电动重卡汽车侧向换电系统以及电动重卡汽车的制作方法

1.本公开涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电动重卡汽车侧向换电系统以及电动重卡汽车。


背景技术：

2.近几年来，随着新能源汽车的快速发展，电动重卡汽车也逐渐发展起来，由于电动重卡汽车用电量大、电池重量大、电池体积大、充电时间长等自身特点，换电方式成为了电动重卡汽车能源补给的主要方式。换电方式下，可将电动重卡汽车用完或即将用完的电池取出并放入充电站进行充电，同时将满电电池放入电动重卡汽车上，满足电动重卡汽车继续作业的要求。
3.为了实现电动重卡汽车的快速换电操作，现有技术中一般配置与锁销大小、形状相吻合的锁孔，通过气缸控制锁销插入锁孔，实现电池的固定与取出。
4.但是，由于采用气缸进行锁销的控制，从而导致上述换电结构的结构较为复杂，且气缸的成本较高，换电可靠性不高。


技术实现要素：

5.本公开提供一种电动重卡汽车侧向换电系统以及电动重卡汽车，用于解决现有的新能源汽车换电系统结构较为复杂，且成本较高的技术问题。
6.本公开的第一个方面是提供一种电动重卡汽车侧向换电系统，包括：设置在所述电动重卡汽车侧面的电池包框架，以及电池包，所述电池包框架上设置有至少一个锁销，所述电池包上设置有至少一个锁体机构；
7.所述锁体机构包括至少一个锁体本体，至少一个锁套以及解锁杆，其中，所述解锁杆下侧连接有锁套，所述锁体本体与所述锁套嵌套设置，所述锁套内还设置有至少一个滚珠；
8.当所述电池包放置在所述电池包框架内指定位置时，所述电池包框架上的锁销插入所述锁体机构中，所述锁体机构中的滚珠向所述锁销方向滚动，使得所述锁体本体与所述锁销卡合，达到锁止状态。
9.在一种可能的设计中，所述锁销为锥形结构，所述锁销上端的直径小于下端的直径。
10.在一种可能的设计中，当所述解锁杆在向所述锁销反方向移动时，所述解锁杆带动所述锁套内设置的至少一个滚珠向所述锁销反方向移动，使得所述锁销从所述锁体本体中分离。
11.在一种可能的设计中，所述锁体本体一端上等间隔设置有多个第一叶片，所述锁套一端上等间隔设置有多个第二叶片；
12.当所述锁套与所述锁体本体嵌套组合时，所述多个第一叶片与所述多个第二叶片拼接组合，使得锁体本体与锁套达到不可相对旋转的状态。
13.在一种可能的设计中，所述锁套上第二叶片下侧还设置有弹簧。
14.在一种可能的设计中，所述锁套另一端为下窄上宽、中空的锥形结构，所述锥形侧壁上设置有至少一个圆形孔洞，所述圆形孔洞的大小与所述滚珠相匹配，用于放置所述滚珠。
15.在一种可能的设计中，所述电池包上设置有至少一个预设形状的凸起，所述电池包框架上设置有至少一个与所述预设形状相匹配的凹槽，所述凹槽下侧还设置有滑道，所述滑道与所述凹槽连通设置；
16.当所述电池包凸起卡入所述凹槽中后，所述电池包沿所述滑道方向进行滑动，使得所述锁体机构靠近或远离所述锁销。
17.在一种可能的设计中，所述电池包上至少一个凸起的预设形状为矩形，所述凹槽为尺寸与所述凸起相匹配的矩形凹槽。
18.在一种可能的设计中，所述解锁杆两端各设置有一个环形结构，所述环形结构与所述锁体本体相匹配，所述环形结构用于固定锁体本体以及锁套。
19.本公开的第二个方面是提供一种电动重卡汽车，包括如第一方面所述的电动重卡汽车侧向换电系统。
20.本公开提供的电动重卡汽车侧向换电系统以及电动重卡汽车，在电动重卡汽车侧面设置包括至少一个锁销的电池包框架，设置包括至少一个锁体机构的电池包，其中，锁体机构包括至少一个锁体本体，至少一个锁套以及解锁杆，解锁杆下侧连接有锁套，锁体本体与锁套嵌套设置，锁套内还设置有至少一个滚珠。从而在电池包放置在电池包框架指定位置时，电池包框架上的锁销能够插入锁体机构内，锁体机构内的滚珠向锁销方向滚动，使得锁体本体与锁销卡合，达到锁止状态。无需采用气缸等复杂结构，仅需要将电池包放置在电池包框架指定位置，即可快速地实现电池包的安装，提高了换电效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本公开实施例一提供的电动重卡汽车侧向换电系统的结构示意图；
