CN104015702B - 用于车载电池更换的连接装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车载电池更换的连接装置及车辆。具体地，本发明提供了一种用于车载电池更换的连接装置，其包括具有弹性夹头的锁座、具有与弹性夹头配合的锥形槽的嵌合件、具有螺纹孔的连接头和具有外螺纹的连接柱。连接柱与连接头先进行对中再进行旋合；弹性夹头配置成：在与锥形槽移动配合的过程中，以使得第一通孔内的连接柱的轴线对准连接头的螺纹孔的轴线，从而实现连接柱与连接头的对中。此外，本发明还提供了一种具有该连接装置的车辆。本发明的用于车载电池更换的连接装置及车辆因为其具有配合使用的弹性夹头和锥形槽，两者在移动配合的过程中使连接柱的轴线微移以对准连接头的轴线，从而显著提高了车载电池的更换效率。

Description

用于车载电池更换的连接装置及车辆

技术领域

本发明涉及车载电池的快速更换，特别是涉及一种用于车载电池更换的连接装置及车辆。

背景技术

随着世界经济的快速发展，能源与环境已经成为人类发展和生存的重大问题。燃油汽车使用的燃料为一次性能源，开发使用后便不可再生。随着全球能源消耗的增加，地球的矿物能源已面临枯竭。电动汽车作为一种新型交通工具，在缓解能源危机，促进人类与环境和谐发展等方面具有无法比拟的优势。

电动汽车使用车载电池所储存的电能作为其行驶的动力，但是动力电池的能量密度和功率密度远不如汽油、柴油，导致电动汽车一次充电的行驶里程比较短，而且受电池使用特性的限制，不可能在短时间完成充电过程，为此，采用更换电池的方式来满足车辆日常的运行需求，即在车辆电量不足时，到换电站将电量不足的电池更换为充满电的电池，如同燃油车到加油站加油一样。只有这样，电动汽车才能满足人们的日常需求。

其中的核心技术为如何实现车载电池的快速更换。现有的车载电池大部分是通过螺栓旋合紧固在车辆底盘上。在车载电池的快速更换过程中，首先把车载电池对应到预定位置处，旋转螺栓以进行紧固。然而，发明人发现，在螺栓插入的过程中，不容易对准相应螺母的安装孔，需要多次对准，影响了安装效率；另一方面，螺栓也可能在不完全对中的情况下进行旋转，会造成对螺母和螺栓的损害，从而影响紧固件的寿命，对行车造成影响。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的车载电池安装的过程中的至少一个缺陷，提供一种用于车载电池更换的连接装置，其能够使螺栓与螺母先对中后再进行相互旋合，显著提高了安装效率和紧固件的寿命。

本发明第一方面的一个进一步的目的是进一步保护螺栓，以提高其使用寿命。

本发明第一方面的另一个进一步的目的是要进一步提高车载电池的更换效率。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种具有上述连接装置的车辆。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于车载电池更换的连接装置，其包括：

具有弹性夹头的锁座，设置在车辆本体上，所述弹性夹头具有沿其中央轴线延伸的第一通孔；

具有与所述弹性夹头配合的锥形槽的嵌合件，设置在所述车载电池上，所述锥形槽的槽底中央位置处具有第二通孔；

具有螺纹孔的连接头，所述连接头的螺纹孔与所述第一通孔同轴设置；具有外螺纹的连接柱，配置成依次穿过所述第二通孔、所述第一通孔后与所述连接头进行旋合，以使所述车载电池和所述车辆本体固定连接；其中

