电池箱锁紧装置以及包括该电池箱锁紧装置的电池箱

摘要

本申请涉及电动车辆的电池安装和更换，具体提供一种电池箱锁紧装置。所述装置旨在解决电池箱不能可靠地安装和快速地更换以及不能在行驶过程中防止电池箱松动的问题。为了解决上述问题，所述装置包括安装壳体、螺栓、法兰、弹簧和尖刺麻质盘组件，法兰不能围绕螺栓的轴线方向旋转但是能沿轴向滑动，弹簧能够压迫法兰，使法兰上的尖刺与安装壳体上的麻质盘接合，从而使法兰与螺栓不能相对于安装壳体旋转，螺栓能够将安装壳体连接到电动车的车体上。由于采用了上述结构，所述锁紧装置能够对电池箱进行安全可靠的安装和快速便利的更换并且实现了对电池箱的刚性固定从而能够在行驶过程中防止电池箱松动。

说明书

技术领域

本发明涉及电动车辆的电池安装和更换，具体提供一种电池箱锁紧装置及包括该电池箱锁紧装置的电池箱。

背景技术

我国是一个石油资源相对紧缺的国家，每年需要进口大量原油和成品油。随着汽车保有量的急剧增加，国内燃油供应压力极大。大规模推广电动车辆，既关系到国家石油安全和能源安全，又可以减少汽车对进口石油的依赖。因此，发展电动车辆是保障汽车工业可持续发展的重要战略选择。

电动车辆的电池更换是对电池充电的有益补充。更换电池能实现车辆能量的快速补给，使得电动车辆补充能量如同燃油车加油那样便捷，只不过每次是连同“油箱”一起更换。采用电池更换模式更容易实现电网的“削峰填谷”，也能够有助于提高设备利用效率和降低电网极限负荷。此外，这样还便于电池维护和延长电池寿命，在公交、出租、物流等特定领域具有很高的推广应用价值。

采用电池更换模式来补充能量的电动车辆，很多都将动力电池安装在车辆底盘的方式，使电池与驾乘人员隔开，既提高了车辆的利用空间，又能充分保障驾乘人员的安全，同时也降低了车辆的重心，提升了车辆的操控性能。因此底盘式电池安装及更换技术称为更换电池式电动车辆技术发展的方向。

动力电池是纯电动车辆动力的唯一来源，由于其重量比较重，更换电池时手动更换劳动强度大且有一定的风险，因此大都采用自动化设备来进行更换。在将电池箱安装完毕之后需要对电池箱进行锁紧固定，电池箱安装得越牢固安全性就越高。但在更换电池时又要对电池箱进行解锁，因此电池箱的安装和拆卸越简易快捷越好。因此，锁紧装置直接决定了电池箱在车载时的安全性和可靠性以及在更换时的便捷性。

现有的快速更换电池箱通过锁紧装置与车辆之间实现柔性固定，在车辆行驶过程中电池箱相对于车身会有一定幅度的振动，长期使用会出现电池箱局部变形、车身电池悬挂点变形、锁紧装置局部磨损、电连接器拉弧烧蚀等不良现象，严重危及车辆行驶安全。现有的车载快速更换电电池箱的锁紧装置不能解决上述问题，因此，本领域需要一种既安全可靠又便于更换，还能够在车身长期振动的使用过程中对电池箱防止松动的电池箱锁紧装置。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中电池箱不能安全可靠地安装和快速便利地更换以及不能在车身长期振动的使用过程中对电池箱进行很好地保护的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种电池箱锁紧装置，其特征在于，所述电池箱锁紧装置包括固定到所述电池箱的安装壳体、穿过所述安装壳体的紧固件、部分容纳在所述安装壳体中的法兰、容纳在所述安装壳体中的压紧件以及设置在所述安装壳体与所述法兰之间的防松动构件，所述法兰设置成穿过所述安装壳体的壁并且能相对于所述安装壳体旋转，所述紧固件设置成穿过所述法兰，不能相对于所述法兰旋转但是能够沿着所述法兰轴向滑动，所述紧固件能够将所述安装壳体与所述电池箱一起连接到电动汽车的车体上，在所述紧固件未被操作的状态下，所述压紧件能够压迫所述法兰，使其抵靠到所述安装壳体的内壁上，此时所述防松动构件阻止所述法兰与所述安装壳体相对于彼此旋转。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述安装壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体彼此连接到一起并因此在它们之间形成中间空腔，所述法兰部分容纳在所述中间空腔内，所述压紧件完全容纳在所述中间空腔内，在所述紧固件未被操作的状态下，所述压紧件的一端压紧所述法兰，使其与所述下壳体的内壁接触，所述压紧件的另一端压紧抵靠所述上壳体的内壁。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述防松动构件包括设置在所述法兰上的尖刺状突起和设置在所述下壳体的内壁上的麻质限位盘，或者所述防松动构件包括设置在所述法兰上的麻质限位盘和设置在所述下壳体的内壁上的尖刺状突起。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述紧固件是螺栓并且包括第一端、第二端以及连接在所述第一端与所述第二端之间的轴肩，所述紧固件的第一端延伸穿过所述上壳体上的第一通孔，所述紧固件的第二端延伸穿过所述下壳体上的第二通孔，所述第一端设置有螺纹以便螺纹连接到车体上的螺母中，所述轴肩位于所述中间空腔内并且设置成在所述紧固件未被操作的状态下搭靠在所述法兰上。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述法兰包括一体设置的横向环形部分和竖向环形部分，所述横向环形部分的中央设置有具有非圆形横截面的第三通孔，所述第三通孔与所述竖向环形部分的中心孔连通，所述竖向环形部分穿过所述下壳体上的第二通孔。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述紧固件的第二端具有与所述第三通孔匹配的非圆形横截面并且插入穿过所述第三通孔和所述竖向环形部分的中心孔，使得所述紧固件与所述法兰不能相对于彼此旋转。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述上壳体和所述下壳体的侧面分别设置有数量相同并且位置相对应的连接孔，以便能够用螺栓或铆钉穿过所述连接孔来将所述上壳体与所述下壳体连接到一起。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述紧固件的第二端的端面上设置有非圆形拆装槽。

