解锁杆、解锁装置及换电设备的制作方法 专利技术说明

工程元件,部件;绝热;紧固件装置的制造及其应用技术1.本发明涉换电技术领域，特别涉及一种解锁杆、解锁装置及换电设备。背景技术：2.现有的电动汽车的电池包安装方式一般分为固定式和可换式，其中固定式的电池包一般固定在汽车上，充电时直接以汽车作为充电对象。而可换式的电池包，一般采用活动安装的方式，电池包可以随时取下并更换新的电池包。3.然而，针对大型车辆而言，例如重卡或轻卡等车型，车体以及载货重量很大，导致大型车辆对电池包的容量需求较高，必须足够大容量的电能才能够支持大型车辆行驶百来公里。在更换新的电池包的过程中，需要使用换电设备对电池包进行加解锁更换，但是大型车辆的电池包提交较大，相比之下电动车辆的底盘较底，其车底的空间，尤其是上下空间不足，一般的换电设备难以进入车底利用其解锁杆对电池包进行加解锁，需要可升降运动的解锁杆，很难保证解锁杆是否运动到位并解锁。技术实现要素：4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中解锁装置难以在电动车辆底盘下狭小的空间内对电池包进行加解锁的缺陷，提供解锁杆、解锁装置及换电设备。5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：6.一种解锁杆，其应用于换电设备上并解锁电动车辆上的电池包，所述换电设备包括一驱动装置，其特点在于，所述解锁杆包括：凸柱部和杆体部，所述凸柱部的一端连接于所述杆体部的外周面，所述凸柱部的另一端沿所述杆体部的径向向外延伸并用于与所述驱动装置相连接，所述驱动装置用于驱动所述凸柱部以带动所述杆体部上下移动，以实现所述解锁杆对电动车辆与所述电池包的加解锁结构进行加解锁。7.在本方案中，采用上述结构形式，在杆体部的外周面上设置凸柱部，驱动装置可以通过凸柱部来驱动杆体部进行上下移动以对电池包进行解锁，这样的结构使得驱动装置的布置更加灵活，并且杆体部的伸出长度可以根据凸柱部在杆体部上的连接位置进行灵活设计和调整，利于使得解锁装置的结构更加紧凑。8.较佳地，所述凸柱部为两个，且对应设于所述杆体部的两侧。9.在本方案中，采用上述结构形式，凸柱部设为两个有利于保证杆体部向上运动时左右受力均匀，当凸柱部对杆体部进行驱动时利于使杆体部保持直线运动。10.较佳地，所述杆体部上设有通孔，所述凸柱部贯穿安装于所述通孔并向所述杆体部的两侧延伸设置。11.在本方案中，采用上述结构形式，杆体部与凸柱为可拆卸结构，便于解锁杆的拆卸及安装，并利于零件的更换。12.较佳地，所述凸柱的端部设有用于配合所述解锁杆的位置传感器检测的检测面。13.在本方案中，采用上述结构形式，检测面的设计利于对凸柱的位置进行检测，以便于确定杆体部的运动位置。14.较佳地，所述杆体部朝向所述电池包的端部为平面。15.在本方案中，采用上述结构形式，杆体部朝向电池包的端部为平面，利于防止驱动装置驱动解锁杆上下运动时杆体部发生转动。16.较佳地，所述杆体部包括第一杆体和第二杆体，所述第二杆体与所述凸柱部相连接，所述第一杆体设于所述第二杆体中靠近所述电池包的一端，所述第一杆体中远离所述第二杆体的一端端部为弧形面。17.在本方案中，采用上述结构形式，解锁杆上伸入电池包的一端端部弧形设置，利于防止解锁杆插入电池包内以便触发解锁连杆时对电池包造成损伤，便于保护电池包的内部结构。18.较佳地，所述第一杆体为锥形结构。19.在本方案中，采用上述结构形式，第一杆体端部的锥形结构设计方便解锁杆插入电池包时，容许一定的偏移误差，进而增大了解锁杆插入电池包的准确度。20.较佳地，所述杆体部的外表面具有用于防止所述杆体部转动的防转面。21.在本方案中，采用上述结构形式，在杆体部的外侧设置防转面，利于防止驱动装置驱动解锁杆上下运动时杆体部发生转动。22.较佳地，所述杆体部为相对于所述水平移动方向左右限位安装的，所述驱动装置包括：驱动部、与驱动部的推力输出端连接的解锁导向块，所述解锁导向块中设置有解锁导向槽，所述凸柱部与所述解锁导向槽滑动配合。