所述连接柱与所述连接头先进行对中再进行旋合；

所述弹性夹头配置成：在与所述锥形槽移动配合的过程中，以使得所述第一通孔内的连接柱的轴线对准所述连接头的螺纹孔的轴线，从而实现所述连接柱与所述连接头的对中。

根据本发明的第一方面，本发明还提供了一种用于车载电池更换的连接装置，包括：

具有弹性夹头的嵌合件，设置在所述车载电池上，所述弹性夹头具有沿其中央轴线延伸的第一通孔；

具有与所述弹性夹头配合的锥形槽的锁座，设置在车辆本体上，所述锥形槽的槽底中央位置处具有第二通孔；

具有螺纹孔的连接头，所述连接头的螺纹孔与所述第二通孔同轴设置；

具有外螺纹的连接柱，配置成依次穿过所述第一通孔、所述第二通孔后与所述连接头进行旋合，以使所述车载电池和所述车辆本体固定连接；其中

所述连接柱与所述连接头先进行对中再进行旋合；

所述弹性夹头配置成：在与所述锥形槽移动配合的过程中，以使得所述第一通孔内的连接柱的轴线对准所述连接头的螺纹孔的轴线，从而实现所述连接柱与所述连接头的对中。

可选地，所述连接装置还包括连接头安装孔，设置在所述锁座上；所述连接头位于所述连接头安装孔内。

可选地，所述连接装置还包括设置在所述连接头安装孔内的弹性装置，位于所述连接头的背离所述第一通孔的一侧，以允许所述连接头在所述连接柱的推动下沿所述连接头安装孔的轴线向远离所述第一通孔的方向移动，并在所述连接头与所述连接柱对中后阻止所述连接头沿所述连接头安装孔的轴线向远离所述第一通孔的方向继续移动。

可选地，所述弹性装置包括压缩弹簧和弹簧螺帽；所述弹簧螺帽与所述连接头安装孔固定连接；所述压缩弹簧的一端抵靠在所述连接头上或固定安装在所述连接头上，所述压缩弹簧的另一端抵靠在所述弹簧螺帽上或固定安装在所述弹簧螺帽上。

可选地，所述连接头采用硬质材料；所述连接柱采用软质材料。

可选地，所述连接装置还包括定位引导装置，所述定位引导装置配置成：在当所述车载电池和所述车辆本体相对移动的过程中引导所述弹性夹头插入所述锥形槽内。

可选地，所述定位引导装置包括设置在所述锁座上的半圆锥凸面和设置在所述嵌合件上的半圆锥槽面；或所述定位引导装置包括设置在所述锁座上的半圆锥槽面和设置在所述嵌合件上的半圆锥凸面。

可选地，所述半圆锥凸面与所述连接头的螺纹孔同轴设置；或，所述半圆锥槽面与所述连接头的螺纹孔同轴设置。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种车辆，包括车辆本体和车载电池，其中，还包括上述任一种连接装置。

本发明的用于车载电池更换的连接装置及车辆因为其具有配合使用的弹性夹头和锥形槽，两者在移动配合的过程中使连接柱的轴线微移以对准连接头的轴线，从而显著提高了车载电池的安装效率，即显著提高了车载电池的更换效率。

进一步地，由于本发明的连接装置及车辆中的弹性装置可在连接柱未对准连接头的情况下，防止连接柱插入连接头内，从而保护连接头。

进一步地，由于本发明的连接装置及车辆中具有定位引导装置，其能够使车载电池快速移动到预定的安装位置处，同时引导弹性夹头插入锥形槽内，进一步地提高了车载电池的安装效率。

进一步地，由于本发明的连接装置及车辆中的连接头采用硬质材料，而连接柱采用软质材料，在车载电池更换的时候，连接柱一起被更换，以提高紧固件的使用寿命，提高行车安全性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图；

图2是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构图；

图3是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构爆炸图；

图4是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图；

图5是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图；

图6是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图；

图7是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图。如图1所示，并参考图2和图3，本发明实施例提供了一种用于车载电池更换的连接装置，其能够在车载电池和车辆本体相对移动的过程中快速使连接柱与连接头对中，从而能够使连接柱与连接头先对中后再进行旋合，提高了连接柱与连接头的旋合效率，进而显著提高了车载电池的更换效率。具体地，本发明实施例的连接装置包括具有弹性夹头11的锁座10、具有与弹性夹头11配合的锥形槽21的嵌合件20、具有螺纹孔的连接头30和具有外螺纹的连接柱40。锁座10可通过螺钉设置在车辆本体上。弹性夹头11具有沿其中央轴线延伸的第一通孔，以穿过连接柱40。嵌合件20可通过螺钉设置在车载电池上，具体地可设置在车载电池的箱体上。锥形槽21的槽底中央位置处具有第二通孔，以穿过连接柱40。连接头30与第一通孔同轴设置。连接柱40配置成依次穿过第二通孔、第一通孔后与连接头30进行旋合，以使车载电池和车辆本体固定连接。