在上述电池箱锁紧装置的优选实施方式中，所述压紧件是弹簧。

根据发明的另一个方面，提供一种电池箱，所述电池箱包括上述技术方案中任一项所述的电池箱锁紧装置。

需要指出的是，上述“紧固件未被操作的状态”是指紧固件没有被拆装工具拧紧或拧松的状态。相反，由于本发明的特殊结构，“紧固件被操作”不仅包括紧固件被拧紧或拧松，而且还包括法兰被拆装工具顶升的动作。

本领域技术人员容易理解的是，由于具有上述尖刺突起与麻质限位盘的组合结构，本发明的电池箱锁紧装置能够对电池箱进行安全可靠的安装和快速便利的更换，并且实现了对电池箱连接件在周向上的固定，从而能够在车身长期振动的使用过程中有效地防止电池箱松动。

附图说明

图1为根据本发明的电池箱锁紧装置的结构剖视图；

图2为根据本发明的电池箱锁紧装置的第一使用状态剖视图；

图3为根据本发明的电池箱锁紧装置的第二使用状态剖视图；以及

图4为根据本发明的电池箱锁紧装置的第三使用状态剖视图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中按照特定比例绘制了各个构件，但是这仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要对特定构件的尺寸和比例作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为根据本发明的电池箱锁紧装置3的具体实施例的结构示意图。电池箱锁紧装置3包括安装壳体31、螺栓32、法兰33和弹簧34。法兰33设置成不能围绕螺栓32的轴线旋转但是可以沿螺栓32的轴线相对于所述螺栓32滑动。具体地，可以将螺栓32的一端(图1中螺栓32的下端)设置成具有非圆形横截面(例如六边形横截面)，并且在法兰33的横向环形部分的中央位置设置具有相同形状并且尺寸稍大一些的孔，当螺栓32的非圆形横截面端插入到法兰33的横向环形部分的非圆形横截面孔中时，便可以实现上述目的。弹簧34能够压迫法兰33使其与安装壳体31的内壁压紧接触。法兰33与安装壳体31彼此接触的面可以具有较大的摩擦系数以便在两者相互压紧接触时相互的摩擦力较大，从而不能相对于彼此滑动。然而，在优选实施方式中，法兰33和安装壳体31的接触面设置有“尖刺麻质盘组件”。具体地，所述“尖刺麻质盘组件”包括尖刺突起315和麻质限位盘314，麻质限位盘314由麻纤维挤压成型，然后用金属箍固定，尖刺状金属物易于压入，拔出后刺孔会自动闭合。更具体地，法兰33的接触面可设置有尖刺突起315，安装壳体31的接触面可设置有麻质限位盘314；或者法兰33的接触面设置有麻质限位盘314，下壳部分的接触面设置有尖刺突起315。这样一来，当法兰33与安装壳体31压紧接触时，尖刺突起315扎入麻质限位盘314中，使法兰33不能相对于安装壳体31转动，从而螺栓32也无法相对于安装壳体31转动，因此避免了锁紧的电池箱2出现松动。

接下来参阅图2，安装壳体31固定到电池箱2上，螺栓32能够将安装壳体31连同电池箱2一起螺纹连接到电动汽车的车体1上的螺母11中。虽然在一个具体实施方式中螺栓32上设置有外螺纹(如附图所示)并且安装基部设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹(附图中未示出)，但是根据本发明的电池箱锁紧装置3还可以设置成螺栓32上具有内螺纹(附图中未示出)并且安装基部上具有与所述内螺纹相匹配的外螺纹(附图中未示出)。应当指出的是，图2中所示的支撑架12可以是电动车辆本体也可以是安装在电动车辆本体上的用于安装电池箱的零部件。

在优选实施方式中，安装壳体31包括上壳体311和下壳体312，上壳体311与下壳体312在侧面通过铆钉313铆接到一起，并因此在二者之间形成中间空腔，法兰33的横向环形部分容纳在该中间空腔内，弹簧34完全容纳在所述中间空腔内。弹簧34的一端压紧法兰33使其与下壳体312的内壁压紧接触，弹簧34的另一端压紧接触上壳体311的内壁。在本发明中，“压紧接触”是指两个部件相互接触并且给彼此施加有压力。

