具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本发明提供一种电池包3锁定装置，其用于将电池包3锁定或解锁于托架4上，该电池包3锁定装置包括设置在托架4上的第一锁定单元1，第一锁定单元1能够在第一状态和第二状态之间进行切换。

具体来说，当第一锁定单元1处于第一状态时，电池包3能够沿着某一方向进出托架4；而当第一锁定单元1处于第二状态时，第一锁定单元1能够限制电池包3沿从该方向离开托架4。

该电池包3锁定装置，通过在电池包3在进入托架4后将第一锁定单元1切换至第二锁定状态，使得电池包3相对于托架4的位置被第一锁定单元1固定，从而实现在电池包3放置于托架4的过程中将电池包3固定于托架4的目的，以有效降低将电池包3安装并固定于托架4上的流程复杂程度与步骤繁琐程度。

在本实施例中，如图1所示，电池包3锁定装置包括两个第一锁定单元1，这两个第一锁定单元1分别被设置在托架4的左右两侧，并处于电池包3进入托架4的开口位置处，以提高电池包3锁定装置对电池包3的锁定效果。

其中，电池包3进出托架4的某一方向为图中的第一方向A，且电池包3锁定装置的第一锁定单元1设置在托架4供电池包3进出的入口位置处。此外，在电池包3的背面设置有电连接插座(图中未示出)，该电连接插座用于与托架4上的电连接插头(图中未示出)接插并电连接，该电连接的方向与电池包3进出托架4的第一方向A相同，以使得电池包3在进入托架4并被第一锁定单元1固定于托架4的同时，能够同步完成托架4与电池包3之间的电连接，以同时实现托架4与电池包3的物理连接与电连接的目的。

如图2所示，本实施例中的第一锁定单元1具体包括固定件11和活动件12。其中，固定件11被固定在托架4上，而活动件12则与固定件11保持连接，活动件12能够相对固定件11活动，以在第一状态和第二状态之间进行切换，使得活动件12对电池包3相对托架4的进出状态可以进行限制。

活动件12能够沿第二方向B在第一状态和第二状态之间进行切换，该第二方向B与第一方向A的朝向并不相同，以避免电池包3在托架4内部沿第一方向A的位移对活动件12沿第二方向B的状态切换造成影响。优选地，第二方向B与第一方向A的夹角应在45度-90度之间，以避免电池包3在托架4内部沿第一方向A位移时对活动件12的作用力沿第二方向B产生的分力对活动件12的状态切换造成影响，进而在电池包3被锁定在托架4内时，避免电池包3沿第一方向A作用于活动件12而导致活动件12解锁的情况发生。

在本实施例中，如图3-图5所示，其为电池包3进入托架4时，活动件12的状态切换过程。从图3可以看出，第二方向B垂直于第一方向A。同时，在活动件12处于第二状态的情况下，电池包3沿着第一方向A进入托架4的过程中，电池包3的侧壁31能够对活动件12的表面施加推力，以使活动件12沿着第二方向B朝远离电池包3的方向移动，并切换至第一状态，进而使得活动件12不论在哪一个状态，都不会影响电池包3顺利进入托架4。

具体来说，在活动件12朝向电池包3的一侧表面上设有导向结构121，该导向结构121呈圆弧形，在电池包3进入托架4的过程中，电池包3的侧壁31与该导向结构121相接触，并沿第二方向B对活动件12施加推力，使得活动件12沿第二方向B远离电池包3，并切换至第一状态。

在其他实施方式中，第一锁定单元1还包括有驱动器，驱动器连接于活动件12，以在电池包3进入托架4之前，通过驱动器带动活动件12切换至第一状态，以同样使得电池包3能够顺利地进入托架4。当然，本实施例中利用电池包3对活动件12上的导向结构121接触而产生的分力来使活动件12切换至第一状态，相比上述设置驱动器来进行切换的更简便、直接。

如图4所示，本实施例中，电池包3在沿第一方向A被推至与托架4上的电连接插头实现接插时处于第一锁定位置(即图4中电池包3所在位置)，此时电池包3的电连接插座与托架4的电连接插头处于相互压紧状态，电池包3离开活动件12，活动件12在没有电池包的推力作用下能够切换至第二状态，以限制电池包3离开托架4。

在此之后，如图5所示，在撤去将电池包3推紧在托架4上的作用外力后，电池包3与托架4的电连接插头之间的压紧力被释放，使电池包3位移至第二锁定位置(即图5中电池包3所在位置)，此时，电池包3与处于第二状态的活动件12之间沿着第一方向A相抵接，以使得在将电池包3推入托架4的外力被撤销之后，通过电池包3与活动件12相抵接的方式，电池包3上设有第一抵接面，活动件12上设有第二抵接面，第一抵接面和第二抵接面相互卡合，实现电池包沿第一方向A以及垂直于第一方向A上的限位，将电池包3沿第一方向A完全定位于托架4上，避免电池包3在托架4内产生水平窜动，以在电池包3与托架4电连接时，通过第一锁定单元1实现限制电池包3沿第一方向A相对托架4产生位移的目的。同时，这种限制位移的方案还能保证托架4与电池包3之间一直处于电连接状态，提高电连接的可靠性。

