结构示意图；
31.图8是根据本发明一个实施方式的锁连杆结构示意图；
32.图9是图8的俯视图；
33.图10是图9的立体图。
具体实施方式
34.如图1-6所示，本发明一个实施方式的锁止装置一般性地包括用于提供锁定点的锁基座20，用于插入锁基座20的锁轴30，和对插入后锁轴30进行解锁的锁连杆10。
35.该锁基座20包括锁体25，该锁体为矩形，在锁体25的正面设置有凹向锁体25内部的锁槽21，该锁基座20还包括锁舌槽22以及安装在锁舌槽内的锁舌24，且锁舌槽22与锁槽21连通，锁舌24活动装在锁舌槽22内。
36.该锁轴30包括带有固定孔的轴座34，和垂直设置在轴座34表面的轴杆31，该轴杆用于插入锁基座20的锁槽21内进行锁定。
37.该锁连杆10可以包括长条形的杆件11，该杆件11与锁基座20的锁舌24活动连接。
38.本实施方式中的锁止装置可用于电动汽车动力电池的锁止，其中，锁轴30安装在电池包的四周，锁基座20、锁连杆10安装在用于固定电池的车体固定座内侧面上，并与锁轴30的位置对应。如图2、3所示，在本发明的一个实施方式中，锁槽21在水平方向具备一定的长度，锁槽21的一侧设置有与锁体25的底侧面连通并通向锁体外部的开口211，开口211用于供安装在电池上的锁轴30进入；锁舌槽22具有通向锁体顶侧面的开口，锁舌穿过该开口与锁连杆10活动连接，锁舌靠近锁槽21的一侧设有阻挡装置2a，该阻挡装置2a可阻挡锁槽21的开口211。
39.锁体25的背面与车体固定座安装固定，锁体25的正面朝向待安装的电池，锁连杆10通过锁舌活动安装在锁基座20的上方，锁轴30通过轴座安装在电池包外侧与锁基座20对应的位置，
40.在使用时，电池在换电移动平台的举升下，由电动汽车的底部向上进入固定座内，解锁部件推动锁连杆10向上移动，带动锁舌打开锁槽21的开口211，电池四周的锁轴30分别利用轴杆31从相应锁基座20上锁槽21的开口211插入锁槽21内，然后在换电移动平台的推动下向锁槽21的另一方移动，直至与锁槽的另一端接触，完成电池的悬挂过程，在轴杆31的插入过程中，锁连杆10在解锁部件的推动下带动阻挡装置2a向上移动，当轴杆31越过阻挡装置2a的位置进入锁槽21内的锁定区域后，阻挡装置2a会在锁连杆10的重力作用下下落从而从侧面封住轴杆31的回退路径。此时，处于电池完全被锁在电动汽车上的状态。当需要更换电池时，换电移动平台上的解锁装置会与锁连杆10接触，并推动锁连杆10上升，从而使锁舌离开锁槽21，此时，再移动电池使轴杆31由锁槽21中退出，即可完成电池的卸下过程。
41.如图5所示，本发明的一个实施方式中，在锁槽21远离开口211的另一端安装有弹性垫23，且在另一端的侧壁上设有弹性垫安装孔251，弹性垫23可通过其表面的凸柱231安
装在该安装孔251内，通过在锁槽的另一端设置弹性垫23可以减少插入锁槽21后的锁轴30与锁槽21的摩擦，以保护锁轴30，本结构方便弹性垫23的安装和拆卸，凸柱231可以采用带开口的张紧结构，插入弹性垫安装孔251后，可以自动卡紧，避免弹性垫23无意脱离。具体的弹性垫23可以由橡胶、塑料一类有机材料制成，达到既具备一定的硬度，又可以避免对锁轴30造成硬性损伤的目的。
42.本发明的一个实施方式中，锁槽21可采用l型结构，该结构可以使电池有一个平稳的悬挂平台，同时设置在锁槽21端部的弹性垫23，能够减轻电池与固定座安装时的碰撞，和行驶过程中的碰撞，提高各锁止部件的使用寿命，在其他实施方式中，锁槽21也可采用弧形或其它能够提供悬挂平台的形状。
43.在本发明的一个实施方式中，具体的阻挡装置2a可以为锁舌24向锁槽21一侧突出的阻挡块243，该阻挡块243用于封闭锁槽21开口211以避免插入锁槽21内轴杆31滑出锁槽21，在锁舌槽22内轴连接有锁舌24，该锁舌24包括与锁舌槽22连接的锁舌槽轴孔241，和与推动锁舌24转动的锁连杆10连接的锁连杆轴孔242。
