本實(shí)用新型屬于換電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電池加解鎖裝置。

背景技術(shù)：

隨著汽車保有量的急劇增加，傳統(tǒng)的燃油、燃?xì)饣蛘呋旌蟿恿ζ嚨然诎l(fā)動機(jī)的汽車不可避免地存在能源供應(yīng)壓力極大的問題，而且也會伴隨尾氣污染的問題。針對于此，大規(guī)模地推廣電動汽車是保障汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇，電動汽車的發(fā)展目前由于受限于電池技術(shù)，電池容量和充電時(shí)間是現(xiàn)階段不可回避的問題。換電技術(shù)的出現(xiàn)通過直接更換動力電池的方式實(shí)現(xiàn)了電動汽車能量的快速補(bǔ)給，給電動汽車的發(fā)展帶來了曙光。

更換電池能實(shí)現(xiàn)電動汽車能量的快速補(bǔ)給，使得電動汽車補(bǔ)充能量如同燃油車加油那樣便捷。采用電池更換模式來補(bǔ)充能量的電動汽車，很多都將動力電池安裝在電動汽車底盤，使動力電池與駕乘人員隔開，這樣一來，既提高了電動汽車的利用空間，又能充分保障駕乘人員的安全，同時(shí)也降低了電動汽車的重心，提升了電動汽車的操控性能。因此，底盤式電池安裝及更換技術(shù)成為更換電池式電動電動汽車技術(shù)的發(fā)展方向。

由于動力電池具有體積大、重量重的特點(diǎn)，為了保證底盤式電池的安全，其安裝方式一般設(shè)計(jì)為螺紋旋轉(zhuǎn)擰緊結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置多個(gè)鎖緊點(diǎn)。在進(jìn)行電池更換時(shí)，由于手動方式勞動強(qiáng)度大、時(shí)間長且力矩不易控制，因此，多采用自動化設(shè)備來進(jìn)行更換。但是，現(xiàn)有的電池更換裝置多采用在每個(gè)鎖緊點(diǎn)分別設(shè)置一套電機(jī)對應(yīng)進(jìn)行加解鎖的方式，而且由于每套電機(jī)還同時(shí)要配備減速機(jī)、驅(qū)動器才能完成加解鎖動作，因此目前的電池更換裝置使用的元器件多、控制復(fù)雜、體積大、重量重且占用空間也較大，不能滿足在狹小空間內(nèi)換電的需求。

因此，本領(lǐng)域需要一種新的裝置來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有電池更換裝置元器件多、控制復(fù)雜以及占用空間大等問題，本實(shí)用新型提出了一種電池加解鎖裝置。該電池加解鎖裝置包括：至少一個(gè)電機(jī)；每個(gè)所述電機(jī)連接有加解鎖組，該加解鎖組包括多個(gè)加解鎖構(gòu)件；并且，所述加解鎖構(gòu)件能夠在所述電機(jī)的驅(qū)動下，以接近/遠(yuǎn)離所述動力電池包的方式移動。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，與每個(gè)所述電機(jī)連接的所述多個(gè)加解鎖構(gòu)件之間相互串聯(lián)，且該電機(jī)的動力輸出端與處于端部的加解鎖構(gòu)件相連接。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述多個(gè)加解鎖構(gòu)件之間通過中間件連接，該中間件能夠使所述多個(gè)加解鎖構(gòu)件分別處于固定位置。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述中間件為萬向節(jié)或傳動軸。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述加解鎖構(gòu)件包括減速裝置、扭矩限制器和加解鎖工具頭，其中，所述扭矩限制器設(shè)置在所述減速裝置上，所述加解鎖工具頭連接至所述扭矩限制器；在所述電機(jī)的驅(qū)動下，所述減速裝置通過所述扭矩限制器帶動所述加解鎖工具頭轉(zhuǎn)動，并且，當(dāng)作用于所述扭矩限制器的扭矩值超出預(yù)設(shè)值時(shí)，所述加解鎖工具頭脫離所述扭矩限制器。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述減速裝置為蝸輪蝸桿減速裝置，所述蝸輪蝸桿減速裝置的蝸桿具有雙側(cè)伸出軸。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述蝸輪蝸桿減速裝置的蝸輪具有單側(cè)輸出軸，所述扭矩限制器固定于所述單側(cè)輸出軸。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電池加解鎖裝置還包括可編程邏輯控制器，所述可編程邏輯控制器能夠使至少一個(gè)所述電機(jī)以預(yù)設(shè)的邏輯轉(zhuǎn)動。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述可編程邏輯控制器還能夠接收所述扭矩限制器的信號，當(dāng)所述可編程邏輯控制器接收到所述扭矩限制器輸出的鎖緊信號時(shí)，所述可編程邏輯控制器控制所述電機(jī)停機(jī)，以及，在所述可編程邏輯控制器未接收到所述扭矩限制器輸出的鎖緊信號的情形下，當(dāng)所述電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，所述可編程邏輯控制器控制所述電機(jī)停機(jī)。

