一种锁止机构、电池包及车辆的制作方法

[0001]
本发明涉及新能源汽车及其相关技术领域，特别涉及一种锁止机构、电池包及车辆。


背景技术：

[0002]
随着全球变暖、能源短缺等情况的日益严峻，国内外对于新能源汽车方面的研究变得更为迫切。
[0003]
新能源汽车具有噪声低、无污染和驾驶更安全稳定等有优点，然而目前影响新能源汽车发展的主要因素之一是新能源汽车动力电池相关方面的问题，一般动力电池安装于汽车底盘上，安装方式有固定式和可换式，固定式一般通过螺栓紧固于下车体上，充电时通过车载充电机进行补电，由于固定式电池不能从车体上拆卸下来，所以该补电方式耗时长且不便捷。可换式一般通过快速更换机构实现电池便捷的固定于底盘上，充电时可通过外部的集中充电站实现电池补电，快速便捷并且能够通过充电站的恒温环境对电池均衡充电，延长电池寿命。
[0004]
现有的可换式安装方式，有通过卡紧机构实现电池固定，但是该方案是通过一个以上自由度固定电池，还有通过一种专用螺栓机构实现电池沿垂直方向固定，但是该方案在电池频繁的更换后，不可避免地会磨损螺纹，降低了电池锁止机构的寿命且产生了其他不可靠情况。