44.锁舌24正常状态下同时与锁基座20和锁连杆10轴连接，由于锁连杆10处于活动状态，因此，可以通过锁连杆10的移动来使锁舌24围绕与锁基座20的轴连接点进行旋转，使锁舌24的阻挡块243可以在进入锁槽21和离开锁槽21两种状态间进行转换。锁连杆10在外部解锁装置的推动下向上移动，带动锁舌向上移动，阻挡块243随之离开锁槽21，锁轴30的轴杆31由开口211进入锁槽21，并在换电平台的推动下平移进入锁槽21的锁定区域，此时，撤除解锁装置，锁连杆10在重力作用下向下运动，带动锁舌也向下运动，阻挡块243挡住锁槽21的开口211，轴杆被锁定在锁槽21，相应的电池也稳定地固定在电动汽车的固定座内。
45.在更换电池时，换电移动平台上的解锁装置在向上方举升的过程中会将锁连杆10向上方推动，锁连杆10的移动自然将锁舌24的阻挡块243带动离开锁槽21，此时再移动电池即可将锁轴30由锁槽21的开口211处移出，从而完成电池的解锁。
46.在本发明的一个实施方式中，该开口211位于底侧面一端的直径可以大于位于锁槽21一端的直径。采用敞口的结构，一方面方便锁轴30进入，同时减少对锁基座20的碰撞损伤。
47.在本发明的一个实施方式中，该锁体25的底侧面与锁体25的正面可以为切面连接。该结构可以减少电池上升过程与锁基座20产生的碰撞。
48.在本发明的一个实施方式中，可以在锁体25的背面设置与锁槽21相通的锁轴感应孔。在固定座与锁轴感应孔对应位置处可以安装感应装置，当锁轴30进入锁槽21内时，其上安装的第一定位磁钢32在通过锁轴感应孔时会被感应装置感应到，从而确定当前电池是否进入锁槽21，从而决定下一步动作。
49.如图2所示，在本发明的一个实施方式中，在轴杆31远离轴座34一端设置有内凹的定位孔321，在定位孔321内安装有第一定位磁钢32，在轴杆31上套有防止第一定位磁钢32脱离的轴套33，该轴座34可以为圆形的板状结构，在圆心的四周设置有第一固定孔35，轴座34用于和电池的侧边固定。该轴杆31与轴座34的圆心垂直连接，在远离轴座34的一端设置有内凹的定位孔321，轴座34与电池固定后，轴杆31垂直向外伸出。该第一定位磁钢32安装在轴杆31的定位孔321内，用于向外部感应设备提供感应信息，从而标明电池的当前位置。该轴套33套在轴杆31安装第一定位磁钢32一端的外圆周上，轴套33与轴杆31之间可以是滑
动关系。
50.在本实施方式中，锁轴30可以有多个，且通过轴座34上的第一固定孔35固定在电池与电动汽车上固定座接触的侧边上，固定后的锁轴30位置与固定座上的锁基座20位置对应，且各轴杆31分别垂直凸出于电池的侧边。当电池在换电移动平台的控制下卡入电动汽车的固定座内时，各锁轴30的轴杆31分别插入相应的锁基座20的锁槽21内，通过轴套33可以使轴杆31在与锁槽21的移动接触中减小摩擦，当换电移动平台带动轴杆31在锁槽21内移动时，位于轴杆31前端的第一定位磁钢32会经过安装在固定座上的感应设备，从而使换电移动平台清楚了解当前电池的安装位置，并及时做出下一步动作。
51.本实施方式的锁轴30可以减少与锁基座20的摩擦，提高锁定和解锁过程，同时提供电池清楚的运动状态信息，为自动解锁和自动锁定提供依据。
52.在本发明的一个实施方式中，为限定轴套33的位置，可以在轴杆31的两端设置挡环或挡圈，在靠近轴座34的一端设置向外凸起的挡圈36，挡圈36的直径大于轴杆31的直径，因此可以将轴套33限制在轴杆31的指定位置处，使其与锁槽21更好的接触。挡圈36还可以防止轴座34与锁基座20发生摩擦，而造成相应部件的损坏，还可以在轴杆31远离轴座34一端的端头上设置防止轴套33脱离的挡环331。挡环331可以采用与轴杆31上凹槽卡合的结构安装在轴杆31上。
53.为方便锁轴30的固定，在本发明的一个实施方式中，该锁轴30的轴座34可以为圆形或三角形，而第一固定孔35有三至四个且对称分布在轴座34圆心的四周。