23.图2为本公开实施例提供的锁销的结构示意图；
24.图3为本公开实施例提供的锁体本体的结构示意图；
25.图4为本公开实施例提供的锁套的结构示意图；
26.图5为本公开实施例提供的电池包底板的结构示意图；
27.图6为本公开实施例提供的电池包上至少一个凸起的结构示意图；
28.图7为本公开实施例提供的电池包框架上设置的凹槽以及滑道的结构示意图；
29.图8为本公开实施例提供的电池包上至少一个凸起的结构示意图；
30.图9为本公开实施例提供的电池包框架上设置的凹槽以及滑道的结构示意图；
31.图10为本公开实施例提供的电池包上至少一个凸起的结构示意图；
32.图11为本公开实施例提供的电池包框架上设置的凹槽以及滑道的结构示意图；
33.图12为本公开实施例提供的解锁杆的结构示意图。
34.附图标记：
35.锁体本体-2；
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锁销-3；
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锁套-4；
36.滚珠-5；
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解锁杆-6；
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弹簧-7；
37.螺栓-8；
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电池包底板-9；
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第一叶片-10；
38.第二叶片-11；
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圆形孔洞-12；
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螺孔-13；
39.凸起-14；
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凹槽-15；
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环形结构-16。
具体实施方式
40.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
41.以下描述中所涉及的方位词，例如“内侧”、“外侧”等均是按照车门安装到汽车上后所具有的正常方位含义，例如车门钣金件的内侧面指车门钣金件安装到汽车上后朝向车内的侧面。
42.针对上述提及的现有的新能源汽车换电系统结构较为复杂，且成本较高的技术问题，本公开提供了一种电动重卡汽车侧向换电系统以及电动重卡汽车。
43.需要说明的是，本公开提供电动重卡汽车侧向换电系统以及电动重卡汽车可运用在各种新能源汽车快速换电的场景中。
44.近几年来，随着新能源汽车的快速发展，电动重卡汽车也逐渐发展起来，电动重卡汽车由于其用电量大、电池重量大、电池体积大、充电时间长等自身特点，严重制约了电动重卡汽车的经济性及推广性，目前对电动重卡汽车的电能补给方式主要有充电和换电两种，充电方式存在充电时间长、返回充电站等不足，大大降低了电动重卡汽车的作业效率。换电方式，将电动重卡汽车用完或即将用完的电池取出并放入充电站进行充电，同时将满电电池放入电动重卡汽车上，满足电动重卡汽车继续作业的要求。面对充电型重卡汽车存在的短板，以及换电型重卡汽车的便利优势，快速换电的重型卡车就应运而生。
