一种快速换电装置及汽车制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种快速换电装置，包括车身支架、电池包支架、锁止装置和驱动装置；所述车身支架固定在车身上，并通过锁止装置与所述电池包支架连接；所述锁止装置包括螺杆，所述螺杆设有内螺纹和限位杆，在所述内螺纹上方设置空腔和径向滑孔，在所述径向滑孔内设有若干个可凸出螺杆表面并锁止在所述车身支架上的第一高强度钢珠，在所述第一高强度钢珠下方设有通过限位杆推动的第二高强度钢珠，所述限位杆与所述驱动装置相连；所述驱动装置设置在所述电池包支架上，本发明专利技术还提供一种汽车；本发明专利技术通过几何位置精确定位后并锁死，没有间隙，减小电池的振动，同时锁止装置安全耐久，操作方便快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种快速换电装置及汽车
本专利技术涉及汽车领域，特别涉及一种快速换电装置及汽车。
技术介绍
随着能源危机和环境污染逐渐加剧，电动汽车发展越来越紧迫。但是制约电动汽车的续航和充电难问题一直得不到有效的解决。市场上的电动汽车五花八门，但是续航里程和充电体验得不到消费者的认可。现在的充电模式有快充和慢充2种：快充最快也需要30分钟，等待时间长，对电池的损害大，严重影响电池使用寿命；慢充比较保护电池但是等待时间太长，一次充电需要6到7小时，并且拥有私人充电桩的数量较少。这种充电难，充电不方便的情况目前仍然无法解决。所以一种电池快换的解决方案就应运而生，电池快换是将车上电量不足的电池快速拆卸下来，换上充满电的电池。将拆下来电量不足的电池采用夜间慢充，既保护电池，又能利用波谷的低价电。用户不用购买电池，采用买车租赁电池的方式大大降低了用车的成本。专利CN102390364A“一种车载动力电池锁止装置”披露了一种以车载动力电池为动力源的电动汽车。该换电系统包括：电池快换单元、锁挡单元，该快换单元用于装载动力电池。锁止单元安装在车体内，使用时，电池快换单元的卡扣部插入到锁止单元的卡槽内，再通过锁挡单元挡住电池快换单元，这样，就能够将电池快换单元固定在车体内。专利CN106427514A“锁止装置及电动汽车”披露了一种锁止装置及电动汽车，该锁止装置包括：锁基座、锁体、锁连杆、锁轴。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同时锁定。目前电池快换有三种技术路线，分别存在以下问题：1)一种是侧面换电，虽然整体结构简单，但仅限位电池安装侧面，缺乏车辆定位，电池与车身的固定不牢靠，锁扣存在间隙，电池在车辆快速运行中容易晃动，存在安全隐患；2)第二种是分仓换电，这种换电方式是将电池分成2块，分别安装在汽车前舱和后仓，拆卸电池时就像拆卸发动机一样，虽然简单方便，便于人工操作，但是不利于自动化，机械化程度低，而且将电池分开安装，拆卸时耗费时间过长不利于用户体验；3)第三种是从汽车底部更换电池，目前底部换电有两种锁止方式：一种是采用联动锁止机构，操作简单但是容易出现故障，易卡死、不能拆卸和不能安装的故障，重则电池包掉落；一种是采用螺栓锁紧，这种方法结构简单，但是电池重量由螺栓承担，且力矩较大，在循环拆卸螺栓的情况下，螺栓容易疲劳损坏。以上电池更换方式中的锁止机构都不同程度的存在以下问题：(1)不能锁死。电池包被锁止之后，锁钩与锁扣之间仍存在间隙，从而使得车辆在运动状态下时导致电池包晃动。(2)可靠度不足。无论是螺纹锁紧还是卡扣锁止都存在寿命短，易疲劳损坏，如螺纹滑丝、卡扣不灵、卡扣卡滞等问题。(3)拆装电池不方便，设备复杂。综上所述，换电机构的耐久性可靠性急需解决。本专利技术就是要解决电池更换机构的锁止装置无法锁死，疲劳寿命短的缺陷，专利技术一种新的锁止机构，同时兼顾安全耐久、方便快速、成本低廉的电池更换机构。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种快速换电装置及汽车。为了解决上述问题，本专利技术提供一种快速换电装置，包括车身支架、电池包支架、锁止装置和驱动装置。具体地，所述车身支架固定在车身上，并通过锁止装置与所述电池包支架连接。具体地，所述电池包支架用于固定电池包。具体地，所述锁止装置包括螺杆，所述螺杆设有内螺纹和限位杆，在所述内螺纹上方设置空腔和径向滑孔，在所述径向滑孔内设有若干个可凸出螺杆表面并锁止在所述车身支架上的第一高强度钢珠，在所述第一高强度钢珠下方设有通过限位杆推动的第二高强度钢珠，所述第二高强度钢珠直径要大于所述第一高强度钢珠；所述限位杆与所述驱动装置相连。具体地所述驱动装置设置在所述电池包支架上。进一步地，所述车身支架焊接在下车身上，所述电池包支架焊接在电池包。作为可选地，所述限位杆为丝杆。具体地，所述丝杆外螺纹与所述螺杆的内螺纹啮合，旋转所述丝杆控制所述丝杆沿着所述螺杆内螺纹方向径向运动。进一步地，所述车身支架和所述电池包支架在相对位置开设相同大小的孔，所述孔直径与所述螺杆横切面直径一致，通过螺杆连接所述车身支架和电池包支架。进一步地，车身支架在开孔内部设置环形限位槽，所述限位槽与所述径向滑孔的位置相对应。具体地，所述径向滑孔为变直径孔，所述径向滑孔的最小直径略小于所述第一高强度钢珠直径，用于阻止所述第一高强度钢珠的脱落。