23.在本方案中，采用上述结构形式，驱动部采用分体式设计，驱动部通过解锁导向块驱动解锁杆运动，分体式设计可以降低驱动部和解锁杆之间对安装位置的精度要求，降低其生产成本。24.较佳地，所述解锁导向槽为导向所述解锁杆由最低位至最高位延伸的斜线导向槽，所述斜线导向槽设于所述解锁导向块平行于其移动方向的侧壁。25.在本方案中，采用上述结构形式，解锁导向槽包括与解锁导向块的移动方向相同的第一导向部和平行于第一导向部并位于第一导向部的下端的第二导向部，第一导向部和第二导向部保证了解锁导向块能够水平移动并能够为解锁杆的凸部的停留提供水平支撑，还包括由第一导向部向下倾斜连通第二导向部的第三导向部，保证了锁杆的凸部能够上下移动。26.较佳地，所述解锁导向块内设置有上下贯通的腔体，所述腔体的两侧壁上设置有相同形状的解锁导向槽，两个所述凸柱部为分别设置在所述腔体的两侧壁的所述解锁导向槽内。27.在本方案中，采用上述结构形式，腔体内解锁导向槽进行对称式设计使得解锁导向槽作用于解锁杆时，其受力更加均衡，运动更加平稳。28.较佳地，所述驱动装置还包括固定的竖直导向机构，所述杆体部穿过所述竖直导向机构，使所述解锁杆能够在驱动部推动和所述解锁导向槽作用下，沿所述竖直导向机构上下移动。29.在本方案中，采用上述结构形式，设置用于导向杆体部的竖直导向机构，能够保证解锁杆沿预定方向上下移动，避免左右倾斜，进而有利于对准解锁位置，快速实现解锁。30.较佳地，所述解锁杆为扭矩解锁杆，所述扭矩解锁杆施加扭矩以与加解锁机构配合以实现解锁。31.在本方案中，解锁杆采用这样的结构和解锁形式，利于使其适用于多种解锁环境。32.一种解锁装置，其特点在于，所述解锁装置包括上述所述的解锁杆。33.在本方案中，解锁装置采用该解锁杆，不仅结构简单，同时利于使得解锁装置的结构更加紧凑。34.较佳地，所述解锁装置设置在换电装置或设置在所述电池包。35.一种换电设备，其特点在于，所述换电设备包括上述所述的解锁装置。36.在本方案中，换电设备采用该解锁装置，得驱动装置的布置更加灵活，并且杆体部的伸出长度可以根据凸柱部在杆体部上的连接位置进行灵活设计和调整，利于使得解锁装置的结构更加紧凑。37.较佳地，所述换电设备设置于换电穿梭车，所述换电穿梭车还包括用于所述电池包定位和移动的电池包固定板和/或用于电动车辆定位的车身固定板，所述解锁装置设置在所述车身固定板或所述车身固定板，使所述解锁杆在所述驱动装置带动下升降以对电动车辆的所述电池包加解锁。38.在本方案中，采用上述结构形式，车身固定板能够防止车身与换电穿梭车之间产生相对移动，从而有利于换电穿梭车顺利实现对电池包的加解锁；电池包固定板能够防止换电穿梭车和电池包之间产生相对移动，从而有利于对电池包的加解锁。39.较佳地，所述电池包固定板上还安装有电池托盘，所述电池托盘与所述解锁杆的对应处设置有腰型孔，所述解锁装置设置在所述车身固定板两侧且与所述电池包定位的承载板两侧的避让槽对应，使所述解锁杆上升以穿过所述腰型孔。40.在本方案中，采用上述结构形式，开设避让槽能够防止上层的电池包固定板对解锁杆造成遮挡，避免干涉解锁杆的工作，开设腰型孔利于杆体部穿出。41.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。42.本发明的积极进步效果在于：43.在杆体部的外周面上设置凸柱部，驱动装置可以通过凸柱部来驱动杆体部进行上下移动以对电池包进行解锁，这样的结构使得驱动装置的布置更加灵活，并且杆体部的伸出长度可以根据凸柱部在杆体部上的连接位置进行灵活设计和调整，利于使得解锁装置的结构更加紧凑。附图说明44.图1为本发明实施例的换电穿梭车的结构示意图。45.图2为本发明实施例的换电设备的结构示意图。46.图3为本发明实施例的解锁杆与解锁导向块的装配示意图。47.图4为本发明实施例的解锁杆的结构示意图。48.图5为本发明实施例的解锁导向块的结构示意图。49.图6为本发明实施例的杆体部的结构示意图。50.