專利名稱：電動乘用車底盤電池鎖止機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電池鎖止機構，尤其是一種電動乘用車底盤電池鎖止機構。
背景技術：
目前隨著電動汽車的日益普及，中國在成為最大的燃油乘用車市場之后，也將馬上成為最大的電動乘用車市場，如何方便、快速提供續(xù)航能力，使電池更換問題成為電動乘用車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術關鍵之一。電動乘用車市場中，電池懸掛固定、更換方式還多為螺栓緊固、手工拆裝方式，造成拆裝電池需要規(guī)定場地、規(guī)定工具、熟練操作人員，操作時間長工作量大的狀況，嚴重影響更換電池的工作效率，打擊了用戶對快速實現(xiàn)提供續(xù)航能力的期望。如圖1所示，電池設置于電池支撐架上，電池支撐架通過緊固螺栓固定于車架機構上， 裝配與拆除電池較為繁瑣。如何才能使電池與電動乘用車底盤短時間內快速完成固定與脫離，有效解決更換電池存在的費時費力問題，徹底消除用戶對電動乘用車續(xù)航能力技術欠缺的憂慮，是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單，電池拆裝方便， 提高工作效率，能夠大大延長電動乘用車續(xù)航能力的電動乘用車底盤電池鎖止機構。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案一種電動乘用車底盤電池鎖止機構，包括若干電子鎖組合裝置以及與其相配合電池懸掛組合裝置。所述電子鎖組合裝置包括設置于箱體內相嚙合的蝸輪與蝸桿，蝸桿與設置于箱體外側的電機相連，蝸輪與電池懸掛裝置相配合。所述蝸輪一側半圓上設有與蝸桿相嚙合的齒，另一側半圓為光面，該光面上設有一個端面開口的弧形槽。所述蝸輪通過蝸輪軸、軸套及緊固件與蝸桿垂直交叉地設置于箱體前側板及車架機構上。所述蝸輪上設有限位開關。所述蝸輪兩端面上設有加強板裝配孔。所述蝸桿兩端分別通過圓錐滾子軸承設置于箱體左右側板上，兩側板的外側均設
有軸承端蓋。所述電池懸掛組合裝置包括電池支撐板和電池組合掛鉤，電池組合掛鉤固定于電池支撐板上，所述電池支撐板上設有電池限位槽和導向面，所述電池組合掛鉤與所述蝸輪上的弧形槽相配合。本發(fā)明的電子鎖組合裝置由電機輸出扭矩，通過蝸輪蝸桿傳動，實現(xiàn)蝸輪弧形槽與電池組合掛鉤的打開與鎖止。蝸輪外形為一側半圓有完整標準齒形，另一側半圓不加工齒形。不加工齒形的半圓，設計有弧形槽，形成吊鉤?；⌒尾劢嵌群侠恚姵亟M合掛鉤外徑在槽內表面可平穩(wěn)滑動， 無加速和沖擊現(xiàn)象。蝸輪兩端面設計有加強板裝配孔，必要時使用加強板，用來提高蝸輪及弧形槽吊鉤強度，以適應不同重量的電池。蝸桿選用自鎖類型，參數(shù)與蝸輪匹配。自鎖類型具體是分度圓柱導程角符合機構自鎖標準，無法逆向傳動，克服了電池組合重力，使電池鎖定在設計位置。蝸桿支撐采用圓錐滾子軸承實現(xiàn)蝸桿與箱體側板聯(lián)接，可承受徑向拉力和軸向推力，符合本機構的受力要求，保證蝸桿與蝸輪傳動精度和可靠性。蝸輪支撐采用滾針軸承與含油軸套實現(xiàn)蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接，轉動靈活承載力大， 無需特意維護，使此機構能適應汽車惡劣的工作條件。限位采用限位開關，實現(xiàn)鎖止位置確定，使電池懸掛組合與電子鎖組合準確接合與脫離。