联动式防爆电池快换装置的制作方法

1.本发明涉及电动汽车领域，更具体地说，涉及一种电动汽车的联动式防爆电池快换装置。


背景技术：

2.采用电池供电的电动汽车因其节能环保的优点得到广泛应用。为了保证电动汽车的安全性，其往往采用高安全系数材料制造，能够有效遏制电池爆炸的防爆电池。受电动汽车整车空间限制和防爆电池本身能量密度低的制约，当前纯电动汽车的一次充电行驶里无法满足出租车、物流车等长途行驶车辆的使用。为了解决此问题，现有技术的防爆电池往往可以进行手动更换。即固定防爆电池的电池托架是通过螺钉或者螺栓固定在固定基座上。当需要更换防爆电池时，手动拧开螺钉和螺栓，取下电池托架，更换电池托架上的防爆电池后，再将电池托架放回固定基座，手动锁紧，操作繁琐，解锁时间长，影响效率，而且没有安全失效模式。一旦操作人员疏忽，没有拧紧，这存在电池托架晃动或者脱落的风险。
3.为了能解决这一技术问题，申请人设计了一种安全失效式防爆电池快换装置，通过在快换机构的四个角分别设置液压驱动机构、锁紧机构和弹性机构来实现简单高效的电池快换并且能够在液压驱动机构漏油失效也能保证安全。然而这一设计同样存在一定缺陷。因为需要在快换机构的四个角分别设置液压驱动机构，因此结构复杂，故障率高。同时，液压驱动机构需要采用高压油管驱动，因此多个液压驱动机构需要设置多根油管，高压油管容易爆裂，泄露，溢流而引起失效。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种联动式防爆电池快换装置，通过采用一个液压驱动机构就可以驱动四个锁紧机构联动锁紧，因此结构简单、故障率低且所需油管较少，不容易发生泄漏失效。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种联动式防爆电池快换装置，包括电池托架、快换基座、锁紧机构、联动机构和液压驱动机构；所述电池托架上固定设置防爆电池，多个所述锁紧机构分别设置在所述快换基座上以将所述电池托架锁紧在所述快换基座上，每个所述锁紧机构连接所述联动机构，所述液压驱动机构固定在所述快换基座上并驱动所述联动机构动作，进而同时驱动所述多个锁紧机构动作以解锁锁紧在所述快换基座上的所述电池托架。
6.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述联动机构包括中间传动板和旋转固定轴；所述中间传动板的各个端部分别传动连接一个锁紧机构，所述中间传动板通过所述旋转固定轴固定在所述快换基座的中部，所述液压驱动机构传动连接所述中间传动板并且驱动所述中间传动板围绕所述旋转固定轴在锁紧位置和解锁位置之间旋转。
7.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述中间传动板进一步包括设置在其中央的凸起，所述快换基座上设置机械固定销，在所述中间传动板转动到所述锁紧位置
时，所述机械固定销顶靠所述凸起以固定所述中间传动板。
8.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述液压驱动机构包括一个液压驱动油缸、用于控制所述液压驱动油缸的液压手柄阀，以及用于安装所述液压手柄阀的阀座，所述液压驱动油缸的活塞杆连接所述中间传动板的一端，所述液压驱动油缸在受到所述液压手柄阀的驱动时，推动所述活塞杆做直线往复运动以驱动所述中间传动板围绕所述旋转固定轴在所述锁紧位置和所述解锁位置之间旋转。
9.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，每个锁紧机构包括连杆、基部和旋转部，所述基部固定在所述快换基座上，所述旋转部设置在所述基部上方且所述旋转部的下方连接所述连杆的一端，所述连杆的另一端连接所述中间传动板的一端，所述连杆在所述中间传动板的驱动下推动所述旋转部围绕所述基部旋转以解锁或锁紧所述电池托架。
10.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述电池托架包括围成矩形托架的第一托架安装板、第二托架安装板、第三托架安装板和第四托架安装板；所述第一托架安装板和所述第二托架安装板分别形成阶梯结构，所述阶梯结构上正对每个所述锁紧机构的位置分别设置凸块和固定位，在所述锁紧机构的所述旋转部在所述连杆的驱动下旋转到锁紧位时，所述旋转部卡在所述凸块和所述固定位之间以固定所述电池托架。