在上述電池加解鎖裝置的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電機(jī)為伺服電機(jī)。

在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，利用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動一組加解鎖組的方式，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電機(jī)對多個(gè)位置點(diǎn)的電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)的加鎖/解鎖，且控制簡單，只需一個(gè)單片機(jī)或PLC即可實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制，該結(jié)構(gòu)減少了元器件的數(shù)量，使得整個(gè)加解鎖裝置體積更小、重量更輕以及占據(jù)更少的空間。此外，本實(shí)用新型通過在加解鎖構(gòu)件的輸出側(cè)設(shè)置扭矩限制器，以防止扭矩過大對電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)造成的損害。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電池加解鎖裝置連接加解鎖組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的電池加解鎖裝置連接單個(gè)加解鎖構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)原理，并非旨在限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。例如，盡管附圖中的各個(gè)構(gòu)件以特定比例繪制，但是這種比例關(guān)系僅僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對其作出調(diào)整，以便適應(yīng)具體的應(yīng)用場合。

需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，還需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)作廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1所示，本實(shí)用新型的電池加解鎖裝置包括至少一個(gè)電機(jī)1，每個(gè)電機(jī)1連接有加解鎖組，該加解鎖組包括多個(gè)加解鎖構(gòu)件2，且該加解鎖構(gòu)件2能夠在電機(jī)1的驅(qū)動下，以接近/遠(yuǎn)離動力電池包的方式移動。下面參照圖2詳細(xì)說明本實(shí)施例中各部分的結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，電機(jī)1的輸出端通過聯(lián)軸器3與電池加解鎖構(gòu)件2連接，電池加解鎖構(gòu)件2主要包括減速裝置21、扭矩限制器22和加解鎖工具頭23。其中，減速裝置21上設(shè)置有扭矩限制器22，扭矩限制器22連接有加解鎖工具頭23，在電機(jī)1的驅(qū)動下，減速裝置21通過扭矩限制器22帶動加解鎖工具頭23轉(zhuǎn)動，并因此使加解鎖工具頭23能夠?qū)恿﹄姵丶渔i，如安裝至電池倉，或解鎖，如從電池倉拆卸。進(jìn)一步，當(dāng)作用于扭矩限制器22的扭矩值超出預(yù)設(shè)值時(shí)，加解鎖工具頭23脫離扭矩限制器22，如在電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)的限制下，加解鎖工具頭23停止轉(zhuǎn)動，而扭矩限制器22開始空轉(zhuǎn)。

在本實(shí)用新型的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，減速裝置21是蝸輪蝸桿減速裝置，該蝸輪蝸桿減速裝置的蝸桿具有雙側(cè)伸出軸，并且該蝸輪蝸桿減速裝置的蝸輪具有單側(cè)輸出軸。其中，電機(jī)1的輸出端通過聯(lián)軸器3連接到蝸桿一側(cè)的伸出軸，其另一側(cè)的伸出軸通過中間件(如傳動軸或萬向節(jié))與其他的蝸輪蝸桿減速裝置連接。扭矩限制器22固定在單側(cè)輸出軸上，加解鎖工具頭23能夠以可拆卸的方式安裝于扭矩限制器22上。當(dāng)需要對動力電池包加鎖/解鎖作業(yè)時(shí)，加解鎖工具頭23與動力電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)對準(zhǔn)，在電機(jī)1的驅(qū)動下，蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸輪帶動扭矩限制器22轉(zhuǎn)動，扭矩限制器22帶動加解鎖工具頭23轉(zhuǎn)動，從而使得加解鎖工具頭23能夠?qū)恿﹄姵匕逆i緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行加鎖/解鎖作業(yè)。

返回參照圖1，電機(jī)1連接有加解鎖組，該加解鎖組包括多個(gè)加解鎖構(gòu)件2，電機(jī)1的輸出端與處于端部的第一個(gè)加解鎖構(gòu)件2相連接，第一個(gè)加解鎖構(gòu)件2通過傳動軸4與下一個(gè)加解鎖構(gòu)件2連接，下一個(gè)加解鎖構(gòu)件2通過萬向節(jié)5與下下一個(gè)加解鎖構(gòu)件2連接，從而依次使得多個(gè)加解鎖構(gòu)件2之間串聯(lián)在一起。通過傳動軸和聯(lián)軸器的設(shè)置，使得多個(gè)加解鎖構(gòu)件2能夠在設(shè)定的位置實(shí)現(xiàn)加鎖/解鎖作業(yè)。在本實(shí)用新型的一個(gè)可能的實(shí)施方式中，傳動軸4通過聯(lián)軸器與蝸輪蝸桿減速裝置的蝸桿的一側(cè)伸出軸連接，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景中的多個(gè)加解鎖構(gòu)件2的具體位置選擇使用傳動軸4還是萬向節(jié)5來串聯(lián)加解鎖構(gòu)件2。