优选地，第一抵接面设有凹限部，第二抵接面上设有凸起部，凸起部与凹陷部形状相匹如图4和图5所示以使得电池包3移至第二锁定位置之后，活动件12与电池包3的表面通过上述的凹凸结构122相匹配，提高活动件12对电池包3的固定效果。当然，在其他实施例中，活动件12与电池包3沿第一方向A相抵接的表面也可以是完全平面的结构，在活动件12移动至第二状态时，这种平面结构也同样能够限制电池包3沿第一方向A离开托架4。在其它实施方式中，凹凸结构122的凹陷部和凸起部的设置对象也可交换设置。

另外，如图2所示，固定件11沿着第二方向B设有一滑动槽111，活动件12下端的杆部12a设置在滑动槽111内，以沿着滑动槽111在第一状态和第二状态之间切换，使滑动槽111能够限制活动件12除第二方向B以外的运动自由度。

其中，为了使电池包3在完全进入托架4后，活动件12能够移动至第二状态，本实施例中提供了一下方案：第一锁定还包括有弹性件(图中未示出)，该弹性件的一端连接于活动件12下端的杆部12a，并沿着第二方向B朝活动件12施加弹性力，使活动件12在不受外力作用时保持处于第二状态。通过上述的结构设置，在电池包3在完全进入托架4后，电池包3的侧壁31向活动件12施加的推力消失，因此活动件12在弹性件的作用下自动移动至第二状态，以在无需外接干预的情况下将电池包3锁定在托架4内。本实施例中，弹性件可以为压簧131，以通过被压缩后的回弹力将活动件12推动至第二状态。

如图6-图8所示，其为本实施例中电池包3锁定装置将电池包3解锁于托架4的流程示意图。电池包3锁定装置通过第一单元将电池包3解锁于托架4的流程与第一单元将电池包3锁定于托架4的流程大致相同。如图6所示，当电池包3被锁定在托架4内，并位于第二锁定位置时，电池包3的端面与活动件12上表面的凹凸结构122相抵接。

如图7所示，外部的电池包3取放机构将电池包3沿第一方向A推动至第一锁定位置，以使活动件12能够沿第二方向B移动至第一状态，以将电池包3沿第一方向A移出托架4的开口被打开。之后，如图8所示，电池包3在外部的电池包3取放机构的作用下，沿第一方向A被移出托架4，实现电池包3相对托架4的解锁。

其中，在解锁流程中，活动件12沿第二方向B从第二状态移动至第一状态并不能够如同锁定流程中那样，利用电池包3的侧壁31推动活动件12进行状态切换的方式实现。因此，在本实施例中，第一锁定单元1还包括有连杆13和驱动器，驱动器通过连杆13间接连接于活动件12。在驱动器的驱动下，连杆13带动活动件12从第二状态移动至第一状态，以在解锁流程中使电池包3能够沿第一方向A移出托架4。其中，驱动器可采用现有技术中运动机构来实现带动活动件12移动的目的。当驱动器为直线运动机构时，连杆13仅起到连接作用，以用于向活动件12传递直线位移；当驱动器为旋转运动机构时，连杆13则还起到了改变运动方向的作用，以用于将旋转位移通过机械结构改为直线位移，例如采用凸轮机构等。由于这些连杆13结构均属于现有技术的范畴，因此在此不再赘述。

另外，在其他实施例中，若电池包3与活动件12的接触面并非凹凸结构122，在解锁流程中，也可以不必先将电池包3推至第一锁定位置，即：电池包3在第二锁定位置时，活动件12就能够沿第二方向B切换至第一状态，以使电池包3能够移出托架4，实现解锁。

本发明还提供一种托架总成20，其包括如上所述的托架4和电池包3锁定装置，其中，电池包3锁定装置还包括第二锁定单元，第二锁定单元设置在托架4上，该第二锁定单元用于限制电池包3沿除第一方向A以外的其他方向相对托架4产生位移，避免电池包3沿着除第一方向A以外的其他方向脱离托架4，以使得第一锁定单元1能够有效地将电池包3锁定在托架4上。

如图9所示，本实施例中，第二锁定单元具体包括设置在托架底板42上的承载导轮21和设置在托架侧板43上的导向导轮22，其中，承载导轮21用于承载电池包3，且承载导轮21可相对电池包3的下表面滚动，导向导轮22则与电池包3的侧表面接触，并可相对该侧表面滚动，以在电池包3位于托架4内时，限制电池包3沿除第一方向A以外的其他方向移动。

本发明还提供一种电动汽车，其采用如上所述托架总成20。如图10所示，电动汽车车体5下方具有底盘，底盘包括并列设置的左大梁51和右大梁52，两个托架总成20分别设置在左大梁51和右大梁52的外侧，且开口向外，以用于供电池包3从两侧安装于车体下部。托架总成20通过紧固件实现与底盘的固定，以保证托架总成20安装在电动汽车上时的稳固性，避免托架总成20在电动汽车行驶时产生振动。