图7为本发明实施例的车身支架的结构示意图。51.图8为本发明实施例的电池包内顶杆的结构示意图。52.图9为本发明实施例的电池包的结构示意图。53.附图标记说明：54.解锁杆155.凸柱部1156.杆体部1257.第一杆体12158.第二杆体12259.通孔1360.检测面1461.防转面1562.驱动装置263.驱动部2164.解锁导向块2265.解锁导向槽22166.腔体22267.竖直导向机构22368.解锁装置369.换电穿梭车470.电池包固定板571.车身固定板672.顶杆机构40073.锁止机构4074.顶起座4175.安装支架50具体实施方式76.下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。77.本发明实施例提供一种换电设备，用于设置在换电穿梭车4上，以实现对电动车辆上的电池包进行更换。该换电设备上设有驱动装置2和解锁装置3，解锁装置3中的解锁杆1能够加解锁电动车辆上的电池包，如图1-6所示，解锁杆1包括：凸柱部11和杆体部12，凸柱部11的一端连接于杆体部12的外周面，凸柱部11的另一端沿杆体部12的径向向外延伸并用于与驱动装置2相连接，驱动装置2用于驱动凸柱部11以带动杆体部12上下移动，以实现解锁杆1对电动车辆与电池包的加解锁结构进行加解锁。解锁装置可以设置在换电装置或设置在电池包上。78.本实施例中，杆体部12为柱状杆件，杆体部12的外周面沿径向方向延伸出凸柱部11，凸柱部11与驱动装置2相连接，并可以通过驱动驱动装置2来带动杆体部12沿轴线上下移动，当杆体部12向上运动并作用于电池包或电动车辆上的锁止机构40时，能够快速实现对电池包进行解锁。在杆体部12的外周面上设置凸柱部11，驱动装置2可以通过凸柱部11来驱动杆体部12进行上下移动以对电池包进行解锁，这样的结构使得驱动装置2的布置更加灵活，并且杆体部12的伸出长度可以根据凸柱部11在杆体部12上的连接位置进行灵活设计和调整，利于使得解锁装置3的结构更加紧凑。79.其中，凸柱部11为两个，且对应设于杆体部12的两侧。80.本实施例中，凸柱部11和杆体部12可以为整体式设计，关于杆体部12轴向截面的两侧对称设有凸柱部11，驱动装置2同时作用于两侧的凸柱部11以带动杆体部12上运动，凸柱部11设为两个有利于保证杆体部12向上运动时左右受力均匀，当凸柱部11对杆体部12进行驱动时利于使杆体部12保持直线运动。81.另外，如图1-6所示，杆体部12上设有通孔13，凸柱部11贯穿安装于通孔13并向杆体部12的两侧延伸设置。82.本实施例中，凸柱部11和杆体部12也可以为分体式设计，在杆体部12上垂直于其轴线的方向开有通孔13，其中凸柱包括螺栓、螺母、垫片，螺栓安装于该通孔13内，以在杆体部12的两侧形成两个凸柱部11。杆体部12与凸柱为可拆卸结构，便于解锁杆1的拆卸及安装，并利于零件的更换。83.如图1-6所示，凸柱的端部设有用于配合解锁杆1的位置传感器检测的检测面14。84.本实施例中，凸柱部11与杆体部12为刚性连接，凸柱部11上远离杆体部12的一侧端面为检测面14，解锁杆1运动之后传感器通过检测该检测面14已确定杆体部12的运动高度是否到位。检测面14的设计利于对凸柱的位置进行检测，以便于确定杆体部12的运动位置。85.如图1-6所示，杆体部12朝向电池包的端部为平面。86.在本实施例中，在杆体部12侧面设计有平行于其轴向截面平面，当驱动装置2驱动杆体部12上下运动时，该平面与外部结构相贴合，使得杆体部12只能够在该平面内运动。杆体部12朝向电池包的端部为平面，利于防止驱动装置2驱动解锁杆1上下运动时杆体部12发生转动。87.如图1-6所示，杆体部12包括第一杆体121和第二杆体122，第二杆体122与凸柱部11相连接，第一杆体121设于第二杆体122中靠近电池包的一端，第一杆体121中远离第二杆体122的一端端部为弧形面。88.