特别地，车载电池在安装的过程中，连接柱40与连接头30先进行对中再进行旋合。具体地，车载电池在外力的作用下相对于车辆本体进行移动，从而使弹性夹头11相对于锥形槽21进行移动，在弹性夹头11与锥形槽21的槽面接触后进行的相对移动配合的过程中，由于锥形槽21的作用使弹性夹头11受力收缩，从而促使位于弹性夹头11的第一通孔内的连接柱40的轴线微移至弹性夹头11的中心轴线上，以对准连接头30的螺纹孔的轴线，从而实现连接柱40与连接头30的对中。例如，在安装的过程中，连接柱40首先通过第二通孔进入到第一通孔内，且不穿过第一通孔，待其与连接头30进行对中后，再穿过第一通孔与连接头30进行旋合；连接柱40首先通过第二通孔进入到第一通孔内，也穿过第一通孔与连接头30的端面接触后停止移动，待其与连接头30进行对中后，再穿过第一通孔与连接头30进行旋合。也就是说，本发明实施例中的连接装置的弹性夹头11配置成：在与锥形槽21移动配合的过程中，以使得第一通孔内的连接柱40的轴线对准连接头30的螺纹孔的轴线，从而实现连接柱40与连接头30的对中。本发明实施例的连接装置中的连接头30可选择螺母，连接柱40可选择使用螺柱或螺栓。

连接头30优选为安装在位于锁座10上的连接头安装孔12内，连接头安装孔12可与第一通孔同轴。弹性夹头11上具有外螺纹，其可旋合在连接头安装孔12的一端。

为了防止连接柱40在未对准的情况下插入连接头30，以保护螺纹线，本发明实施例的连接装置还包括设置在连接头安装孔12内的弹性装置，其位于连接头30的背离第一通孔的一侧，以允许连接头30在与连接柱40旋合前沿连接头安装孔12的轴线移动。例如，在安装的过程中，连接柱40首先通过第二通孔进入到第一通孔内，也穿过第一通孔与连接头30的端面接触后可能继续移动同时进行旋转以与连接头30进行旋合，当连接柱40未对准连接头30时，连接柱40在向连接头30移动的过程中，会抵靠在在螺纹孔的端面上，继续移动会引起连接头30的移动。弹性装置的设置可允许连接头30在连接柱40的推动下沿连接头安装孔12的轴线向远离第一通孔的方向移动，并在连接头30与连接柱40对中后阻止连接头30沿连接头安装孔12的轴线向远离第一通孔的方向继续移动，从而便于连接头30与连接柱40的咬合。例如，弹性装置可包括压缩弹簧51和弹簧螺帽52。弹簧螺帽52与连接头安装孔12固定连接，可通过螺纹连接旋合在连接头安装孔12的另一端。压缩弹簧51的一端抵靠在连接头30上或固定安装在连接头30上，压缩弹簧51的另一端抵靠在弹簧螺帽52上或固定安装在弹簧螺帽52上。

在本发明另外一个实施例中，连接头30采用硬质材料，例如硬质合金等；连接柱40采用软质材料，例如普通碳钢。本发明实施例中的连接柱40可为普通螺栓(连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火)，通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓)，连接头30可选用高强度螺母。在车载电池更换的过程中，由于连接柱40容易取下更换，连接头30不易更换，因此使连接柱40更易损耗，以保护连接头30。在对车载电池更换的同时，可连同连接柱40一同更换，以提高车辆行车的安全性。