优选地，所述第一高强度钢珠为四个，所述径向滑孔为四个。进一步地，所述螺杆固定在电池包支架上，所述第一高轻度钢珠受到第二高强度钢珠向上的挤压，使得第一高强度钢珠沿着径向滑孔向径向运动，第一高强度钢珠钢球的外伸并卡入对应的限位槽，可实现类似螺栓的锁紧功能，车身支架和电池包支架通过这种方式固定。进一步地，所述驱动装置包括：步进电机，与所述丝杆连接，用于控制丝杆的旋转；电源正极，用于提供电流；信号线，用于发送解锁或者上锁信号；信号接收器，用于接收平台发出的指令信号；电机控制器，根据信号指令控制所述步进电机的旋转，当电机控制器检测到信号线的解锁信号时，电机控制器给电机通反向电流，步进电机接收电流信号反向运转，电池包解锁；当电机控制器检测到信号线的上锁信号时，电机控制器给电机通正向电流，步进电机接收电流信号正向运转，电池包上锁。具体地，所述步进电机设置在所述电池包支架上，所述丝杆与所述步进电机通过啮合连接，通过所述步进电机的转动来驱动所述丝杆的旋转。通过上述提供的一种快速换电装置，本专利技术还提供了一种汽车，所述汽车为纯电动汽车或混合动力汽车，所述汽车上设有上述提供的一种快速换电装置。由于上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术的电动汽车快速换电装置，通过第一高强度钢球和第二高强度钢珠实现几何卡位锁死，电池包的重力承担在钢珠和车身连接件上，钢珠与车身连接件通过几何形状卡死，没有间隙可承担高强度的荷载，安全可靠。2)本专利技术的电动汽车快速换电装置，所述丝杆承担较少重力，主要是相当于一个开关的作用，没有疲劳损坏，使用寿命长安全可靠。3)本专利技术的电动汽车快速换电装置，与常规的螺栓换电机构相比：常规的采用螺栓紧固电池包，螺栓承担电池包的重力，所以每次紧固时必须达到一定力矩，虽紧固牢靠，但是耐久性不好，在高频次的拆卸螺栓，再加上较大的力矩，会使得螺栓疲劳损伤，出现滑丝，螺栓断裂等故障，轻者电池包安装故障，严重的电池包会掉落，存在安全隐患。而本专利技术则耐久性更好，电池拆装简单快捷，成本更低。4)本专利技术的电动汽车快速换电装置，通过安装在电池包上的步进电机，来驱动丝杆的旋转运动，进而实现本锁止装置的自动上锁和解锁过程，由电池包自己拆装，定位简单方便成本低，可实现操作方便快捷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它附图。图1是本专利技术所述的电动汽车快速换电装置中锁止装置的结构图；图2是本专利技术所述的电动汽车快速换电装置中锁止装置的内部结构图；图3是本专利技术所述的电动汽车快速换电装置中电池包与车身的连接情况图解；图4是本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速换电装置，其特征在于，包括车身支架(1)、电池包支架(2)、锁止装置(3)和驱动装置(4)；所述车身支架(1)固定在车身上，并通过锁止装置(3)与所述电池包支架(2)连接；所述锁止装置(3)包括螺杆(31)，所述螺杆(31)设有内螺纹和限位杆(32)，在所述内螺纹上方设置空腔和径向滑孔(313)，在所述径向滑孔(313)内设有若干个可凸出螺杆表面并锁止在所述车身支架(1)上的第一高强度钢珠(311)，在所述第一高强度钢珠(311)下方设有通过限位杆(32)推动的第二高强度钢珠(312)，所述限位杆(32)与所述驱动装置(4)相连；所述驱动装置(4)设置在所述电池包支架(2)上。

【技术特征摘要】
1.一种快速换电装置，其特征在于，包括车身支架(1)、电池包支架(2)、锁止装置(3)和驱动装置(4)；所述车身支架(1)固定在车身上，并通过锁止装置(3)与所述电池包支架(2)连接；所述锁止装置(3)包括螺杆(31)，所述螺杆(31)设有内螺纹和限位杆(32)，在所述内螺纹上方设置空腔和径向滑孔(313)，在所述径向滑孔(313)内设有若干个可凸出螺杆表面并锁止在所述车身支架(1)上的第一高强度钢珠(311)，在所述第一高强度钢珠(311)下方设有通过限位杆(32)推动的第二高强度钢珠(312)，所述限位杆(32)与所述驱动装置(4)相连；所述驱动装置(4)设置在所述电池包支架(2)上。2.根据权利要求1所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述限位杆(32)为丝杆。3.根据权利要求2所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述丝杆外螺纹与所述螺杆(31)的内螺纹啮合。4.根据权利要求1所述的一种快速换电装置，其特征在于，所述车身支架(1)和所述电池包支架(2)在相对位置开设相同大小的定位孔，所述定位孔的直径与所述螺杆(31)横切面直径一致。5.根据权利要求1或2所述的一种快速换电装置，其特征在于，车身...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海林，王志海，金锐超，王文涛，吴东升，孙华，韩磊，张志强，杨全凯，
申请(专利权)人：浙江吉智新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33