45.目前重卡汽车有吊装换电和侧向换电两种换电模式，吊装换电由吊具将电池箱吊起移动到存储区域进行存储和充电，由于电动重卡汽车电池箱体积和重量较大，吊取电池箱的机构较为笨重复杂。侧向换电目前主要存在换电锁止解锁结构复杂、换电机器人的存在导致成本较高、换电动作繁琐影响换电可靠性等，制约了侧向换电的发展。现有技术中侧向换电方式一般配置与锁销大小、形状相吻合的锁孔，通过气缸控制锁销插入锁孔，实现电池的固定与取出。但是，由于采用气缸进行锁销的控制，从而导致上述换电结构的结构较为复杂，且气缸的成本较高，换电可靠性不高。
46.在解决上述技术问题的过程中，发明人通过研究发现，可以采用滚珠锁止方式，在电池包放置在电池包框架指定位置时，电池包框架上的锁销能够插入锁体机构内，锁体机构内的滚珠向锁销方向滚动，使得锁体本体与锁销卡合，达到锁止状态。采用解锁杆一杆解锁方式，只要顶起解锁杆，解锁杆拉动锁套带动滚珠，达到锁销可以从锁体本体中分离，即可完成解锁，解锁简单快捷。
47.发明人进一步地研究发现，可以在电动重卡汽车侧面设置包括至少一个锁销的电
池包框架，设置包括至少一个锁体机构的电池包，其中，锁体机构包括至少一个锁体本体，至少一个锁套以及解锁杆，解锁杆下侧连接有锁套，锁体本体与锁套嵌套设置，锁套内还设置有至少一个滚珠。从而在电池包放置在电池包框架指定位置时，电池包框架上的锁销能够插入锁体机构内，锁体机构内的滚珠向锁销方向滚动，使得锁体本体与锁销卡合，达到锁止状态。无需采用气缸等复杂结构，仅需要将电池包放置在电池包框架指定位置，即可快速地实现电池包的安装，提高了换电效率。锁体机械结构简单，零部件分机构少，锁止动作简单，锁止可靠性好，解锁动作简单，拆解快捷方便，换电过程简单快捷。
48.图1为本公开实施例一提供的电动重卡汽车侧向换电系统的结构示意图，如图1所示，该电动重卡汽车侧向换电系统包括：设置在所述电动重卡汽车侧面的电池包框架，以及电池包，所述电池包框架上设置有至少一个锁销3，所述电池包上设置有至少一个锁体机构；
49.所述锁体机构包括至少一个锁体本体2，至少一个锁套4以及解锁杆6，其中，所述解锁杆6下侧连接有锁套4，所述锁体本体2与所述锁套4嵌套设置，所述锁套4内还设置有至少一个滚珠5；
50.当所述电池包放置在所述电池包框架内指定位置时，所述电池包框架上的锁销3插入所述锁体机构中，所述锁体机构中的滚珠5向所述锁销3方向滚动，使得所述锁体本体2与所述锁销3卡合，达到锁止状态。
51.在本实施例中，为了实现电动重卡汽车的侧向换电操作，可以在电动重卡汽车的侧面设置电池包框架，该电池包框架用于固定电池包，电池包用于给电动重卡汽车提供能源。相应的，为了实现对电池包的固定，电池包框架上可以设置有锁销3，电池包上可以设置有锁体机构。该锁销3能够插入锁体机构内，达到锁止效果。为了提高锁止效果，该锁销3的数量可以为至少一个，相应的，锁体机构的数量也可以为至少一个。
52.具体地，该锁体机构上可以设置有锁体本体2，锁套4以及解锁杆6。该解锁杆6下侧能够与锁套4相连接。锁体本体2与锁套4嵌套设置。进一步地，锁套4中还设置有滚珠5。其中，为了提高锁止效果，锁体本体2的数量可以为至少一个，相应的，锁套4的数量也可以为至少一个。
53.基于上述结构，电池包安装过程中，货叉移动电池包从换电站储存区送至电池包框架内，当电池包被放置在电池包框架上指定位置时，电池包框架上的锁销3能够插入锁体机构中，锁体机构中的滚珠5能够向锁销3方向滚动，使得锁体本体2与锁销3卡合，达到锁止状态。
54.进一步地，在实施例一的基础上，当所述解锁杆6在向所述锁销3反方向移动时，所述解锁杆6带动所述锁套4内设置的至少一个滚珠5向所述锁销3反方向移动，使得所述锁销3从所述锁体本体2中分离。
55.在本实施例中，当电池包需要解锁拆卸时，货叉插入电池包框架下方，顶起锁体解锁杆6，此时，锁体机构中的滚珠5、锁体本体2和电池包框架上的锁销3处于非卡合状态，解锁杆6拉动锁套4带动滚珠5上升，从而锁销3可以从锁体本体2中分离。此时，货叉可以托起电池包，将电池包与电池包框架分离，向外移动电池包至换电站储存区域进行充电。