54.在本发明的一个实施方式中，该轴杆31与轴座34的连接端可以穿过圆心上的轴孔并由另一端露出，在轴杆31的穿过端上可以设置防止轴杆31脱离的卡环。卡环的安装方式可以与前述挡环331的安装方式相同。这里虽然限定的是轴杆31与轴座34活动安装，但在其它的实施方式中，该轴杆31也可以与轴座34一体制作。
55.如图7-10所示，在本发明的一个实施方式中，具体的锁连杆10可以包括长条形的杆状结构的杆件11，该锁连杆10可与多个待锁定的锁基座20通过锁舌活动连接，其长度与多个需锁定的锁基座20距离对应，在与每个锁基座20对应的地方设置有与锁舌24轴连接的通孔16，该通孔16方便锁舌的插入通孔16的数量与锁基座的缩量对应；在杆件11与锁基座20位置对应一侧还设置有解锁块12，解锁块12用于在换电移动平台的解锁装置的推动下将杆件11顶起，使锁连杆10带动锁舌24在解锁和锁定两种状态间转换。
56.安装时，锁连杆10通过与锁舌24的轴连接而位于各锁基座20的上方，锁舌24与锁基座20同样采用轴连接，因此锁连杆10的升降即可带动锁舌24以锁基座20内的轴连接点进行旋转，实现在卡入锁槽21和离开锁槽21两种状态之间转换。本实施方式利用一根锁连杆10同时控制多个锁基座20的锁舌24，实现多个锁基座20的同步解锁和锁止功能，提高电池的解锁过程，加快电池的更换效率。
57.每根锁连杆10的杆件11上的通孔16可以设置三个，还可在通孔16内设置第二固定孔14，用于与锁舌轴连接，每个第二固定孔14分别对应一个锁基座20的锁舌24连接，第二固定孔14以与杆件11侧面垂直的方式穿过通孔16。
58.在本发明的一个实施方式中，该解锁块12可以为由杆件11向外形成的弧形凸起，解锁块12的顶部为凹向杆件11方向的内弧槽121。采用弧形凸起的结构可以防止锁连杆10在移动过程中被别的部件阻挡。此时弧形凸起也方便与换电移动平台的解锁装置进行接
触，使解锁装置在横向上能够顺着弧形凸起推动锁连杆10移动，不会被卡在某个位置。解锁块12的顶端采用内弧槽121的结构可以与解锁装置形成一个最佳的解锁点，在此位置时表明锁连杆10已经完全解锁，并且方便解锁装置的停留。具体解锁块12的位置可以设置在两个通孔之间的杆件11上，以不影响锁连杆10的移动为准。
59.在本发明的一个实施方式中，可以在杆件11上固定安装与解锁块12同一侧的弹簧拉片101，弹簧拉片101的露出端上设置有勾挂孔。弹簧拉片101用于连接一根与电动汽车的固定座固定的弹簧，弹簧对锁连杆10施加一个拉向锁基座20的拉力，以提高锁连杆10在锁止状态下的稳定性。
60.在本发明的一个实施方式中，为确定当前锁连杆10的位置，可以在杆件11上安装第二定位磁钢13，第二定位磁钢13可以与外部磁力检测设备产生感应，从而根据感应信号确定杆件11目前的运动位置。
61.具体的第二定位磁钢13可以安装在杆件11的一端，第二定位磁钢13可以为圆柱形，在杆件11的端头设置有穿过杆件11的磁钢安装孔131，而第二定位磁钢13插在磁钢安装孔131内。在第二定位磁钢13的运动轨道上设置相应的感应设备，当杆件11运动时，第二定位磁钢13停留或经过感应设备处，即可确定当前锁连杆10是处于解锁状态还是处于锁定状态。
62.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

技术特征：