電池支撐板上設計有電池限位槽和導向面；電池限位槽，用于電池定位和固定，實現(xiàn)電池牢靠裝配與快捷拆卸；導向面，用于在電池更換平臺或更換流水線上，電池懸掛組合裝置完成升降動作時導向。電池組合掛鉤為一種滿足自動導向和承載作用結構設計，裝配在電池支撐板上， 與蝸輪弧形槽的配合，實現(xiàn)與蝸輪弧形槽接合與脫離。電機包括電機傳動及控制部分，輸出扭矩控制蝸輪弧形槽與電池組合掛鉤之間開合，為電子鎖提供動力支持，同時電機采用自鎖功能。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、操作實現(xiàn)自動化，無需手工拆裝螺栓等附件，通過電機輸出扭矩實現(xiàn)蝸輪弧形槽與電池組合掛鉤打開與鎖止，完成電池懸掛組合裝置與電動乘用車之間固定和脫離；配套使用電池更換平臺或更換流水線的支撐架，通過升降動作，可快速取放裝配有電池的電池懸掛組合裝置。2、安全性高，四套電子鎖組合裝置在裝配時，蝸輪弧形槽開口向內相向，對電池組合掛鉤有效限位和鎖止，無論是汽車加減速，都可避免電池組合掛鉤從蝸輪弧形槽內脫出。3、匹配性較強，只需要將電子鎖組合通過螺栓裝配在汽車結構件上，電池放在電池支撐板上限位槽內，對汽車和電池無有害改動，即適應工廠批量裝配又可用于對市場上的電動乘用車改造。4、操作技能要求不高，蝸輪弧形槽與電池組合掛鉤接合時具有一定的自動導向能力，在弧形槽寬松的工作范圍內均可準確與鎖鉤完成配合，相比螺栓連接的高精確定位要求，有大的改進，見圖1，電動乘用車電池懸掛現(xiàn)狀，采用螺栓聯(lián)接，定位要求高，拆裝較繁瑣。5、本發(fā)明采用的蝸輪蝸桿傳動，可靠性能高，相對于推桿、鏈輪、皮帶實現(xiàn)的動作， 自鎖性、安全性、耐久性具有較大優(yōu)勢。


圖1是電動乘用車電池懸掛與固定現(xiàn)狀結構示意圖；圖2是本發(fā)明的電子鎖組合裝置結構圖3是圖2中A-A向剖視圖；圖4是本發(fā)明的電子鎖組合裝置與電池懸掛組合裝置裝配圖；圖5是圖4的俯視圖。其中，1.箱體側板，2.機箱上蓋，3.蝸桿，4.圓錐滾子軸承，5.軸承端蓋，6.電機， 7.蝸輪軸，8.緊固件，9.軸套，10.蝸輪，11.限位開關，12.緊固螺栓，13.車架機構，14.電池組合掛鉤，15.電池，16.電池支撐板，17.電子鎖組合裝置，18.弧形槽，19.導向面。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖2-5所示，一種電動乘用車底盤電池鎖止機構，包括四組電子鎖組合裝置17 以及與其相配合電池懸掛組合裝置。所述電子鎖組合裝置包括設置于箱體內相嚙合的蝸輪 10與蝸桿3 (右旋)，蝸桿3與設置于箱體外側的電機6相連，蝸輪10與電池懸掛裝置相配合。本發(fā)明的電子鎖組合裝置由電機6輸出扭矩，通過蝸輪蝸桿傳動，實現(xiàn)蝸輪弧形槽18 與電池組合掛鉤14的打開與鎖止。電機6包括電機傳動及控制部分，輸出扭矩控制蝸輪弧形槽I8與電池組合掛鉤14之間開合，為電子鎖提供動力支持，同時電機6采用自鎖功能。所述蝸輪10 —側半圓上設有與蝸桿3相嚙合的完整標準齒，另一側半圓不加工齒形為光面，該光面上設有一個端面開口的弧形槽18，形成吊鉤。弧形槽18角度合理，電池組合掛鉤14外徑在弧形槽18內表面可平穩(wěn)滑動，無加速和沖擊現(xiàn)象。所述蝸輪10通過蝸輪軸7、軸套9及緊固件8與蝸桿3垂直交叉地設置于箱體前側板及車架機構13上。