技术实现要素：

[0005]
本发明要解决是锁止机构结构复杂和结构可靠性差的技术问题。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种锁止机构，其包括锁座、锁扣、锁舌和弹力件，所述锁座上设有锁扣，所述锁扣与所述锁座活动连接，所述锁舌置于所述锁座内，所述锁舌与所述锁扣咬合连接；
[0007]
所述弹力件设于所述锁座内，所述弹力件的一端与所述锁座连接，所述弹力件的另一端与所述锁扣连接，所述弹力件用于压紧所述锁扣与所述锁舌。
[0008]
可选地，所述锁座设有限位结构，所述限位结构用于将所述锁舌限制在所述锁座内。
[0009]
可选地，所述锁止机构还包括转轴，所述转轴设于锁座内，所述弹力件套在所述转轴上，和/或；
[0010]
所述弹力件为扭簧。
[0011]
可选地，所述锁舌与所述锁扣啮合，所述锁舌上设有第一齿纹，所述锁扣上设有与所述第一齿纹配合的第二齿纹。
[0012]
可选地，所述第二齿纹为朝弹力件倾斜的锯齿纹。
[0013]
可选地，所述锁舌上设有第一矩形齿纹，所述锁扣上设有与所述第一矩形齿纹相配合的第二矩形齿纹。
[0014]
可选地，所述锁扣包括咬合段和手柄段，所述咬合段用于与锁舌咬合，所述手柄段设于所述锁座的外侧。
[0015]
可选地，所述锁座包括第一板、第二板和侧板，所述侧板的一端与所述第一板连接，所述侧板的另一端与所述第二板连接；
[0016]
所述侧板上靠近所述第一板的一端设有通孔，所述通孔内设有所述弹力件。
[0017]
第二方面，本发明还提供了一种电池包，所述电池包上设有上述锁舌。
[0018]
第三方面，本发明还提供了一种车辆，其包括上述锁止机构。
[0019]
采用上述技术方案，本发明所述的锁止机构具有如下有益效果：
[0020]
1)本发明的锁止机构包括锁座、锁扣、锁舌和弹力件，锁座上设有弹力件，该弹力件具有一个方向较大的弹力，该弹力可使锁扣与锁舌紧密咬合连接，将固定锁舌于锁座内，使锁舌不能在x、y和z方向晃动。
[0021]
2)该锁止机构结构简单，操作便捷，当该锁止机构用于新能源汽车固定电池时，锁座固定安装在汽车底盘上，锁舌设于电池包侧面，当需要固定电池包于底盘上，只需打开锁扣，将锁舌置于锁座内，再释放锁扣，锁扣在弹力件的弹力作用下会自动回复到初始位置并与锁舌咬合，达到锁止的作用，现有的快换电池机构，均是将电池沿一个以上自由度方向位移实现电池锁止于车体上，该方式会增加换电站的运行机构复杂度，造成成本上升，相比之下，本发明的锁止机构结构更简单，安装和拆卸电池更便利，与利用螺纹连接的锁止机构相比，也具有结构更可靠和寿命更长的特点。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为本发明实施例1的锁止机构的结构示意图；
[0024]
图2为本发明实施例1的锁止机构的结构爆炸图；
[0025]
图3为本发明实施例1的锁止结构的截面图；
[0026]
图4为本发明实施例2的锁舌与锁扣的局部结构示意图；
[0027]
图5为本发明实施例2的锁座结构示意图；
[0028]
图6为本发明实施例2的限位板的位置图；
[0029]
以下对附图作补充说明：
[0030]
1-锁座；101-第一板；102-第二板；103-侧板；104-通孔；105-空心槽；106-限位结构；107-限位板；2-锁扣；201-咬合段；202-手柄段；203-第一齿纹；204-第一通孔；205-第二矩形齿纹；3-锁舌；301-第二齿纹；302-第一矩形齿纹；4-弹力件；5-转轴。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0033]
实施例1：
[0034]
图1-3为本发明的一种优选实施方式的图示，下文将主要以关于新能源汽车的应用进行说明，可以了解，这些描述将同样适用于其他车辆，图1是根据本发明的一种实施方式的锁止机构的结构示意图。在实际应用中，通过锁止机构将电池包固定在新能源汽车上，电池包一般安装在新能源汽车底盘上，可以了解，在其他车辆的其他位置也可以安装，例如驾驶舱、行李箱等。
[0035]
从图1可以看出，锁止机构主要包括锁座1、锁扣2、锁舌3，锁座1用于支撑锁舌3，一般锁座1固定连接在汽车底盘上，锁舌3与电池包固定连接，锁舌3插入到锁座1内，从而将电池固定到新能源汽车底盘上，锁座1上设有锁扣2，并且锁座1与锁扣2活动连接，使得锁扣2能够与锁舌3接触，锁舌3与锁扣2咬合连接，使电池更稳定地固定在底盘上，锁舌3设置在锁座1的空心部，为了使锁舌3与锁扣2紧密连接，防止在车辆行驶过程中，由于路面的平等因素造成的电池晃动，该锁止机构还包括弹力件4，弹力件4设置在锁座1上，弹力件4的一端与锁座1连接，弹力件4的另一端与锁扣2连接，该弹力件4能够产生使锁扣2向锁舌下压方向的力，主要是为了限制锁舌3在z轴方向的跳动，防止锁舌错位或者脱出锁座而造成电池的损伤甚至掉落。
[0036]
对比现有的可换电池机构，均是将电池沿一个以上自由度方向位移实现电池锁止于车体上，该方式会增加换电站的运行机构复杂度，造成成本上升，还有一种是使用螺纹固定连接，但长时间的操作下，螺纹易受到磨损，造成螺纹锁止机构可靠性差，而本发明的锁止机构采用咬合以及弹力压合相结合的方式进行锁止，结构简单且可靠性高，当该锁止机构用于新能源汽车固定电池时，锁座1固定安装在汽车底盘上，锁舌3设于电池包侧面，当需要固定电池包于底盘上，只需打开锁扣2，将锁舌3置于锁座1内，释放锁扣2，锁扣2在弹力件的弹力作用下会自动回复与锁舌3咬合，达到锁止的作用，相比之下，本发明的锁止机构结构更简单，安装和拆卸电池更便利，可靠性更高。
[0037]
图2为锁止机构的结构爆炸图，可以清晰地看出该锁止机构的组成，该锁止结构还包括转轴5，转轴5置于锁座1与锁扣2相交的部位内，锁扣2通过转轴5与锁座1转动连接，弹力件4套接在转轴5上，在本实施例中的弹力件4为扭簧，当然也可以是其他结构的弹力件，例如弹簧、弹片等，后面的描述中将直接用扭簧表示弹力件4，本领域的技术人员都了解，实际应用中，一般扭簧的两端固定在其他组件上，当其他组件绕弹簧中心旋转时，该扭簧会将