11.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述快换基座包括围成矩形基座框架的第一基座安装板、第二基座安装板、第三基座安装板和第四基座安装板，以及设置在所述快换框架中央位置的中央固定板；其中所述第一基座安装板、所述第二基座安装板和所述中央固定板彼此平行，所述中间传动板通过所述旋转固定轴固定在所述中央固定板上；两个锁紧机构对称设置在所述第一基座安装板两端，两个锁紧机构对称设置在所述第二基座安装板两端。
12.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述第三基座安装板和所述第四基座安装板的外侧分别设置朝向所述电池托架延伸的多个电池挡板，所述电池挡板包括固定在所述快换框架上的固定底板和从所述固定底板向上延伸的竖直挡板，所述竖直挡板的上部向外倾斜以便于所述防爆电池的放入。
13.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述第一基座安装板和所述第二基座安装板的外侧，以及所述第三基座安装板和所述第四基座安装板的内侧分别设置朝向所述电池托架延伸的多个托架卡块，所述托架卡块卡合所述电池托架的内侧。
14.在本发明所述的联动式防爆电池快换装置中，所述第三基座安装板和所述第四基座安装板的两端分别套设矩形卡块，所述第三托架安装板和所述第四托架安装板上正对所述矩形卡块的位置设置卡槽。
15.本发明利用了电动汽车自身的高压油作为驱动，通过一个液压驱动机构驱动联动机构动作，进而推动连接所述联动机构的多个锁紧机构动作以解锁锁紧在快换基座上的电池托架，因此采用一个液压驱动机构就可以驱动多个锁紧机构联动锁紧和解锁，因此结构简单、故障率低且所需油管较少，不容易发生泄漏失效。同时，采用液压驱动机构一方面可以实现方便的液压操控，因此省时省力，另一方面锁紧机构需要在所述液压驱动机构的驱动下进行才能解锁，如果液压驱动机构无法动作，锁紧机构无法解锁，因此可以保证人工疏忽导致的电池托架晃动或脱落造成的安全风险。进一步地，采用机械固定销可以防止锁紧机构在车辆运行中松动而自动解锁风险。
附图说明
16.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
17.图1是本发明的联动式防爆电池快换装置的结构示意图；
18.图2是图1所示的联动式防爆电池快换装置的电池托架、快换基座、锁紧机构、联动机构和液压驱动机构的优选实施例的组装结构示意图；
19.图3是图1所示的联动式防爆电池快换装置在快换基座、电池托架和锁紧机构锁紧时的状态示意图；
20.图4是图1所示的联动式防爆电池快换装置在快换基座、电池托架和锁紧机构解锁时的状态示意图。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.图1是本发明的联动式防爆电池快换装置的结构示意图。如图1所示，本发明的联动式防爆电池快换装置包括电池托架200、快换基座300、锁紧机构400、联动机构600和液压驱动机构500。所述电池托架200上固定设置防爆电池100。多个所述锁紧机构400分别设置在所述快换基座300上以将所述电池托架200锁紧在所述快换基座300上，每个所述锁紧机构400连接所述联动机构600，所述液压驱动机构500固定在所述快换基座300上并驱动所述联动机构600动作，进而同时驱动所述多个锁紧机构400动作以解锁锁紧在所述快换基座300上的所述电池托架200。
23.由于电动汽车本身会使用高压油作为驱动。而在本发明中，利用了电动汽车自身的高压油作为驱动，通过液压驱动机构500驱动所述联动机构600动作，进而推动连接所述联动机构600的多个锁紧机构400动作以解锁锁紧在快换基座300上的电池托架200，或者将电池托架200锁紧在快换基座300上。一方面可以实现方便的液压操控，因此省时省力，另一方面锁紧机构400需要在所述液压驱动机构500的驱动下进行才能解锁，如果液压驱动机构500无法动作，锁紧机构400无法解锁，因此可以保证人工疏忽导致的电池托架晃动或脱落造成的安全风险。由于采用一个液压驱动机构就可以驱动多个锁紧机构联动锁紧和解锁，因此结构简单、故障率低且所需油管较少，不容易发生泄漏失效。