所述緊固件為緊固螺栓12。蝸輪10采用滾針軸承與含油軸套9實現(xiàn)蝸輪10與蝸輪軸7聯(lián)接，轉動靈活承載力大，無需特意維護，使此機構能適應汽車惡劣的工作條件。所述蝸輪10上設有限位開關11，實現(xiàn)鎖止位置確定，使電池懸掛組合裝置與電子鎖組合裝置17準確接合與脫離。所述蝸輪10兩端面上設有加強板裝配孔，必要時使用加強板，用來提高蝸輪10及弧形槽18吊鉤強度，以適應不同重量的電池。所述蝸桿3兩端分別通過圓錐滾子軸承4設置于箱體左右側板上，實現(xiàn)蝸桿3與箱體側板1聯(lián)接，可承受徑向拉力和軸向推力，符合本機構的受力要求，保證蝸桿3與蝸輪 10傳動精度和可靠性。兩側板的外側均設有軸承端蓋5。蝸桿3選用自鎖類型，參數(shù)與蝸輪10匹配。自鎖類型具體是分度圓柱導程角符合機構自鎖標準，無法逆向傳動，克服了電電池懸掛組合裝置重力，使電池懸掛組合裝置鎖定在設計位置。所述電池懸掛組合裝置包括電池支撐板16和電池組合掛鉤14及電池15，電池組合掛鉤14固定于電池支撐板16上，所述電池支撐板16上設有電池限位槽和導向面19。電池15裝配在電池限位槽中，可實現(xiàn)牢靠裝配與快捷拆卸；導向面19用于在電池更換平臺或更換流水線上，電池懸掛組合裝置升降導向，實現(xiàn)運動平穩(wěn)和準確。所述電池組合掛鉤14 與所述蝸輪10上的弧形槽18相配合。電池組合掛鉤14為一種滿足自動導向和承載作用結構設計，裝配在電池支撐板 16上，與蝸輪10弧形槽18的配合，實現(xiàn)與弧形槽18接合與脫離。如圖2所示，圓錐滾子軸承4外圈裝配在箱體側板1中，利用軸承端蓋5軸向定位，內圈裝配在蝸桿3上；蝸桿3通過軸承被裝配在箱體側板1上，一側聯(lián)接有電機6 ；軸套 9與蝸輪3內圓配合，通過蝸輪軸7、緊固件8被裝配在另一側箱體側板上；蝸輪10與蝸桿 3嚙合，中心距50mm ；限位開關11裝配在蝸輪上。電機6輸出扭矩，蝸桿3轉動，當轉動為順時針方向(背向電機)，根據(jù)右手定則， 蝸輪順時針轉動，蝸輪10的弧形槽18開口下降，結合圖5可見，電池組合掛鉤14(圖2中的雙點畫線投影)與蝸輪弧形槽18逐漸脫離。當蝸輪10轉動規(guī)定角度，由限位開關11位置控制，電池組合掛鉤14與蝸輪弧形槽18完全脫離。與之配套使用的電池更換流水線，其支撐架下降，電池懸掛組合裝置沿導向面19 向下滑動并被從電動乘用車中取走和轉運。從電池懸掛組合裝置中取出舊電池15，重新放入新電池并轉運返回。電池更換流水線支撐架上升，電池懸掛組合裝置沿導向面19完成向上滑動動作。電機6反向輸出扭矩，蝸桿3逆時針方向轉動(背向電機)，結合圖5可見，蝸輪逆時針轉動，電池組合掛鉤14逐漸被鎖在弧形槽18中。當蝸輪10轉動規(guī)定角度，電池組合掛鉤14與蝸輪弧形槽18末端配合，同時電機 6關閉，蝸輪3被鎖死，電池懸掛組合裝置被固定在了電動乘用車的設計位置。通過兩次渦輪蝸桿轉動，電池組合掛鉤與蝸輪弧形槽實現(xiàn)打開與鎖止，配套使用的電池更換平臺或更換流水線完成了一個完整的更換電池流程。蝸桿3的模數(shù)、齒形、傳動比及齒數(shù)等參數(shù)采用標準，可參考GB/T10085-1988，模數(shù)m = 1，頭數(shù)Z1 = 1，外徑Φ 18，傳動比i = 82 ；材料選用標準材料40Cr，表面硬化處理。蝸輪10與蝸桿3匹配，其中模數(shù)m = 1，齒數(shù)^ = 82，材料采用鑄造鋁青銅，耐腐蝕、強度高；弧形槽18內表面精加工，槽寬與電池組合掛鉤外徑采用較大間隙配合類型。