它们拉回初始位置，产生扭矩或者旋转力，在该锁止机构中，扭簧4的一端与锁扣2连接，扭簧4的另一端与锁座1连接，锁扣2绕锁座1转动，锁扣2的初始位置为锁扣2的顶部与锁座1的顶部齐平，即锁扣2与锁舌咬合连接，当锁扣2绕转轴5旋转时，扭簧4会产生相反方向的旋转力，故松开锁扣2，锁扣2会自动回复到初始位置，简化了锁止机构的操作步骤，使其使用更便捷。
[0038]
如图2所示，锁座1包括第一板101、第二板102、侧板103和限位结构106，侧板103的一端与第一板101固定连接，侧板103的另一端与第二板102固定连接，限位结构106设于第一板101上，该锁座1一体成型，第一板101、第二板102和侧板103构成了一个u型结构，第一板101、第二板102和限位结构106位于侧板103的同一侧，该结构便于将锁舌3置于其中，并且具有较好的承担重量的作用，锁舌3为一个长方体结构，当锁止电池后，锁舌3的底部与第二板102相接触，由于平面接触面积大，使其具有较好的承力作用，锁座1上具有一空心槽105，空心槽105用于放置锁扣3，使得锁扣3能穿过锁座1的第一板101与锁舌3咬合，限位结构106设于空心槽105的一侧，限位结构106为一平板结构，限位结构106的底部与锁舌3的顶部部分接触，可以了解到，实际应用中，限位结构106的底部与锁舌3的顶部也不一定接触，具有微小的间隙也是可以的，限位结构106的主要作用是将锁舌3限位于锁座1内，以免由于车辆晃动使得锁扣2在锁舌3的作用下向上弹起，此时，锁舌3顶部无下压力，出现锁舌3向上跳动，甚至晃动出锁座1的情况，锁座1上还设有通孔104，转轴5穿过通孔104并与锁座1连接，从图2还可以看出，第一板101与侧板103、第二板102与侧板103的连接处形成的凹槽的角均为圆弧，而与其对应的锁舌3上的两个角也为圆弧，使得其具有较好的承重力。
[0039]
锁舌3的顶部包括两个平直面和第二齿纹301，锁舌与锁扣1相接触面为一个平直面和第二齿纹301，前端的这个平直面是为了增加锁扣与锁舌之间的接触面积，加大两者之间的受力，而另一个与限位机构106相接触的平直面，同样也是为了增大限位结构106与锁舌之间的作用力，由以上描述及图3可知，锁舌3的底部与第二板102的长度相等，锁舌3的顶部长于大于底座1的空心槽105的内壁的长度。
[0040]
如图2所示，第二齿纹301为锯齿纹，且该锯齿纹指向向锁舌3底部的角朝向侧板103，锯齿纹凸出的角则朝向相反反向，锁扣2设有的与第二齿纹301相配合的第一齿纹203，这种结构的齿纹使用更加便利，当需要将带有锁舌3的电池固定于锁座1内时，由于锁扣的凸起锯齿的朝向与锁舌3的滑入方向一致，则不要打开锁扣2，锁舌3即可直接滑入锁座1内，完成安装固定，操作简单，提高了工作效率。
[0041]
锁扣2分为咬合段201和手柄段202，咬合段201上设有第一齿纹203，咬合段201与第一齿纹203的一面相对的另一面为平面，咬合段201用于与锁舌3咬合连接，咬合段201的一端锁座1接触，且该端的端面为斜面，使得锁扣1抬起或者放下更加顺畅，咬合段201为与锁座1的第一板101相平行的板，手柄段202设于咬合段201的另一端，且与咬合段201的夹角为钝角，手柄段202与侧边的夹角为锐角，手柄段202在外力作用下分离咬合段201和锁舌2，从图2中还可看到，锁扣2上设有与通孔104相配合的第一通孔204，转轴5穿过通孔104和第一通孔204，使得锁扣2与锁座1转动连接。
[0042]
转轴5上套有扭簧4，且扭簧4的一端与锁扣2接触，扭簧4的另一端与锁座1接触。
[0043]
本发明还教示了包括前述的锁止结构的新能源汽车，其包括通过该锁止机构装配至汽车车身的电池包。电池包的的两侧分别安装至少一个上述锁舌3，锁舌3可以时焊接在
电池包壳体上，也可以是锁舌3与电池包外壳一体成型等方式，本领域技术人员还可以想到，在锁舌3上设置安装孔，将锁舌3与电池包通过螺栓固定连接，锁座1与新能源汽车车身固定连接，即第二板102的底部与汽车底盘固定连接。
[0044]
实施例2：
[0045]
参考图1-3并结合图4-6，本发明还提供了另一种实施例，本实施例与实施例主要的不同点在于锁舌3与锁扣2上相配合的咬合结构，以及在该锁止机构上设置了限位板107，为了简化，所以与实施例1中相同部分的内容将不再在赘述，该锁止机构包括锁扣2和锁舌3，锁扣2与锁舌3咬合连接，如图4所示，锁舌3的顶部为第一矩形齿纹302，锁扣2上设有与第一矩形齿纹302相配合的第二矩形齿纹205，该种矩形齿纹便于解锁该锁止结构，同时也增加了锁扣2与锁舌3的接触面积，使得在弹力件4的旋转力的作用下，锁扣2能压紧锁舌3，锁止机构还包括锁座1，锁扣3通过转轴5与锁座1转动连接，转轴5上套有扭簧4，故锁扣3通过扭簧4与锁座弹性连接。
[0046]
结合上述简单说明，可以了解使用本实施例的锁止机构的新能源汽车安装和拆卸电池的步骤如下，首先，将手柄段202朝锁座1的方向施加力，使锁扣3向上抬起；其次，将电池上的锁舌3插入对应的锁座1内，最后，释放施加在锁扣2上的力，使锁扣2与锁舌3咬合。需要说明的是施加在锁扣上的力可以是人工，或者是在车身上还设有施力杆/板。
[0047]
如图5所示为锁座1的一种新的结构，在第一板101上设有两块限位板107，两个限位板107分别设置在第一板101的两侧，限位板107的长度等于第二板102内壁的长度，两个限位板107与第一板101形成一个u形结构，当锁舌3放入锁座1内，锁舌3的侧面与限位板107接触，限制了锁舌3垂直于限位板107方向的位移，增强了锁座1的可靠性。
[0048]
如图6所示，限位板107设置在第二板102的顶部的两侧上，限位板107的底部与第二板102的顶部连接，限位板107的一端与侧板103连接，而且限位板107与锁座1可以一体成型，将限位板107设置在第二板102可以限制锁舌3的底部的位置，以免在汽车行驶过程中由于锁舌3底部的偏移，造成电池的脱落或者接触不良。
[0049]
本申请还教示了带有上述锁舌3的电池包，和包括上述锁止机构的汽车，其中，锁座1设置在汽车底盘上，锁舌3设置在电池包上，电池包通过锁舌3插入锁座1中，从而将电池包固定在汽车底盘上，固定方式包括但不限于焊接。
[0050]
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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