此外，本實(shí)用新型的電池加解鎖裝置還包括PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)，通過PLC能夠使至少一個(gè)電機(jī)1以預(yù)設(shè)的邏輯轉(zhuǎn)動，并且該P(yáng)LC還能夠接收扭矩限制器22的信號。舉例而言，雖然圖2中只示出了一個(gè)電機(jī)1連接一組由多個(gè)串聯(lián)的加解鎖構(gòu)件2組成的加解鎖組的情形，但是在某些應(yīng)用場景中，比如在對多個(gè)電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)(10個(gè)或以上)同時(shí)進(jìn)行解鎖的情形下，該電池加解鎖裝置還可以包括多個(gè)電機(jī)1，每個(gè)電機(jī)1連接一組加解鎖組，每個(gè)加解鎖組包括適宜數(shù)量的加解鎖構(gòu)件2，在PLC的控制下，以實(shí)現(xiàn)該電池加解鎖裝置對動力電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行加鎖/解鎖操作。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式中，可以通過PLC設(shè)定如電機(jī)1正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的時(shí)間的邏輯。在進(jìn)行加鎖操作時(shí)，利用PLC控制電機(jī)1正轉(zhuǎn)，通過傳遞到加解鎖工具頭23的正向扭矩實(shí)現(xiàn)對動力電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)的加鎖。具體地，當(dāng)傳遞到加解鎖工具頭23的正向扭矩超出預(yù)設(shè)值時(shí)，加解鎖工具頭23在電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)的限制下脫離扭矩限制器22，此時(shí)，扭矩限制器22開始打滑(空轉(zhuǎn))，進(jìn)而輸出鎖緊信號到PLC，當(dāng)全部的扭矩限制器22都輸出鎖緊信號(即扭矩限制器22開始打滑)時(shí)，PLC控制電機(jī)1停機(jī)。當(dāng)存在未輸出鎖緊信號的扭矩限制器22時(shí)，如果電機(jī)1正轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，PLC控制電機(jī)1停機(jī)并發(fā)出警報(bào)信號，可以由現(xiàn)場人員改用其他方式進(jìn)行處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，當(dāng)電機(jī)1正轉(zhuǎn)的時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，仍未收到某個(gè)扭矩限制器22發(fā)出的鎖緊信號，說明該扭矩限制器22在持續(xù)帶動加解鎖工具頭23轉(zhuǎn)動，一種可能的情形是該加解鎖工具頭23脫離了電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)，此時(shí)可以改用手工方式加鎖。

在進(jìn)行解鎖操作時(shí)，利用PLC控制電機(jī)1反轉(zhuǎn)，通過傳遞到加解鎖工具頭23的反向扭矩實(shí)現(xiàn)對動力電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)的解鎖。具體地，當(dāng)電機(jī)1反轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)，PLC控制電機(jī)1停機(jī)，全部加解鎖工具頭23停止轉(zhuǎn)動，解鎖完成。在解鎖過程中，當(dāng)任意一個(gè)扭矩限制器22的扭矩超出預(yù)設(shè)值時(shí)，該扭矩限制器22開始打滑(空轉(zhuǎn))，進(jìn)而輸出鎖緊信號，PLC控制電機(jī)1停機(jī)并發(fā)出警報(bào)信號，由現(xiàn)場人員改用其他方式進(jìn)行處理。本領(lǐng)技術(shù)人員容易理解的是，在解鎖過程中，當(dāng)任意一個(gè)扭矩限制器22的扭矩超出預(yù)設(shè)值時(shí)，動力電池包的鎖緊機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)了被卡住的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致加解鎖工具頭23在該鎖緊機(jī)構(gòu)下脫離扭矩限制器22，進(jìn)而使扭矩限制器22開始空轉(zhuǎn)，換言之，就是本次解鎖失敗。此時(shí)，PLC控制電機(jī)1停機(jī)并發(fā)出警報(bào)信號，可以由現(xiàn)場人員改用手動方式解鎖。

還需要說明的是，本實(shí)用新型的電池加解鎖裝置可以應(yīng)用在需要對動力電池包進(jìn)行解鎖的場景，比如電動汽車底盤的動力電池包、換電站存儲動力電池的電池架或者某些生產(chǎn)車間等類似場景中。另外，當(dāng)僅適用一個(gè)電機(jī)1連接一組加解鎖組的情形下，還可以通過單片機(jī)代替PLC實(shí)現(xiàn)對電機(jī)1的控制。并且，減速裝置21還可以由其他類型的減速機(jī)替代蝸輪蝸桿減速裝置，只要能實(shí)現(xiàn)將電機(jī)1的轉(zhuǎn)動傳遞給加解鎖工具頭23即可。此外，在本實(shí)施例中，電機(jī)優(yōu)選為伺服電機(jī)。

作為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式，還可以通過將電機(jī)1的輸出軸與連接部件配合，該連接部件具有多個(gè)輸出軸，每個(gè)輸出軸能夠連接一個(gè)加解鎖組，這樣一來，相當(dāng)于電機(jī)1通過該連接部件被轉(zhuǎn)換為具有多個(gè)輸出軸的結(jié)構(gòu)形式，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電機(jī)1上能夠連接多個(gè)并聯(lián)的加解鎖組的情形，其中連接部件可以是任意能夠滿足要求的構(gòu)件，比如齒輪和連桿的組合結(jié)構(gòu)等。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本實(shí)用新型的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。