56.本公开实施例提供的电动重卡汽车侧向换电系统，在电动重卡汽车侧面设置包括至少一个锁销3的电池包框架，设置包括至少一个锁体机构的电池包，其中，锁体机构包括
至少一个锁体本体2，至少一个锁套4以及解锁杆6，解锁杆6下侧连接有锁套4，锁体本体2与锁套4嵌套设置，锁套4内还设置有至少一个滚珠5。从而在电池包放置在电池包框架指定位置时，电池包框架上的锁销3能够插入锁体机构内，锁体机构内的滚珠5向锁销3方向滚动，使得锁体本体2与锁销3卡合，达到锁止状态。无需采用气缸等复杂结构，仅需要将电池包放置在电池包框架指定位置，即可快速地实现电池包的安装，提高了换电效率。
57.图2为本公开实施例提供的锁销3的结构示意图，如图2所示，在实施例一的基础上，所述锁销3为锥形结构，所述锁销3上端的直径小于下端的直径。
58.在本实施例中，该锁销3可以被设置为上端的直径小于下端的直径的锥形结构。从而在锁销3插入锁体机构中之后，滚珠5由锁销3上端移动至锁销3的下端，能够与锁销3卡合。此时，若受到外力将锁销3向反方向移动，滚珠5相应移动，使得锁销3与锁体机构进一步地卡合，能够提高电池包的锁定效果，避免电池包受到外力脱落。
59.图3为本公开实施例提供的锁体本体2的结构示意图，图4为本公开实施例提供的锁套4的结构示意图，如图3-4所示，在实施例一的基础上，所述锁体本体2一端上等间隔设置有多个第一叶片10，所述锁套4一端上等间隔设置有多个第二叶片11；
60.当所述锁套4与所述锁体本体2嵌套组合时，所述多个第一叶片10与所述多个第二叶片11拼接组合，使得锁体本体2与锁套4达到不可相对旋转的状态。
61.在本实施例中，如图3所示，锁体本体2一端设置有多个第一叶片10，多个第一叶片10等间隔设置，锁体本体2另一端为中空的圆柱形结构。如图4所示，锁套4一端设置有多个第二叶片11，其中，多个第二叶片11等间隔设置。锁体本体2上第一叶片10的间隔的形状与第二叶片11相匹配，锁套4上第二叶片11之间的间隔的形状与第一叶片10相匹配。第一叶片10与第二叶片11数量相同。从而锁体本体2与锁套4能够嵌套设置。当锁套4插入锁体本体2内，并达到锁体本体2底端时，多个第一叶片10与多个第二叶片11拼接组合，从而锁体本体2能够与锁套4达到不可相对旋转的状态。
62.进一步地，在实施例一的基础上，所述锁套4另一端为下窄上宽、中空的锥形结构，所述锥形侧壁上设置有至少一个圆形孔洞12，所述圆形孔洞12的大小与所述滚珠5相匹配，用于放置所述滚珠5。
63.在本实施例中，如图4所示，锁套4的另一端为下窄上宽、中空的锥形结构，其中，锥形结构的周围设置有至少一个圆形孔洞12，该圆形孔洞12的大小与滚珠5相匹配，用于放置至少一个滚珠5。该锁套4另一端锥形的直径小于锁体本体2另一端圆柱形的直径。
64.该锁套4能够嵌套在锁体本体2内，当锁销3插入锁体机构内时，当锁体机构向锁销3方向移动，滚珠5与锁体本体2之间摩擦力逐渐增大，使得电池包与电池包框架达到锁止状态。
65.进一步地，在实施例一的基础上，所述锁套4上第二叶片11下侧还设置有弹簧7。
66.在本实施例中，锁体机构中还设置有弹簧7，具体地，该弹簧7可以设置在锁套4上第二叶片11下侧。通过设置弹簧7，能够进一步地提高锁体机构与锁销3之间的锁止效果。
67.图5为本公开实施例提供的电池包底板9的结构示意图，如图5所示，在实施例一的基础上，所述电池包下侧设置有电池包底板9，其中，所述至少一个锁体机构固定在电池包底板9上。
68.在本实施例中，为了实现锁体机构的固定，可以在电池包下侧设置电池包底板9，
在该电池包底板9上固定至少一个锁体机构。如图5所示，该电池包底板9上可以设置有多个螺孔13，可以将至少一个锁体机构固定在多个螺孔13中。
69.此外，锁体机构中还可以设置有螺栓8，用于固定锁体机构中的各个部件。