24.如图1所示，所述电池托架200包括围成矩形托架的托架安装板210、托架安装板220、托架安装板230和托架安装板240。所述托架安装板210和所述托架安装板220彼此平行且分别形成彼此相对的l形阶梯结构。所述快换基座300包括围成矩形基座框架的基座安装板310、基座安装板320、基座安装板330和基座安装板340，以及设置在所述快换框架中央位置的中央固定板350；其中所述基座安装板310、所述基座安装板320和所述中央固定板350彼此平行。所述基座安装板330和基座安装板340彼此平行。所述中央固定板350为矩形板。
25.图2是图1所示的联动式防爆电池快换装置的电池托架、快换基座、锁紧机构、联动机构和液压驱动机构的优选实施例的组装结构示意图。如图2所示，所述联动机构600包括中间传动板610和旋转固定轴620。所述中间传动板610通过所述旋转固定轴620固定在所述中央固定板350上。所述中间传动板610的尺寸与所述中央固定板350的尺寸匹配并且其四
个边缘分别切掉边角以便于其围绕所述旋转固定轴620旋转。两个锁紧机构400对称设置在所述基座安装板310两端，两个锁紧机构400对称设置在所述基座安装板320两端。所述中间传动板610的各个端部分别传动连接一个锁紧机构400，所述中间传动板610通过所述旋转固定轴620固定在所述快换基座300的中部，所述液压驱动机构500传动连接所述中间传动板610并且驱动所述中间传动板610围绕所述旋转固定轴620在锁紧位置和解锁位置之间旋转。
26.进一步如图2所示，每个锁紧机构400包括连杆410、基部420和旋转部430，所述基部420固定在所述快换基座300上，即所述快换基座300的所述基座安装板310两端或者所述基座安装板320的两端。所述旋转部430设置在所述基部420上方且所述旋转部430的下方连接所述连杆410的一端，所述连杆410的另一端连接所述中间传动板610的一端，即中间传动板610的一个边缘位置。所述连杆410在所述中间传动板610的驱动下推动所述旋转部430围绕所述基部420旋转以解锁或锁紧所述电池托架200。
27.进一步如图1-2所示，所述液压驱动机构500包括一个液压驱动油缸510、用于控制所述液压驱动油缸510的液压手柄阀520，以及用于安装所述液压手柄阀520的阀座。如图2所示，所述液压驱动油缸510的活塞杆511连接所述中间传动板610的一端，所述液压驱动油缸510固定在所述基座安装板340的中央位置。所述液压驱动油缸510在受到所述液压手柄阀520的驱动时，推动所述活塞杆511做直线往复运动以驱动所述中间传动板610围绕所述旋转固定轴620在所述锁紧位置和所述解锁位置之间旋转。由于中间传动板610与每个锁紧机构400的连杆410连接，各个连杆410将随着中间传动板610的旋转运动，从而推动所述旋转部430围绕所述基部420旋转，从而使得旋转部430转动到抵靠锁紧所述电池托架200的侧边的锁紧位置，即容置在托架安装板的l型阶梯结构中的位置，或者转动到平行于所述电池托架200的侧边的解锁位置。
28.进一步如图1所示，所述托架安装板210和所述托架安装板220彼此平行且分别形成彼此相对的l形阶梯结构。在所述l形阶梯结构上正对每个所述锁紧机构400的位置分别设置凸块211和固定位212。如图2所示，在所述锁紧机构400的所述旋转部430在所述连杆410的驱动下旋转到锁紧位时，所述旋转部430卡在所述凸块211和所述固定位212之间以固定所述电池托架200。
29.进一步如图1所示，所述中间传动板610进一步包括设置在其中央的三角形凸起630。所述快换基座300上设置机械固定销700，在所述中间传动板610转动到所述锁紧位置时，所述机械固定销700顶靠所述凸起630以固定所述中间传动板610。这样，可以防止锁紧机构在车辆运行中松动而自动解锁风险。
30.进一步如图2所示，所述基座安装板330和所述基座安装板340的外侧分别设置朝向所述电池托架200延伸的多个电池挡板360。所述电池挡板360包括固定在所述快换框架上的固定底板和从所述固定底板向上延伸的竖直挡板，所述竖直挡板的上部向外倾斜以便于所述防爆电池100的放入。设置这些电池挡板360可以在所述防爆电池100、所述电池托架200和快换基座300安装到一起时对防爆电池100起到固定作用。
31.进一步如图2所示，所述基座安装板310和320的外侧，以及基座安装板330和340的内侧分别设置朝向所述电池托架200延伸的多个托架卡块370，所述托架卡块370卡合所述电池托架200的内侧。设置托架卡块370可以在所述电池托架200和快换基座300安装到一起
时，进一步对所述电池托架200起到固定作用。