在优选实施方式中，螺栓32包括第一端、第二端以及连接在第一端与第二端之间的轴肩。螺栓32贯穿所述中间空腔，螺栓32的第一端延伸穿过上壳体311上的通孔并且露出一部分，法兰33的竖向环形部分以及容纳在其中的螺栓32的第二端延伸穿过下壳体312上的通孔并且向下露出一部分。螺栓32的第一端(上端)设置有螺纹以便螺纹连接到车体1上的螺母11，螺栓32的第二端(下端)设置成具有非圆形横截面并且插入到所述法兰的竖向环形部分中的匹配的非圆形通孔之中，从而使得螺栓32与法兰33不能相对于彼此旋转，但是可以沿螺栓32的轴线方向轴向滑动。在优选实施方式中，螺栓32的第二端的端面上设置有非圆形拆装槽-例如内六角形拆装槽。拆装工具4具有与所述非圆形拆装槽相匹配的凸出部分，所述凸出部分插入所述拆装槽并且使所述螺栓32旋转，以便使螺栓32随着旋转而将其安装到螺母11或者从螺母11中拆卸下来。所述螺栓32的轴肩位于所述中间空腔内并且搭靠在法兰33的横向环形部分上。在本发明中，所述“轴肩”的至少一部分在垂直于螺栓32的轴线的方向上尺寸大于螺栓32的第一端和第二端，并且也大于螺栓32的第一端穿过的上壳体311的通孔以及法兰33的横向环形部分上的螺栓32的第二端穿过的通孔，从而可以限制螺栓32的轴向移动程度。也就是说，所述“轴肩”不会沿上下方向移动出所述中间空腔。

优选地，安装壳体31的上壳体311连接到电池箱2，下壳体312与法兰33的横向环形部分相互压紧接触。上壳体311包括上壁和侧壁，并且下壳体312包括下壁和侧壁。如前面提及的，上壳体311在其上壁上设置上壳通孔并且下壳体312的在其下壁上设置有下壳通孔。螺栓32的第一端延伸穿过所述上壳通孔，并且法兰33的竖向环形部分以及其中容纳的螺栓32的第二端延伸穿过所述下壳通孔，并且法兰33的竖向环形部分能够在所述下壳通孔中旋转。上壳体311和下壳体312在它们侧壁上分别设置有数量相同并且位置相对应的连接孔。可以用螺栓或铆钉313穿过这些连接孔来将上壳体311与下壳体312连接到一起。

继续参阅图2，图2为根据本发明的电池箱锁紧装置3的第一使用状态剖视图。如图2所示，车体1上设置有支撑架12和安装在支撑架12上的螺母11。在图2所示的状态中，锁紧装置3刚开始靠近车体1，拆装工具4还没有插入螺栓32的下端。

接下来参阅图3，图3为根据本发明的电池箱锁紧装置3的第二使用状态剖视图。在图3所示的状态中，拆装工具4插入螺栓32第二端的非圆形拆卸槽中并且转动和向上推动螺栓32与法兰33，使得弹簧34被向上挤压。关于此点，需要指出的是，拆装工具4的形状需要设置成，当其对螺栓32进行操作时可以同时顶升法兰33。相应地，法兰33与安装壳体31的下壳体312的接触面分开并且形成一定间隙，尖刺突起315从麻质限位盘314中拔出。这样一来，法兰33并且因此螺栓32就可以相对于安装壳体31沿着图中箭头所示的方向旋转，螺栓32与螺母11可以螺纹连接，从而能够将电池箱2锁紧安装到车体1上。当然，如果操作者使用拆卸工具插入螺栓32第二端的端部的非圆形拆卸槽中并且向上推动螺栓32，随后反向转动螺栓32就可以解除螺栓32与螺母11之间的螺纹连接，从而可以从车体1上拆下电池箱2。

图4为根据本发明的电池箱锁紧装置的第三使用状态剖视图。在图4所示的状态中，电池箱2被锁紧，拆装工具4被撤掉，此时在弹簧34的压力作用下法兰33向下运动，安装壳体31与法兰33之间的间隙消失，法兰33的横向环形部分的下表面上的尖刺突起315重新扎入下壳体312的内壁上的麻质限位盘314，从而使螺栓32和法兰33无法相对于安装壳体31转动。本领域技术人员熟知的是，在电动车辆的使用过程中，如果电池箱2受到振动和应力而迫使夹紧安装它的螺纹连接有松动的趋势，那么螺栓32必定要相对于安装壳体31旋转。由于采用了本发明的结构，螺栓32与安装壳体31不能相对于彼此旋转。因此，对电池箱2的夹紧安装不会松动。

本发明还提供了一种电池箱，所述电池箱使用至少一个根据本发明的锁紧装置3进行锁紧。所述电池箱包括用于所述螺栓32穿过的通孔。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。