在本实施例中，杆体部12上面一部分为第一杆体121，并且第一杆体121的顶部设计为弧形面，杆体部12下面一部分为第二杆体122，第二杆体122的外侧面沿其径向方向向两侧延伸出凸柱部11。解锁杆1上伸入电池包的一端端部弧形设置，利于防止解锁杆1插入电池包内以便触发解锁连杆时对电池包造成损伤，便于保护电池包的内部结构。89.其中，第一杆体121为锥形结构。90.在本实施例中，第一杆体121的上端设计为锥形结构，同时，锥形结构的顶部为弧形面。第一杆体121端部的锥形结构设计方便解锁杆1插入电池包时，容许一定的偏移误差，进而增大了解锁杆1插入电池包的准确度。91.同时，如图1-6所示，杆体部12的外表面具有用于防止杆体部12转动的防转面15。92.本实施例中，杆体部12为圆柱形杆件，在杆体部12侧面设计有平行于其轴向截面的防转面15，当驱动装置2驱动杆体部12上下运动时，防转面15与外部结构相贴合，使得杆体部12只能够在该平面内运动。在杆体部12的外侧设置防转面15，利于防止驱动装置2驱动解锁杆1上下运动时杆体部12发生转动。93.如图1-6所示，杆体部12为相对于水平移动方向左右限位安装的，驱动装置2包括：驱动部21、与驱动部21的推力输出端连接的解锁导向块22，解锁导向块22中设置有解锁导向槽221，凸柱部11与解锁导向槽221滑动配合。94.在本实施例中，解锁导向块22和驱动部21水平设置，在解锁导向块22内竖直安装有解锁杆1的杆体部12，解锁导向块22上设有解锁导向槽221，解锁杆1的凸柱部11延伸入解锁导向槽221与解锁导向槽221滑动配合。驱动部21采用分体式设计，驱动部21通过解锁导向块22驱动解锁杆1运动，分体式设计可以降低驱动部21和解锁杆1之间对安装位置的精度要求，降低其生产成本。95.如图1-6所示，解锁导向槽221为导向解锁杆1由最低位至最高位延伸的斜线导向槽，斜线导向槽设于解锁导向块22平行于其移动方向的侧壁。96.在本方实施例中，解锁导向槽221包括第一导向部、第二导向部和第三导向部。第一导向部的延伸方向与解锁导向块22的移动方向相同；第二导向部平行于第一导向部并位于第一导向部的下端；第三导向部一端自第一导向槽靠近第三导向部的一端向下倾斜连通，第三导向部的另一端与第二导向部靠向第三导向部的一端相连通。驱动部21驱动解锁导向块22沿远离驱动部21的水平方向移动时，解锁导向块22驱动杆体部12向上运动，以实现解锁杆1对电动车辆上的锁止机构40进行解锁。解锁导向槽221包括与解锁导向块22的移动方向相同的第一导向部和平行于第一导向部并位于第一导向部的下端的第二导向部，第一导向部和第二导向部保证了解锁导向块22能够水平移动并能够为解锁杆1的凸部的停留提供水平支撑，还包括由第一导向部向下倾斜连通第二导向部的第三导向部，保证了锁杆的凸部能够上下移动。97.如图1-6所示，解锁导向块22内设置有上下贯通的腔体222，腔体222的两侧壁上设置有相同形状的解锁导向槽221，两个凸柱部11为分别设置在腔体222的两侧壁的解锁导向槽221内。98.在本实施例中，解锁导向块22内设置有上下贯通的腔体222，在腔体222的上朝向和背向电池包的侧壁上对应设置有相同形状的解锁导向槽221，解锁杆1上的凸柱部11沿杆体部12分别向该解锁导向槽221内延伸，并与该解锁导向槽221滑动连接，当驱动部21驱动解锁导向块22运动时，凸柱部11在解锁导向槽221内运动以驱动杆体部12上下运动，腔体222内解锁导向槽221进行对称式设计使得解锁导向槽221作用于解锁杆1时，其受力更加均衡，运动更加平稳。99.如图1-6所示，驱动装置2还包括固定的竖直导向机构223，杆体部12穿过所竖直导向机构223，使所解锁杆1能够在驱动部21推动和所解锁导向槽221作用下，沿竖直导向机构223上下移动。100.在本实施例中，设置用于导向杆体部12的竖直导向机构223，能够保证解锁杆1沿预定方向上下移动，避免左右倾斜，进而有利于对准解锁位置，快速实现解锁。101.