32.进一步如图1所示，所述基座安装板330和所述基座安装板340的两端分别套设矩形卡块380，所述托架安装板230和所述托架安装板240上正对所述矩形卡块380的位置设置卡槽250。如图2所示，在所述电池托架200和快换基座300安装到一起时，所述矩形卡块380容置在所述卡槽250中，从而更进一步对所述电池托架200起到固定作用。
33.图3是图1所示的联动式防爆电池快换装置在快换基座、电池托架和锁紧机构锁紧时的状态示意图。图4是图1所示的联动式防爆电池快换装置在快换基座、电池托架和锁紧机构解锁时的状态示意图。下面结合图1-4对本发明的联动式防爆电池快换装置的原理和过程说明如下。
34.四个锁紧机构400对称设置在快换基座300的平行基座安装板310、基座安装板320上，其连杆410分别连接中间传动板610的四个端部，从而形成连杆式联动结构。所述液压驱动油缸510设置在基座安装板320的中部，且其活塞杆511的一端连接中间传动板610面向所述液压驱动油缸510的一侧的端部。在需要锁紧电池托架200时，如果此时液压驱动机构500运行正常，即液压驱动油缸510中的液压油压力正常，且液压手柄阀520可以正常工作。那么更换人员可以操作液压手柄阀520。此时，所述液压驱动油缸510在受到所述液压手柄阀520的驱动时，推动所述活塞杆511做直线运动，即向上延伸，这时将推动所述中间传动板610围绕所述旋转固定轴620顺时针旋转。此时所述中间传动板610与四个锁紧机构400的连杆410均保持连接，因此，所述中间传动板610的旋转运动将带动连杆410运动。由于锁紧机构400均为对称设置，因此如图3所示，所述活塞杆511做直线运动，即向上延伸时，将推动所述中间传动板610顺时针运动，从而推动与其连接的锁紧机构400的连杆410带动其旋转部420旋转到抵靠锁紧所述电池托架200的侧边的锁紧位置，即容置在托架安装板的l型阶梯结构中的位置，从而锁紧电池托架200到快换基座300。此时，所述中间传动板610进一步包括设置在其中央的三角形凸起630。基座安装板320上还设置机械固定销700，在所述中间传动板610转动到所述锁紧位置时，所述机械固定销700顶靠所述凸起630以固定所述中间传动板610。这样，可以防止锁紧机构在车辆运行中松动而自动解锁风险。
35.而需要将电池托架200从快换基座300解锁时，如图4所示，可以反向操作液压手柄阀520，推动所述活塞杆511做缩回运动，这时将拉动所述中间传动板610围绕所述旋转固定轴620逆时针旋转。因此，所述中间传动板610的旋转运动将带动连杆410运动。由于锁紧机构400均为对称设置，因此如图4所示，所述活塞杆511做缩回运动时，将拉动所述中间传动板610逆时针运动，从而拉动与其连接的锁紧机构400的连杆410带动其旋转部420旋转90度到平行于所述电池托架200的侧边的解锁位置。此时所述机械固定销700滑过所述凸起630以解除锁紧。
36.本发明利用了电动汽车自身的高压油作为驱动，通过一个液压驱动机构驱动联动机构动作，进而推动连接所述联动机构的多个锁紧机构动作以解锁锁紧在快换基座上的电池托架，因此采用一个液压驱动机构就可以驱动多个锁紧机构联动锁紧和解锁，因此结构简单、故障率低且所需油管较少，不容易发生泄漏失效。同时，采用液压驱动机构一方面可以实现方便的液压操控，因此省时省力，另一方面锁紧机构需要在所述液压驱动机构的驱动下进行才能解锁，如果液压驱动机构无法动作，锁紧机构无法解锁，因此可以保证人工疏忽导致的电池托架晃动或脱落造成的安全风险。进一步地，采用机械固定销可以防止锁紧
机构在车辆运行中松动而自动解锁风险。
37.虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
38.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种联动式防爆电池快换装置，其特征在于，包括电池托架、快换基座、锁紧机构、联动机构和液压驱动机构；所述电池托架上固定设置防爆电池，多个所述锁紧机构分别设置在所述快换基座上以将所述电池托架锁紧在所述快换基座上，每个所述锁紧机构连接所述联动机构，所述液压驱动机构固定在所述快换基座上并驱动所述联动机构动作，进而同时驱动所述多个锁紧机构动作以解锁锁紧在所述快换基座上的所述电池托架。2.根据权利要求1所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述联动机构包括中间传动板和旋转固定轴；所述中间传动板的各个端部分别传动连接一个锁紧机构，所述中间传动板通过所述旋转固定轴固定在所述快换基座的中部，所述液压驱动机构传动连接所述中间传动板并且驱动所述中间传动板围绕所述旋转固定轴在锁紧位置和解锁位置之间旋转。