另外，两个托架总成20的托架4的底板横梁44为一体成型的结构，该底板横梁44固定在左大梁51和右大梁52的下侧表面上，以进一步提高托架总成20的安装稳固性。

本发明还提供一种电池包的锁止方法，该电池包的锁止方法使用如上所述的电池包3锁定装置，通过将第一锁定单元1在第一状态和第二状态之间切换，以实现电池包3锁定或解锁于托架4的目的。

实施例2

本实施例还提供一种电池包3锁定装置，其结构与实施例1提供的电池包3锁定装置的结构大致相同，不同之处在于，在本实施例中，如图11所示，在电池包3相对于托架4电连接，且活动件12将电池包3锁定于托架4的状态下，活动件12在切换至第二状态时，活动件12在通过沿第一方向A的表面的凹凸结构122与电池包3相接触并锁定以外，该活动件12沿第二方向B一侧的表面也同样与电池包3的侧壁31相接触，以限制电池包3沿垂直于第一方向A的自由度，以进一步提高活动件12与电池包3之间的固定、定位效果。

另外，如图12和图13所示，其为本实施例中的连杆13的运动示意图。本实施例中，连杆13的末端13a向下凸出于托架4的下表面4a，驱动器具体为举升机或者码垛机，该驱动器位于托架4的下方，且驱动器的升降平台141向上抬升并推动连杆13的末端13a，以带动活动件12移动，并从第二状态移动至第一状态。该电池包3锁定装置，通过利用举升机或码垛机作为驱动器来带动活动件12切换状态，以利用现有存在的换电设备来兼具解锁的功能，以进一步简化电池包3锁定装置的解锁流程复杂程度。

如图13所示，在升降平台141向上推动连杆13的末端13a后，升降平台141还持续上升，并与托架4的下表面4a接触，以进一步实现将托架4(以及与托架4相连的电动汽车)抬起的目的。

其中，在现有的电池包3拆卸流程中，举升机或码垛机是在将托架4抬起之后，再将电池包3从托架4上取下的。因此，在这一解锁流程顺序下，当举升机或码垛机向上推动连杆13时，由于电池包3与活动件12之间还通过凹凸结构122相连，活动件12并不能够被切换至第一状态。因此，在本实施例中，连杆13还应当能够沿外力的传递方向被压缩，以将举升机或码垛机的作用力通过压缩的方式储存于连杆13中，并在电池包3与活动件12的凹凸结构122相脱离时释放压缩产生的位移，带动活动件12切换至第一状态，实现解锁目的。

具体来说，本实施例中，通过在连杆13的中间位置设置压簧131的方式来实现作用力的存储目的。当然，在其他实施方式中，还可采用现有技术中的其他方式实现连杆13沿作用力方向的压缩，具体结构在此不再赘述。

另外，本实施例中，图12和图13所示的连杆13的结构仅为说明示意之用。

本发明还提供一种电池包的锁止方法，其具体包括以下步骤：

1、将电池包3沿第一方向A移动至托架4的入口位置处。在本实施例中，是通过电池取放机构将电池包3沿第一方向A移动至托架4的入口位置处。

2、控制第一锁定单元1处于第一状态，以打开电池包3进出托架4的通道。在本实施例中，通过驱动器带动第一锁定单元1的活动件12切换至第一状态，或通过电池包3的侧壁对第一锁定单元1的活动件12沿第二方向B施加推力，使活动件12沿第二方向B朝远离电池包3的方向移动，并切换至第一状态。

3、控制电池包3沿第一方向A移动至托架4内，即：电池包3位于本实施例中的第一锁定位置。在本实施例中，电池取放机构会继续移动电池包3朝接近托架4的电连接插头的方向移动，并到达第一锁定位置，使得电连接插头之间形成压紧状态。

4、控制第一锁定单元1处于第二状态，以关闭电池包3进出托架4的通道。在本实施例中，当电池包3到达第一锁定位置后，活动件12在没有电池包的推力作用下，或者在驱动器驱动下切换至第二状态，以实现关闭电池包3进出托架4的通道的目的。

5、控制电池包3沿第一方向A朝靠近第一锁定单元1的方向移动，是电池包3与活动件12相抵靠，即：电池包3位于本实施例中的第二锁定位置。在本实施例中，在撤去将电池包3推紧在托架4上的作用力后，电池包3与托架4之间的压紧力推动电池包3反向移动至第二锁定位置，使得电池包3与第一锁定单元沿第一方向A相互抵接，以将电池包3完全固定在托架4上。

该电池包的锁止方法在电池包进入托架后将其第一锁定单元切换至第二锁定状态，使得电池包相对于托架的位置被第一锁定单元固定，从而实现在电池包放置于托架的过程中将电池包固定于托架的目的，以有效降低将电池包安装并固定于托架上的流程复杂程度与步骤繁琐程度，并且有效提升了电池包固定于托架的牢固程度，以保证电池包固定的可靠性。

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。