1.锁止装置，其特征在于，包括：锁基座，用于提供待锁定点，包括锁体，在所述锁体的一面设置有凹向锁体内部的锁槽，所述锁体内还设有锁舌槽和活动安装在所述锁舌槽内的锁舌，所述锁舌槽与所述锁槽连通；锁轴，包括轴座和轴杆，所述轴杆垂直设置在轴座的表面，所述轴杆用于插入所述锁基座的锁槽中进行锁定，所述轴杆远离所述轴座的另一端设置有内凹的定位孔，在所述定位孔内安装有定位磁钢；汽车具有安装电池的固定座，所述固定座安装在车体上，所述锁体背面还设置有与所述锁槽相通的锁轴感应孔，在所述车体的固定座与所述锁轴感应孔对应位置处安装感应装置，当所述锁轴进入所述锁槽内时，所述定位磁钢在通过所述锁轴感应孔时会被所述感应装置感应到，从而确定当前电池是否进入所述锁槽，当换电移动平台带动轴杆在锁槽内移动时，位于轴杆前端的定位磁钢会经过安装在固定座上的感应装置，从而使换电移动平台清楚了解当前电池的安装位置，并及时做出下一步动作。2.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述锁槽沿锁体的表面延伸，所述锁槽的一端具有通向锁体外部的开口，在所述锁槽远离所述开口的另一端设有弹性垫和弹性垫安装孔，所述弹性垫安装孔设置在所述锁槽另一端的侧壁上，所述弹性垫通过凸出其表面的凸柱插入所述弹性垫安装孔。3.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述锁止装置还包括：锁连杆，通过锁舌与所述锁基座活动连接，利用一根锁连杆同时控制多个锁基座的锁舌，实现多个锁基座的同步解锁和锁止，所述锁连杆包括杆件，所述杆件在外力作用下带动锁舌移动，所述杆件朝向所述锁基座的一侧还固定安装有解锁块，所述解锁块为由所述杆件向外形成的弧形凸起，所述解锁块的顶部为凹向所述杆件方向的内弧槽。4.根据权利要求3所述的锁止装置，其特征在于，所述杆件上还具有用于与锁舌连接的通孔，所述轴座表面设有多个固定孔，所述轴座通过所述固定孔安装在待锁定部件表面。5.根据权利要求3所述的锁止装置，其特征在于，在所述杆件朝向所述解锁块一侧固定有弹簧拉片，所述弹簧拉片的露出端上设置有勾挂孔。6.根据权利要求3所述的锁止装置，其特征在于，所述锁舌分别与所述锁基座、所述锁连杆轴连接，所述锁舌靠近所述锁槽的一侧还设有可封闭所述锁槽开口的阻挡块，所述锁连杆在外力作用下带动所述锁舌封闭或打开所述锁槽开口。7.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述轴杆的一端与所述轴座活动连接。8.根据权利要求3所述的锁止装置，其特征在于，在所述杆件上设置有定位磁钢，所述定位磁钢用于指示所述杆件的当前位置。9.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，所述轴杆的外表面套有防止所述定位磁钢脱离的轴套，所述轴套套在所述轴杆安装所述定位磁钢的一端的外周面上，在所述轴杆的两端设有限制所述轴套位置的挡环。10.一种电动汽车，包括动力电池和安装所述动力电池的固定座，所述固定座安装在车体上，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的锁止装置，所述锁止装置的锁轴通过轴座上的固定孔安装在动力电池的外侧面上，所述锁止装置的锁基座、锁连杆安装在所述固定座与电池相对的内侧面，且所述锁基座表面的锁槽与动力电池外侧面的锁轴对应设
置，所述锁连杆位于锁基座上方。11.根据权利要求10所述的电动汽车，其特征在于，所述固定座的内侧面位于所述锁连杆的下方还安装有弹性部件，所述弹性部件的一端与固定座固定连接，所述弹性部件的另一端连接在锁连杆一侧的钩挂孔上。

技术总结
本发明提供一种锁止装置及电动汽车，该锁止装置包括：锁基座，用于提供待锁定点，包括锁体，在锁体的一面设置有凹向锁体内部的锁槽，锁体内还设有锁舌槽和活动安装在锁舌槽内的锁舌，锁舌槽与锁槽连通；锁轴，包括轴座和轴杆，轴杆垂直设置在轴座的表面，轴杆用于插入锁基座的锁槽中进行锁定。轴杆远离轴座的另一端设置有定位孔，在定位孔内安装有定位磁钢；汽车具有安装电池的固定座，固定座安装在车体上，锁体背面还设置有与锁槽相通的锁轴感应孔，在固定座与锁轴感应孔对应位置处安装感应装置。该锁止装置对锁轴进行锁止和解锁的可靠性均较高。性均较高。性均较高。


技术研发人员：张建平
受保护的技术使用者：上海电巴新能源科技有限公司
技术研发日：2016.11.21
技术公布日：2022/3/8