3.根据权利要求2所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述中间传动板进一步包括设置在其中央的凸起，所述快换基座上设置机械固定销，在所述中间传动板转动到所述锁紧位置时，所述机械固定销顶靠所述凸起以固定所述中间传动板。4.根据权利要求2或3所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述液压驱动机构包括一个液压驱动油缸、用于控制所述液压驱动油缸的液压手柄阀，以及用于安装所述液压手柄阀的阀座，所述液压驱动油缸的活塞杆连接所述中间传动板的一端，所述液压驱动油缸在受到所述液压手柄阀的驱动时，推动所述活塞杆做直线往复运动以驱动所述中间传动板围绕所述旋转固定轴在所述锁紧位置和所述解锁位置之间旋转。5.根据权利要求4所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，每个锁紧机构包括连杆、基部和旋转部，所述基部固定在所述快换基座上，所述旋转部设置在所述基部上方且所述旋转部的下方连接所述连杆的一端，所述连杆的另一端连接所述中间传动板的一端，所述连杆在所述中间传动板的驱动下推动所述旋转部围绕所述基部旋转以解锁或锁紧所述电池托架。6.根据权利要求5所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述电池托架包括围成矩形托架的第一托架安装板、第二托架安装板、第三托架安装板和第四托架安装板；所述第一托架安装板和所述第二托架安装板分别形成阶梯结构，所述阶梯结构上正对每个所述锁紧机构的位置分别设置凸块和固定位，在所述锁紧机构的所述旋转部在所述连杆的驱动下旋转到锁紧位置时，所述旋转部卡在所述凸块和所述固定位之间以固定所述电池托架。7.根据权利要求6所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述快换基座包括围成矩形基座框架的第一基座安装板、第二基座安装板、第三基座安装板和第四基座安装板，以及设置在所述快换框架中央位置的中央固定板；其中所述第一基座安装板、所述第二基座安装板和所述中央固定板彼此平行，所述中间传动板通过所述旋转固定轴固定在所述中央固定板上；两个锁紧机构对称设置在所述第一基座安装板两端，两个锁紧机构对称设置在所述第二基座安装板两端。8.根据权利要求7所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述第三基座安装板和所述第四基座安装板的外侧分别设置朝向所述电池托架延伸的多个电池挡板，所述电池挡板包括固定在所述快换框架上的固定底板和从所述固定底板向上延伸的竖直挡板，所述竖直挡板的上部向外倾斜以便于所述防爆电池的放入。9.根据权利要求7所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述第一基座安装板
和所述第二基座安装板的外侧，以及所述第三基座安装板和所述第四基座安装板的内侧分别设置朝向所述电池托架延伸的多个托架卡块，所述托架卡块卡合所述电池托架的内侧。10.根据权利要求7所述的联动式防爆电池快换装置，其特征在于，所述第三基座安装板和所述第四基座安装板的两端分别套设矩形卡块，所述第三托架安装板和所述第四托架安装板上正对所述矩形卡块的位置设置卡槽。

技术总结
一种联动式防爆电池快换装置，包括电池托架、快换基座、锁紧机构、联动机构和液压驱动机构；所述电池托架上固定设置防爆电池，多个所述锁紧机构分别设置在所述快换基座上，每个所述锁紧机构连接所述联动机构，所述液压驱动机构固定在所述快换基座上并驱动所述联动机构动作，进而同时驱动所述多个锁紧机构动作以解锁锁紧在所述快换基座上的所述电池托架。本发明利用了电动汽车自身的高压油作为驱动，通过液压驱动机构驱动联动机构动作，进而推动连接所述联动机构的多个锁紧机构动作以解锁锁紧在快换基座上的电池托架，因此采用一个液压驱动机构就可以驱动多个锁紧机构联动锁紧和解锁，结构简单、故障率低且所需油管较少，不容易发生泄漏失效。发生泄漏失效。发生泄漏失效。


技术研发人员：张伟
受保护的技术使用者：深圳市德塔工业智能电动汽车有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/6/28