70.进一步地，在实施例一的基础上，所述电池包上设置有至少一个预设形状的凸起14，所述电池包框架上设置有至少一个与所述预设形状相匹配的凹槽15，所述凹槽15下侧还设置有滑道，所述滑道与所述凹槽15连通设置；
71.当所述电池包凸起14卡入所述凹槽15中后，所述电池包沿所述滑道方向进行滑动，使得所述锁体机构靠近或远离所述锁销3。
72.进一步地，在实施例一的基础上，所述电池包上至少一个凸起14的预设形状为矩形，所述凹槽15为尺寸与所述凸起14相匹配的矩形凹槽15。
73.在本实施例中，可以在电池包上设置至少一个预设形状的凸起14，在电池包框架上设置有至少一个与预设形状相匹配的凹槽15，通过上述凸起14以及凹槽15实现电池包的粗定位。
74.进一步地，凹槽15下侧还设置有滑道，滑道与凹槽15连通设置。当将电池包上的凸起14插入与其形状匹配的电池包框架上的凹槽15中之后，电池包可以在该滑道内滑动，使得锁体机构靠近或远离锁销3。
75.以实际应用举例来说，在电池包安装过程中，货叉移动电池包从换电站储存区送至电池包框架内，利用电池包上的凸起14，卡入电池包框架上的凹槽15中，粗定位电池包升降位置，电池包随着凹槽15下的滑道导向降落，车身框架上的锁销3进入锁体本体2。
76.仍旧以实际应用距离来说，在电池包解锁拆卸时，货叉插入电池包框架下方，顶起锁体解锁杆6，使锁销3可以从锁体本体2中分离。货叉托起电池包，沿滑道向远离锁销3的方向运动，脱离凹槽15限制，向外移动电池包至换电站储存区域进行充电。
77.图6为本公开实施例提供的电池包上至少一个凸起14的结构示意图，图7为本公开实施例提供的电池包框架上设置的凹槽15以及滑道的结构示意图，如图6-7所示，该凸起14可以为梯形t型凸起14，相应的，凹槽15可以为梯形t型凹槽15。可以将电池包的凸起14对准电池包框架上的凹槽15位置插入，从而电池包能够顺着凹槽15下侧的滑道向下滑落，进一步限制电池包x向和y向运动，增加整个换电系统的锁止可靠性，整体机构锁止可靠性好。
78.图8为本公开实施例提供的电池包上至少一个凸起14的结构示意图，图9为本公开实施例提供的电池包框架上设置的凹槽15以及滑道的结构示意图，如图8-9所示，该凸起14可以为梯形l型凸起14，相应的，凹槽15可以为梯形l型凹槽15。可以将电池包的凸起14对准电池包框架上的凹槽15位置插入，从而电池包能够顺着凹槽15下侧的滑道向下滑落，进一步限制电池包x向和y向运动，增加整个换电系统的锁止可靠性，整体机构锁止可靠性好。
79.图10为本公开实施例提供的电池包上至少一个凸起14的结构示意图，图11为本公开实施例提供的电池包框架上设置的凹槽15以及滑道的结构示意图，如图10-11示，该凸起14可以为梯形凸台，相应的，凹槽15可以为梯形凹槽15。可以将电池包上设置的梯形凸台对准电池包框架上的梯形凹槽15位置插入，从而电池包能够顺着梯形凹槽15向下滑落，进一步限制电池包x向和y向运动，增加整个换电系统的锁止可靠性，整体机构锁止可靠性好。
80.图12为本公开实施例提供的解锁杆6的结构示意图，在实施例一的基础上，如图12所示，所述解锁杆6两端各设置有一个环形结构16，所述环形结构16与所述锁体本体2相匹
配，所述环形结构16用于固定锁体本体2以及锁套4。
81.在本实施例中，解锁杆6两端各设置有一个环形结构16，该环形结构16与所述锁体本体2相匹配，环形结构16用于固定锁体本体2以及锁套4。一个解锁杆6能够固定两个锁体本体2及锁套4。
82.进一步地，在上述任一实施例的基础上，本公开又一实施例还提供了一种电动重卡汽车，包括如上述任一实施例所述的电动重卡汽车侧向换电系统。
83.本实施例提供的电动重卡汽车，通过设置如上述任一实施例所述的电动重卡汽车侧向换电系统，从而能够在重卡汽车侧向快速地实现换电操作，可靠性较高。
84.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。