圖4和圖5為電子鎖組合裝置與電池懸掛組合裝置裝配圖，共使用四套，對稱布置，其中蝸輪弧形槽18開口向內相向布置，通過改變蝸輪10的安裝方式可以改變弧形槽18 開口方向。圖4中的弧形槽開口朝內，此種布置方式，使前后兩組電子鎖的蝸輪10產(chǎn)生相互作用力。舉例，汽車減速時，向前的慣性力使前一組電池組合掛鉤14背離弧形槽18開口方向推動蝸輪10，后一組電池組合掛鉤14超向弧形槽18開口方向拉動蝸輪10，電機6實現(xiàn)聯(lián)動，作用力相互抵消，自鎖結構得到可靠保證。
權利要求
1.一種電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于包括若干電子鎖組合裝置以及與其相配合電池懸掛組合裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于所述電子鎖組合裝置包括設置于箱體內相嚙合的蝸輪與蝸桿，蝸桿與設置于箱體外側的電機相連，蝸輪與電池懸掛裝置相配合。
3.根據(jù)權利要求2所述的電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于所述蝸輪一側半圓上設有與蝸桿相嚙合的齒，另一側半圓為光面，該光面上設有一個端面開口的弧形槽。
4.根據(jù)權利要求3所述的電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于所述蝸輪通過蝸輪軸、軸套及緊固件與蝸桿垂直交叉地設置于箱體前側板及車架機構上。
5.根據(jù)權利要求4所述的電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于所述蝸輪上設有限位開關。
6.根據(jù)權利要求5所述的電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于所述蝸輪兩端面上設有加強板裝配孔。
7.根據(jù)權利要求2所述的電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于所述蝸桿兩端分別通過圓錐滾子軸承設置于箱體左右側板上，兩側板的外側均設有軸承端蓋。
8.根據(jù)權利要求1所述的電動乘用車底盤電池鎖止機構，其特征在于所述電池懸掛組合裝置包括電池支撐板和電池組合掛鉤，電池組合掛鉤固定于電池支撐板上，所述電池支撐板上設有電池限位槽和導向面，所述電池組合掛鉤與所述蝸輪上的弧形槽相配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動乘用車底盤電池鎖止機構，包括若干電子鎖組合裝置以及與其相配合電池懸掛組合裝置。電子鎖組合裝置由電機輸出扭矩，通過蝸輪蝸桿傳動，實現(xiàn)蝸輪弧形槽與電池組合掛鉤的打開與鎖止。裝配有電池的電池懸掛組合裝置，通過此機構的打開與鎖止，完成與電動乘用車之間的固定與脫離。本發(fā)明具有自動化高、可靠性和匹配性強、操作技能要求不高的優(yōu)點，能實現(xiàn)電池與電動乘用車之間的快速固定和脫離。
文檔編號B60K1/04GK102248879SQ20111013855
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月26日
發(fā)明者厲秉強, 孫玉田, 戚暉, 李運廠, 趙金龍 申請人:山東電力研究院