除此以外，本实施例中，换电设备设置于换电穿梭车4，换电穿梭车4还包括用于电池包定位和移动的电池包固定板5和/或用于电动车辆定位的车身固定板6，解锁装置3设置在车身固定板6或车身固定板6，使解锁杆1在驱动装置2带动下升降以对电动车辆的电池包加解锁。102.在一实施例中，如图1-6所示，换电穿梭车4换电设备还包括车身固定板6和电池包固定板5，电池包固定板5用于与电池包连接定位，电池包固定板5设于车身固定板6的上方，车身固定板6能够防止车身与换电穿梭车4之间产生相对移动，从而有利于换电穿梭车4顺利实现对电池包的加解锁；电池包固定板5能够防止换电穿梭车4和电池包之间产生相对移动，从而有利于对电池包的加解锁。103.其中，电池包固定板5上还安装有电池托盘，电池托盘与解锁杆1的对应处设置有腰型孔，解锁装置3设置在车身固定板6两侧且与电池包定位的承载板两侧的避让槽对应，使解锁杆1上升以穿过腰型孔。104.在本实施例中，电池包固定板5设有避让槽，解锁杆1穿过避让槽固定于车身固定板6。同时在电池包固定板5上还安装有电池托盘，电池托盘与解锁杆1的对应处设置有腰型孔，解锁导向块22驱动解锁杆1上下运动时，杆体部12能够从腰型孔穿出并且对电池包进行解锁。开设避让槽能够防止上层的电池包固定板5对解锁杆1造成遮挡，避免干涉解锁杆1的工作，开设腰型孔利于杆体部12穿出。105.在另一实施方式中，解锁杆1为扭矩解锁杆，扭矩解锁杆施加扭矩以与加解锁机构配合以实现解锁。106.这种情况下，解锁杆1可以为扭矩枪，当加解锁机构是螺纹锁时，在解锁杆1外周面设有外螺纹，当需要进行解锁时解锁杆1带动其上的外螺纹运动以实现与加解锁机构上的内螺纹进行解锁；当加解锁机构是t型锁时，解锁杆1的顶部设有横向杆，横向杆与解锁杆1的杆体部12固定连接使得解锁杆1形成t形结构，解锁杆1旋转带动横向杆进行角度变化，当横向杆角度与t型锁上的开口角度一致时，横向杆从t型锁上的开口处脱出从实现其与加解锁机构进行解锁。采用解锁杆1采用这样的结构和解锁形式，利于使其适用于多种解锁环境。如图7-9所示，下面结合换电汽车和电池包端结构，对本实施例中换电穿梭车4的加解锁过程进行说明，在电动汽车的两根车身纵梁上同时连接有车身支架，车身支架为由型材焊接而成的框架式结构，各个锁止机构40设置在车身支架的纵梁下表面位置处，用于与电池包上的锁止配合机构进行锁止连接，使得电池包相对于车身支架连接或脱离，实现更换电池的目的。其中，锁止机构40在车身支架的下表面处呈两列布置，以分别对应于两个车身纵梁。如图7所示，电动汽车用电池包上每个安装支架50处的挂接件用于穿设在锁止机构40内，实现锁止。107.解锁过程中，车身固定板6和电池包固定板5在第一方向运动，使车身定位组件与电池包固定板5根据待换车型的车身定位孔位置和电池包位置调节到适配的位置，举升车身固定板6与车身定位，电池包固定板5通过定位件定位并带动移动电池包，由于电池包固定板5可以移动，而解锁杆1位于电池包固定板5上，因此电池包的滑孔被设置为腰型滑孔，或是直径相对大于电池包固定板5解锁过程中的移动行程的滑孔。108.加锁时：解锁杆1通过上升，可对电池包加解锁，解锁杆1上升进入电池包滑孔中，推动电池包内顶杆，使电池包内顶杆推动锁止机构40，锁止打开，将电池包上的安装支架50处的挂接件推入锁止机构40的l型槽内，实现加锁。109.解锁时：电池包固定板5带动电池包向锁止机构40的l型槽的内侧移动，解锁杆1推动锁连杆，使锁连杆推动锁止机构40，锁止机构40打开，电池包固定板5带动电池包安装支架50处的挂接件向l型槽的解锁口处移动，退出锁止机构40，实现解锁。110.具体地，如图7-9所示，解锁杆1推动顶杆机构400，解锁杆1的顶起座41带动顶杆向上顶，将锁止机构40的锁连杆顶起，实现解锁，再将安装支架50处的挂接件推入的l型槽内，锁止机构40的锁连杆落下，实现加锁。111.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。









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