在车载电池的安装过程中，为了解决如何使车载电池快速运动至预定位置和使弹性夹头11准确插入锥形槽21内，本发明实施例的连接装置还包括定位引导装置。定位引导装置配置成：在当车载电池和车辆本体相对移动的过程中引导弹性夹头11插入锥形槽21内。例如，定位引导装置包括设置在锁座10上的半圆锥凸面13和设置在嵌合件20上的半圆锥槽面22。锁座10上的半圆锥凸面13与其上的弹性夹头11同轴设置；锁座10上的弹性夹头11设置在其上的半圆锥凸面13的收缩端的端部。嵌合件20的半圆锥槽面22与其上的锥形槽21同轴设置。嵌合件20的锥形槽21设置在其上的半圆锥槽面22的收缩端的端面上，嵌合件20的半圆锥槽面22的另一端用于锁座10上的半圆锥凸面13的插入。

图4是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图。在本发明的一些其它实施例中，定位引导装置可包括设置在锁座10上的半圆锥槽面22和设置在嵌合件20上的半圆锥凸面13。锁座10上的半圆锥槽面22与其上的弹性夹头11同轴设置；锁座10上的弹性夹头11设置在其上的半圆锥槽面22的收缩端的端部。嵌合件20的半圆锥凸面13与其上的锥形槽21同轴设置。嵌合件20的锥形槽21设置在其上的半圆锥凸面13的收缩端的端面上，嵌合件20的半圆锥凸面13的该端用于插入锁座10的半圆锥槽面22。

在本发明的另外一个实施例中，弹性夹头11的位置和锥形槽21的位置可互换，具体地，连接装置的弹性夹头11可设置在嵌合件20上，锥形槽21可设置在锁座10上，连接头30与第二通孔同轴设置。弹性夹头11配置成：在与锥形槽21移动配合的过程中，以使得第一通孔内的连接柱40的轴线对准连接头30的螺纹孔的轴线，从而实现连接柱40与连接头30的对中。

图5是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图。如图5所示，弹性夹头11设置在嵌合件20上，锥形槽21设置在锁座10上。在安装的过程中，连接柱40可完全穿过弹性夹头达到锁座10上的第二通孔内。在弹性夹头11与锥形槽21移动配合的过程中，由于锥形槽11的作用使弹性夹头11收缩，引起连接柱40微移，以使得第一通孔内的连接柱40的轴线对准连接头30的螺纹孔的轴线，从而实现连接柱40与连接头30的对中。在连接头30与连接柱40对中后，机械手旋转连接柱40以与连接头30进行旋合。在该实施例中，定位引导装置的半圆锥凸面13设置在锁座10上，半圆锥槽面22设置在嵌合件20上。锁座10上的半圆锥凸面13与其上的锥形槽21同轴设置；锁座10上的锥形槽21设置在其上的半圆锥凸面13的收缩端的端部。嵌合件20的半圆锥槽面22与其上的弹性夹头11同轴设置。嵌合件20的弹性夹头11设置在其上的半圆锥槽面22的收缩端的端面上，嵌合件20的半圆锥槽面22的另一端用于锁座10上的半圆锥凸面13的插入。

图6是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构剖视图。在该发明实施例中，弹性夹头11设置在嵌合件20上，锥形槽21设置在锁座10上。定位引导装置的半圆锥槽面22设置在锁座10上，半圆锥凸面13设置在嵌合件20上。嵌合件20上的半圆锥凸面13与其上的弹性夹头11同轴设置；嵌合件20上的弹性夹头11设置在其上的半圆锥凸面13的收缩端的端部。锁座10的半圆锥槽面22与其上的锥形槽21同轴设置。锁座10的锥形槽21设置在其上的半圆锥槽面22的收缩端的端面上，锁座10的半圆锥槽面22的另一端用于嵌合件20上的半圆锥凸面13的插入。

图7是根据本发明一个实施例的连接装置的示意性结构图。如图7所示，本发明实施例的连接装置还包括密封装置，密封装置被配置成防止外界水分进入车载电池内，例如可在锥形槽21的外围设置与锥形槽21同轴的密封圈安装槽，或者在锁座10的与嵌合件20接触的表面上且位于弹性夹头11的外围设置密封圈安装槽，以安装密封圈70，以使锁座10与嵌合件20的外围表面接触时，密封嵌合件20与锁座10的接触面。

根据本发明的第二方面，本发明还提供了一种车辆，其包括车辆本体和车载电池，特别地，车辆还包括上述任一实施例中的连接装置。车辆本体具有车辆底盘，车载电池可设置在车辆底盘上，则第一通孔和第二通孔均沿竖直方向设置。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于车载电池更换的连接装置，其特征在于，包括：

具有弹性夹头的锁座，设置在车辆本体上，所述弹性夹头具有沿其中央轴线延伸的第一通孔；

具有与所述弹性夹头配合的锥形槽的嵌合件，设置在所述车载电池上，所述锥形槽的槽底中央位置处具有第二通孔；

具有螺纹孔的连接头，所述连接头的螺纹孔与所述第一通孔同轴设置；

具有外螺纹的连接柱，配置成依次穿过所述第二通孔、所述第一通孔后与所述连接头进行旋合，以使所述车载电池和所述车辆本体固定连接；其中

所述连接柱与所述连接头先进行对中再进行旋合；

所述弹性夹头配置成：在与所述锥形槽移动配合的过程中，以使得所述第一通孔内的连接柱的轴线对准所述连接头的螺纹孔的轴线，从而实现所述连接柱与所述连接头的对中。

2.一种用于车载电池更换的连接装置，其特征在于，包括：

具有弹性夹头的嵌合件，设置在所述车载电池上，所述弹性夹头具有沿其中央轴线延伸的第一通孔；

具有与所述弹性夹头配合的锥形槽的锁座，设置在车辆本体上，所述锥形槽的槽底中央位置处具有第二通孔；

具有螺纹孔的连接头，所述连接头的螺纹孔与所述第二通孔同轴设置；

具有外螺纹的连接柱，配置成依次穿过所述第一通孔、所述第二通孔后与所述连接头进行旋合，以使所述车载电池和所述车辆本体固定连接；其中

所述连接柱与所述连接头先进行对中再进行旋合；

所述弹性夹头配置成：在与所述锥形槽移动配合的过程中，以使得所述第一通孔内的连接柱的轴线对准所述连接头的螺纹孔的轴线，从而实现所述连接柱与所述连接头的对中。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，

还包括连接头安装孔，设置在所述锁座上；

所述连接头位于所述连接头安装孔内。

4.根据权利要求3所述的连接装置，其特征在于，

还包括设置在所述连接头安装孔内的弹性装置，位于所述连接头的背离所述第一通孔的一侧，以允许所述连接头在所述连接柱的推动下沿所述连接头安装孔的轴线向远离所述第一通孔的方向移动，并在所述连接头与所述连接柱对中后阻止所述连接头沿所述连接头安装孔的轴线向远离所述第一通孔的方向继续移动。

5.根据权利要求4所述的连接装置，其特征在于，

所述弹性装置包括压缩弹簧和弹簧螺帽；

所述弹簧螺帽与所述连接头安装孔固定连接；

所述压缩弹簧的一端抵靠在所述连接头上或固定安装在所述连接头上，所述压缩弹簧的另一端抵靠在所述弹簧螺帽上或固定安装在所述弹簧螺帽上。

6.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，

所述连接头采用硬质材料；所述连接柱采用软质材料。

7.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，

还包括定位引导装置，所述定位引导装置配置成：在当所述车载电池和所述车辆本体相对移动的过程中引导所述弹性夹头插入所述锥形槽内。

8.根据权利要求7所述的连接装置，其特征在于，

所述定位引导装置包括设置在所述锁座上的半圆锥凸面和设置在所述嵌合件上的半圆锥槽面；或

所述定位引导装置包括设置在所述锁座上的半圆锥槽面和设置在所述嵌合件上的半圆锥凸面。

9.根据权利要求8所述的连接装置，其特征在于，

所述半圆锥凸面与所述连接头的螺纹孔同轴设置；或

所述半圆锥槽面与所述连接头的螺纹孔同轴设置。

10.一种车辆，包括车辆本体和车载电池，其特征在于，还包括权利要求1至9中任一项所述的连接装置。